JP2013067362A - Electric power steering device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electric power steering device having a lightweight gear box for storing a reduction gear mechanism, having high reliability, and superior in dimensional stability.SOLUTION: This electric power steering device includes the gear box constituted by fastening and integrating a housing member 33A for storing the reduction gear mechanism and a cover member 33B for covering an opening part of the housing member 33A by a bolt 33C and a nut. This housing member 33A and the cover member 33B are manufactured by insert molding of a resin material of inserting metallic core metals 36A and 36B having a bolt hole 37 for inserting the bolt 33C.

Description

本発明は電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to an electric power steering apparatus.

電動パワーステアリング装置は、自動車の運転者によってステアリングホイールを介してステアリング軸に操舵トルクが入力された場合に、この操舵トルクを補助する補助トルクとして電動モータの出力を、減速歯車機構を介してステアリング軸に伝達して、運転者の操舵を補助する装置である。
そして、コラム型の電動パワーステアリング装置においては、減速歯車機構を収容するギヤボックス、すなわち、減速歯車機構を収容する略筒状のハウジング部材と、該ハウジング部材にボルト等で取り付けられ該ハウジング部材の開口部を覆うカバー部材とが、アルミニウム合金等の金属材料で構成されている。
The electric power steering device, when a steering torque is input to a steering shaft via a steering wheel by a driver of an automobile, steers the output of the electric motor as an auxiliary torque for assisting the steering torque via a reduction gear mechanism. It is a device that transmits to the shaft to assist the driver's steering.
In the column-type electric power steering device, a gear box that houses the reduction gear mechanism, that is, a substantially cylindrical housing member that houses the reduction gear mechanism, and a bolt or the like attached to the housing member. The cover member that covers the opening is made of a metal material such as an aluminum alloy.

一方、近年においては、自動車の省資源化・省エネルギー化や、二酸化炭素排出量低減のための低燃費化が求められているため、自動車の軽量化が図られている。そのため、電動パワーステアリング装置についても、さらなる軽量化が求められ、金属で構成されているギヤボックスの軽量化が検討された。
金属で構成されているギヤボックスの軽量化を図るには、より比重の小さい材料、すなわち樹脂材料で構成すればよいが、単に材料を変更するだけでは、従来品と同等の品質を確保できないおそれがある。特に問題となるのは、樹脂製の構造体に金属製の部品を固定する方法である。
On the other hand, in recent years, automobiles have been reduced in weight because there has been a demand for energy saving and energy saving of automobiles and reduction of carbon dioxide emissions. Therefore, the electric power steering device is also required to be further reduced in weight, and the reduction in the weight of the gear box made of metal has been studied.
In order to reduce the weight of gearboxes made of metal, it is only necessary to use a material with a lower specific gravity, that is, a resin material. However, simply changing the material may not ensure the same quality as conventional products. There is. Particularly problematic is a method of fixing metal parts to a resin structure.

例えば、従来と同様に、ハウジング部材とカバー部材とをボルトで締結したり、ステアリング軸及びウォーム軸を支持する軸受をギヤボックスに直接圧入し固定したりすると、ボルトの軸力あるいは軸受の圧入力によって樹脂材料が劣化するおそれがあった。その結果、ボルトの軸力や軸受の圧入力が徐々に低下するため、最悪の場合にはボルトや軸受がギヤボックスから脱落してしまうおそれがあった。   For example, when the housing member and the cover member are fastened with bolts, or the bearings supporting the steering shaft and the worm shaft are directly press-fitted into the gear box and fixed as in the conventional case, the bolt axial force or bearing pressure input As a result, the resin material may be deteriorated. As a result, the axial force of the bolt and the pressure input of the bearing gradually decrease, and in the worst case, the bolt and the bearing may fall out of the gear box.

このような信頼性の問題を改善する技術が、特許文献1に提案されている。特許文献1に開示の電動パワーステアリング装置は、操舵状態検出センサを収容するセンサハウジングと減速歯車機構を収容するギヤハウジングとから構成されるハウジングを全て樹脂材料で構成することにより、軽量化が図られている。このとき、センサハウジングとギヤハウジングは、それぞれレーザーエネルギー透過性を有する樹脂(ポリアミド系樹脂)及びレーザーエネルギー吸収性を有する樹脂(カーボン粉末が添加されたポリアミド系樹脂)で構成されており、組立て後にレーザーを照射して接合面を加熱溶着させることによって一体化されている。   A technique for improving such a reliability problem is proposed in Patent Document 1. The electric power steering apparatus disclosed in Patent Document 1 is reduced in weight by forming a housing composed of a sensor housing that houses a steering state detection sensor and a gear housing that houses a reduction gear mechanism, all from a resin material. It has been. At this time, the sensor housing and the gear housing are each composed of a resin having a laser energy permeability (polyamide resin) and a resin having a laser energy absorption property (polyamide resin to which carbon powder is added). It is integrated by irradiating a laser to heat-weld the joint surface.

特開2009−298246号公報JP 2009-298246 A 特開2005−231308号公報JP-A-2005-231308

しかしながら、レーザー溶着という接合方法は、例えば特許文献2に開示されているような手法を適用しなければ、信頼性の高い接合を実現することは難しいと考えられる。
また、特許文献1に開示の技術では、樹脂製のセンサハウジングとギヤハウジングを成形した後に、当該ハウジングに、ステアリング軸を支持する軸受を圧入し固定しているので、軸受の圧入力によって樹脂材料が劣化し、その圧入力が徐々に低下して、最悪の場合には軸受がハウジングから脱落してしまうおそれがあった。よって、信頼性において改善の余地があった。
However, it is considered that it is difficult to realize highly reliable bonding unless a technique such as that disclosed in Patent Document 2 is applied to the bonding method called laser welding.
Further, in the technique disclosed in Patent Document 1, a resin sensor housing and a gear housing are molded, and then a bearing that supports the steering shaft is press-fitted and fixed in the housing. Deteriorated, the pressure input gradually decreases, and in the worst case, the bearing may fall out of the housing. Therefore, there is room for improvement in reliability.

さらに、センサハウジングとギヤハウジングを全てポリアミド系樹脂材料で構成しているため、吸水による変形が生じやすく、寸法安定性の面でも改善の余地があった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、減速歯車機構を収容するギヤボックスが軽量で信頼性が高く且つ寸法安定性に優れる電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
Furthermore, since the sensor housing and the gear housing are all made of a polyamide resin material, deformation due to water absorption tends to occur, and there is room for improvement in terms of dimensional stability.
Accordingly, the present invention solves the above-described problems of the prior art and provides an electric power steering device in which a gear box that houses a reduction gear mechanism is lightweight, highly reliable, and excellent in dimensional stability. And

前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸に入力された操舵トルクに応じて、前記操舵トルクを補助する補助トルクを出力する電動モータと、前記補助トルクを減速して前記ステアリング軸に伝達する減速歯車機構と、を備える電動パワーステアリング装置であって、前記減速歯車機構を収容するハウジング部材と、該ハウジング部材の開口部を覆うカバー部材と、を有し、前記ハウジング部材及び前記カバー部材がボルトにより締結され一体化されたギヤボックスを備え、前記ハウジング部材及び前記カバー部材は、前記ボルトが挿通されるボルト穴を有する金属製の芯金をインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものであることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an aspect of the present invention has the following configuration. That is, an electric power steering apparatus according to an aspect of the present invention includes an electric motor that outputs an auxiliary torque that assists the steering torque in accordance with a steering torque input to a steering shaft, and the auxiliary torque that decelerates the auxiliary torque. An electric power steering apparatus comprising: a reduction gear mechanism that transmits to a steering shaft, the housing member having a housing member that houses the reduction gear mechanism, and a cover member that covers an opening of the housing member. And a gear box in which the cover member is fastened and integrated by a bolt, and the housing member and the cover member are made of a resin material insert having a metal core having a bolt hole through which the bolt is inserted. It is manufactured by molding.

このような電動パワーステアリング装置においては、前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面に、接着剤を含有する接着剤層を備えることが好ましい。そして、この接着剤層は、前記芯金の表面上に形成された下層と、その上側に積層された上層とを備え、前記下層はフェノール樹脂系接着剤又はカップリング剤を含有し、前記上層はフェノール樹脂系接着剤を含有することが好ましい。   In such an electric power steering apparatus, it is preferable that at least one of the housing member and the cover member includes an adhesive layer containing an adhesive on the surface of the cored bar. The adhesive layer includes a lower layer formed on the surface of the cored bar and an upper layer laminated on the upper side, and the lower layer contains a phenol resin adhesive or a coupling agent, and the upper layer Preferably contains a phenolic resin adhesive.

また、前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面が粗面化されていることが好ましい。
さらに、前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂と繊維強化材とを含有する樹脂組成物であることが好ましい。そして、この繊維強化材の重量平均繊維長は0.7mm以上5mm以下で、平均繊維径は1μm以上30μm以下であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that at least one of the housing member and the cover member has a roughened surface of the cored bar.
Furthermore, the resin material is preferably a resin composition containing a thermoplastic resin and a fiber reinforcement. And it is preferable that the weight average fiber length of this fiber reinforcement is 0.7 mm or more and 5 mm or less, and an average fiber diameter is 1 micrometer or more and 30 micrometers or less.

本発明の電動パワーステアリング装置は、ハウジング部材及びカバー部材が、金属製の芯金をインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されており、ボルトにより締結され一体化されているので、ギヤボックスが軽量で信頼性が高く且つ寸法安定性に優れる。   In the electric power steering device of the present invention, the housing member and the cover member are manufactured by insert molding of a resin material using a metal cored bar as an insert, and are fastened and integrated by a bolt. Light weight, high reliability and excellent dimensional stability.

本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。It is a figure showing a schematic structure of an electric power steering device concerning one embodiment of the present invention. 歯車減速機構の構成を示す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view which shows the structure of a gear reduction mechanism. ギヤボックスの分解図である。It is an exploded view of a gear box. 変形例のギヤボックスの分解図である。It is an exploded view of the gearbox of a modification.

本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態である、自動車のコラム式電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図であり、図2は、図1の電動パワーステアリング装置が備える歯車減速機構の構成を示す部分断面図である。また、図3は、ギヤボックスの分解図である。   An embodiment of an electric power steering apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of a column-type electric power steering apparatus for an automobile, which is an embodiment of the electric power steering apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a gear provided in the electric power steering apparatus of FIG. It is a fragmentary sectional view which shows the structure of a deceleration mechanism. FIG. 3 is an exploded view of the gear box.

図1の電動パワーステアリング装置は、自動車の運転者によってステアリングホイール10に入力された操舵トルクが伝達されるステアリング軸11を備えている。このステアリング軸11は、図示しないトーションバーで連結された上部軸11aと下部軸11bとで構成されており、ステアリング軸用ハウジング12の内部に、軸心を中心に回転自在に支持されている。ステアリング軸用ハウジング12は、下部を車両の前方に向けて傾斜させた姿勢で、車室内部の所定位置に固定されている。なお、ステアリングホイール10は、ステアリング軸用ハウジング12から突出している上部軸11aの上端に固定されている。   The electric power steering apparatus of FIG. 1 includes a steering shaft 11 to which a steering torque input to a steering wheel 10 by a driver of an automobile is transmitted. The steering shaft 11 is composed of an upper shaft 11a and a lower shaft 11b connected by a torsion bar (not shown), and is supported inside the steering shaft housing 12 so as to be rotatable around an axis. The steering shaft housing 12 is fixed at a predetermined position in the vehicle interior in a posture in which the lower portion is inclined toward the front of the vehicle. The steering wheel 10 is fixed to the upper end of the upper shaft 11 a protruding from the steering shaft housing 12.

ステアリング軸11の回転を左右の転舵輪(図示せず)の運動に変換するラックアンドピニオン機構20は、軸方向に移動可能なラック21と、ラック21の軸心に対して斜めに支持されラック21の歯に噛み合う歯を備えたピニオン22と、ラック21及びピニオン22を支持する筒状のラック用ハウジング23と、を備えている。そして、ラックアンドピニオン機構20は、その長手方向が車両の幅方向に沿うようにして、車両の前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置されている。   A rack and pinion mechanism 20 that converts the rotation of the steering shaft 11 into the motion of left and right steered wheels (not shown) is a rack 21 that is movable in the axial direction and a rack that is supported obliquely with respect to the axis of the rack 21. A pinion 22 having teeth that mesh with the teeth of 21 and a cylindrical rack housing 23 that supports the rack 21 and the pinion 22. The rack and pinion mechanism 20 is arranged substantially horizontally in the engine room at the front of the vehicle so that the longitudinal direction thereof is along the width direction of the vehicle.

ピニオン22の上端部とステアリング軸11の下部軸11bの下端部とは、2個の自在継手25,26を介して連結されているので、ステアリング軸11の回転がラックアンドピニオン機構20によってラック21の左右方向のスライド運動に変換され、ラック21の両端部に連結された図示しない転舵輪が転舵される。
ステアリング軸11の下部軸11bには、前記操舵トルクを補助する補助トルクを下部軸11bに供給する操舵補助機構が連結されている。この操舵補助機構は、下部軸11bに連結された例えばウォームギヤで構成される減速歯車機構30と、補助トルクを出力し減速歯車機構30に供給する電動モータ13と、を備えている。
Since the upper end portion of the pinion 22 and the lower end portion of the lower shaft 11 b of the steering shaft 11 are connected via two universal joints 25 and 26, the rotation of the steering shaft 11 is rack 21 by the rack and pinion mechanism 20. The left and right sliding motions are converted and steered wheels (not shown) connected to both ends of the rack 21 are steered.
A steering assist mechanism that supplies auxiliary torque for assisting the steering torque to the lower shaft 11b is connected to the lower shaft 11b of the steering shaft 11. The steering assist mechanism includes a reduction gear mechanism 30 configured by, for example, a worm gear connected to the lower shaft 11b, and an electric motor 13 that outputs an auxiliary torque and supplies the auxiliary torque to the reduction gear mechanism 30.

減速歯車機構30は、ステアリング軸用ハウジング12に連続して設けられたギヤボックス33に収容されている。詳述すると、略筒状のハウジング部材33Aの内部に減速歯車機構30が収容され、ハウジング部材33Aの開口部がカバー部材33Bによって覆われている。そして、ハウジング部材33Aとカバー部材33Bとは、ボルト33Cによって締結され一体化されている。   The reduction gear mechanism 30 is accommodated in a gear box 33 provided continuously to the steering shaft housing 12. More specifically, the reduction gear mechanism 30 is accommodated in a substantially cylindrical housing member 33A, and the opening of the housing member 33A is covered with a cover member 33B. The housing member 33A and the cover member 33B are fastened and integrated by a bolt 33C.

ハウジング部材33Aとカバー部材33Bはいずれも、金属製の芯金36A,36Bをインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものである。両芯金36A,36Bはボルト穴37を有しているので、両ボルト穴37にボルト33Cを挿通した上でナットで締め付ければ、ハウジング部材33Aとカバー部材33Bとを一体化することができる。   Each of the housing member 33A and the cover member 33B is manufactured by insert molding of a resin material using metal cores 36A and 36B as inserts. Since both the cores 36A and 36B have bolt holes 37, the housing member 33A and the cover member 33B can be integrated if the bolts 33C are inserted into the bolt holes 37 and tightened with nuts. .

ここで、減速歯車機構30の構成を、図2を参照しながら説明する。減速歯車機構30は、下部軸11bの外周に嵌合されたウォームホイール31と、ウォームホイール31と噛み合うウォーム32とを備えている。ウォーム32の両端にはウォーム軸32a,32bが一体的に形成されており、これらウォーム軸32a,32bはそれぞれ、ギヤボックス33に圧入固定された転がり軸受34a,34bによって回転自在に支持されている。また、ギヤボックス33には、例えばボルト締結等の手段により電動モータ13が取り付けられており、この電動モータ13の駆動軸13aとウォーム軸32bとが、例えばスプライン結合又はセレーション結合している。   Here, the configuration of the reduction gear mechanism 30 will be described with reference to FIG. The reduction gear mechanism 30 includes a worm wheel 31 fitted to the outer periphery of the lower shaft 11 b and a worm 32 that meshes with the worm wheel 31. Worm shafts 32 a and 32 b are integrally formed at both ends of the worm 32, and these worm shafts 32 a and 32 b are rotatably supported by rolling bearings 34 a and 34 b that are press-fitted and fixed to the gear box 33, respectively. . In addition, the electric motor 13 is attached to the gear box 33 by means such as bolt fastening, for example, and the drive shaft 13a and the worm shaft 32b of the electric motor 13 are spline-coupled or serrated-coupled, for example.

ウォームホイール31は下部軸11bと連結しているので、電動モータ13の回転(補助トルク)が、ウォーム32及びウォームホイール31を介して減速されつつ下部軸11bに伝達されることとなる。
運転者によってステアリングホイール10に操舵トルク(回転力)が入力されると、ステアリング軸11が回転するが、この操舵トルクはトーションバーにより検出される。そして、検出された操舵トルクに基づいて、電動モータ13の出力(操舵を補助する回転力)が制御される。電動モータ13の出力(補助トルク)は減速歯車機構30により減速されつつ、ステアリング軸11の下部軸11bに供給され、前記操舵トルクと合わされる。そして、このステアリング軸11の回転に伴ってピニオン22が回転し、このピニオン22の回転がラックアンドピニオン機構20によってラック21の左右方向のスライド運動に変換され、転舵輪が駆動されて自動車が操舵される。
Since the worm wheel 31 is connected to the lower shaft 11b, the rotation (auxiliary torque) of the electric motor 13 is transmitted to the lower shaft 11b while being decelerated via the worm 32 and the worm wheel 31.
When steering torque (rotational force) is input to the steering wheel 10 by the driver, the steering shaft 11 rotates. This steering torque is detected by a torsion bar. Based on the detected steering torque, the output of the electric motor 13 (rotational force assisting steering) is controlled. The output (auxiliary torque) of the electric motor 13 is supplied to the lower shaft 11b of the steering shaft 11 while being decelerated by the reduction gear mechanism 30, and is combined with the steering torque. As the steering shaft 11 rotates, the pinion 22 rotates. The rotation of the pinion 22 is converted into a sliding motion in the horizontal direction of the rack 21 by the rack and pinion mechanism 20, and the steered wheels are driven to steer the automobile. Is done.

ここで、ギヤボックス33について、図3,4を参照しながらさらに詳細に説明する。前述したように、ハウジング部材33A及びカバー部材33Bはいずれも、金属製の芯金36A,36Bをインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものであり、芯金36A,36Bの表面の一部又は全部が樹脂材料で覆われている。
なお、図3のギヤボックス33は、電動モータによる補助トルクが比較的小さい、軽自動車又は排気量1500cc以下の小型車に搭載する電動パワーステアリング装置に好適なものである。一方、図4のギヤボックス33は、図3の例と比べて電動モータによる補助トルクが比較的大きい、中・大型車に搭載する電動パワーステアリング装置に好適なものである。
Here, the gear box 33 will be described in more detail with reference to FIGS. As described above, both the housing member 33A and the cover member 33B are manufactured by insert molding of a resin material using metal core bars 36A and 36B as inserts. Part or whole is covered with a resin material.
Note that the gear box 33 in FIG. 3 is suitable for an electric power steering device mounted on a light vehicle or a small vehicle having a displacement of 1500 cc or less, in which the auxiliary torque by the electric motor is relatively small. On the other hand, the gear box 33 in FIG. 4 is suitable for an electric power steering apparatus mounted on a medium-sized or large-sized vehicle, in which the auxiliary torque by the electric motor is relatively large as compared with the example in FIG.

ギヤボックス33を構成するハウジング部材33A及びカバー部材33Bは、芯金36A,36B以外の部分が樹脂材料で構成されているので、全体が金属材料で構成されている従来のギヤボックスと比べて軽量であり、全体が樹脂材料で構成されている従来のギヤボックスと比べて寸法安定性に優れている。
また、ハウジング部材33Aの芯金36Aとカバー部材33Bの芯金36Bは、ボルト33Cが挿通されるボルト穴37を有しているので、ハウジング部材33Aとカバー部材33Bをボルト33Cで固定することができる。よって、両者33A,33Bの接合強度が高い。また、ボルト33Cの軸力によって樹脂材料が劣化するおそれがない。よって、ボルト33Cの軸力が低下してボルト33Cがギヤボックス33から脱落してしまうおそれがほとんどなく、信頼性が高い。
The housing member 33A and the cover member 33B that constitute the gear box 33 are lighter than conventional gear boxes that are entirely made of a metal material because portions other than the core bars 36A and 36B are made of a resin material. Therefore, it is excellent in dimensional stability as compared with a conventional gear box that is entirely made of a resin material.
Further, since the core metal 36A of the housing member 33A and the core metal 36B of the cover member 33B have bolt holes 37 through which the bolts 33C are inserted, the housing member 33A and the cover member 33B can be fixed by the bolts 33C. it can. Therefore, the bonding strength between both 33A and 33B is high. Further, there is no possibility that the resin material is deteriorated by the axial force of the bolt 33C. Therefore, there is almost no possibility that the axial force of the bolt 33C will drop and the bolt 33C will fall off the gear box 33, and the reliability is high.

なお、インサート成形によって芯金36A,36Bのボルト穴37の周辺部分が樹脂材料で覆われてしまう場合は、この部分の樹脂材料の劣化によってボルト33Cの軸力が低下することが懸念される。よって、ボルト穴37の周辺部分が樹脂材料で覆われないように、芯金36A,36Bの表面の出代を十分に確保することが好ましい。また、芯金36A,36Bのボルト穴37の周辺部分には、ギヤボックス33内に封入されているグリース等の潤滑剤が外部に漏出することを防ぐために、Oリング等の密封部材を装着する溝を設けてもよい。   In addition, when the peripheral part of the bolt hole 37 of the metal cores 36A and 36B is covered with the resin material by insert molding, there is a concern that the axial force of the bolt 33C may be reduced due to the deterioration of the resin material in this part. Therefore, it is preferable to ensure a sufficient allowance for the surface of the core bars 36A and 36B so that the peripheral portion of the bolt hole 37 is not covered with the resin material. In addition, a sealing member such as an O-ring is attached to the peripheral portion of the bolt hole 37 of the cored bars 36A and 36B in order to prevent a lubricant such as grease enclosed in the gear box 33 from leaking to the outside. A groove may be provided.

さらに、インサート成形法によれば、転がり軸受34a,34b(あるいは、ステアリング軸11を挿通するためにインサートされる金属製スリーブ38や転がり軸受34a,34bを圧入固定するためにインサートされる金属製スリーブ39)を、樹脂材料の射出成形と同時に樹脂製の構造体と一体化させることが可能である。すなわち、インサート成形法によれば、射出成形と同時に樹脂部分と金属部品(インサート)との一体化が達成される。よって、樹脂材料の成形後に金属部品を圧入する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。また、インサート成形法を用いれば、転がり軸受34a,34bがハウジング部材33Aに圧入されることなく固定されるので、圧入力による樹脂材料の劣化が生じるおそれがない。よって、転がり軸受34a,34bがギヤボックス33から脱落するおそれがほとんどなく、信頼性が高い。   Further, according to the insert molding method, the rolling bearings 34a and 34b (or the metal sleeve 38 inserted to insert the steering shaft 11 and the metal sleeve inserted to press-fit and fix the rolling bearings 34a and 34b). 39) can be integrated with the resin structure simultaneously with the injection molding of the resin material. That is, according to the insert molding method, integration of the resin portion and the metal part (insert) is achieved simultaneously with the injection molding. Therefore, there is no need to press-fit metal parts after molding the resin material, so that the manufacturing process can be simplified. Further, if the insert molding method is used, the rolling bearings 34a and 34b are fixed without being press-fitted into the housing member 33A, so that there is no possibility that the resin material is deteriorated due to the pressure input. Therefore, there is almost no possibility that the rolling bearings 34a and 34b fall off from the gear box 33, and the reliability is high.

さらに、インサート成形法によれば、全体がアルミ合金で構成されている従来のギヤボックスと比べて、ギヤボックス33を低コストで製造することができる。全体がアルミ合金で構成されている従来のギヤボックスを製造する際には、アルミ合金の二次加工工程が必要となるが、インサート成形法によれば、この工程が不要となるからである。
インサート成形法を行う際には、芯金36A,36Bの表面に、接着剤を含有する接着剤層を予め設けておくことが好ましい。すなわち、表面に接着剤層を被覆した芯金36A,36Bをインサートとして用いてインサート成形法を行うことが好ましい。そうすれば、芯金36A,36Bと樹脂材料とが接着剤により強固に接着されるため、ハウジング部材33Aとカバー部材33Bの寸法安定性が良好なものとなる。接着剤層を設ける方法は特に限定されるものではないが、接着剤を含有する溶液又は接着剤そのものの塗布や噴霧があげられる。
Furthermore, according to the insert molding method, the gear box 33 can be manufactured at a lower cost than a conventional gear box which is entirely made of an aluminum alloy. This is because, when a conventional gear box made entirely of an aluminum alloy is manufactured, a secondary processing step of the aluminum alloy is required, but this step is not required according to the insert molding method.
When performing the insert molding method, it is preferable to previously provide an adhesive layer containing an adhesive on the surfaces of the core bars 36A and 36B. That is, it is preferable to perform the insert molding method using the core bars 36A and 36B whose surfaces are covered with the adhesive layer as inserts. By doing so, the cored bars 36A and 36B and the resin material are firmly bonded by the adhesive, so that the dimensional stability of the housing member 33A and the cover member 33B is good. The method for providing the adhesive layer is not particularly limited, and examples thereof include application and spraying of a solution containing the adhesive or the adhesive itself.

以下に、芯金36A,36Bを構成する金属材料、インサート成形法に用いる樹脂材料、及び接着剤について詳細に説明する。
芯金36A,36Bを構成する金属材料の種類は特に限定されるものではないが、例えば、S53C等の機械構造用炭素鋼、SUJ2等の軸受鋼、冷間圧延鋼板(SPCC)、SUS430,SUS410等のステンレス鋼を使用することができる。ただし、軽量化の観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽金属が好適である。
Below, the metal material which comprises the metal cores 36A and 36B, the resin material used for insert molding, and an adhesive agent are demonstrated in detail.
There are no particular limitations on the type of metal material constituting the cored bar 36A, 36B. For example, carbon steel for mechanical structure such as S53C, bearing steel such as SUJ2, cold rolled steel plate (SPCC), SUS430, SUS410. Etc. Stainless steel can be used. However, light metals such as aluminum, aluminum alloy, and magnesium alloy are preferable from the viewpoint of weight reduction.

なお、芯金36A,36Bと樹脂材料との密着性を高めるために、芯金36A,36Bの表面を粗面化することが好ましい。表面を粗面化した芯金36A,36Bを用いれば、芯金36A,36Bに接着剤層を設けた場合は接着剤による接着力を高めることができるし、接着剤層を設けない場合でも芯金36A,36Bと樹脂材料との密着性を高めることができる。芯金36A,36Bの表面を粗面化する方法は特に限定されるものではないが、ショットブラスト法や化学エッチング法が好適である。   In order to improve the adhesion between the core bars 36A and 36B and the resin material, it is preferable to roughen the surfaces of the core bars 36A and 36B. If the core bars 36A and 36B whose surfaces are roughened are used, the adhesive force due to the adhesive can be increased when the adhesive layer is provided on the core bars 36A and 36B, and the core can be provided even when the adhesive layer is not provided. The adhesion between the gold 36A and 36B and the resin material can be improved. A method for roughening the surfaces of the core bars 36A and 36B is not particularly limited, but a shot blasting method or a chemical etching method is preferable.

次に、接着剤層について説明する。接着剤層は単層でも差し支えないが、複数の接着剤層を積層してなるものでもよい。複数の接着剤層を積層する場合には、芯金36A,36Bの表面上に形成する下層には、フェノール樹脂とエポキシ樹脂の少なくとも一方を含有する接着剤を用いることが好ましい。また、接着剤の代わりに、プライマーとしてカップリング剤を用いてもよい。そして、下層の上側に積層される上層には、フェノール樹脂を含有する接着剤を用いることが好ましい。   Next, the adhesive layer will be described. The adhesive layer may be a single layer, but may be a laminate of a plurality of adhesive layers. When laminating a plurality of adhesive layers, it is preferable to use an adhesive containing at least one of a phenol resin and an epoxy resin for the lower layer formed on the surfaces of the cores 36A and 36B. Moreover, you may use a coupling agent as a primer instead of an adhesive agent. And it is preferable to use the adhesive agent containing a phenol resin for the upper layer laminated | stacked on the upper side of a lower layer.

ポリアミド樹脂とフェノール樹脂は相溶性が良好であるため、樹脂材料の樹脂成分としてポリアミド樹脂を用いた場合には、接着剤層の上層にフェノール樹脂系接着剤を用いると、芯金36A,36Bと樹脂材料とがフェノール樹脂系接着剤によって非常に強固に接着される。よって、芯金36A,36Bの表面を粗面化しなくても、十分に強固な接着力が得られる。ただし、芯金36A,36Bの表面を粗面化した方が、接着力がより高くなることは勿論である。   Since the polyamide resin and the phenol resin have good compatibility, when a polyamide resin is used as the resin component of the resin material, if a phenol resin adhesive is used as the upper layer of the adhesive layer, the metal cores 36A, 36B and The resin material is bonded very firmly by the phenol resin adhesive. Therefore, a sufficiently strong adhesive force can be obtained without roughening the surfaces of the core bars 36A and 36B. However, as a matter of course, the adhesive force is higher when the surfaces of the core bars 36A and 36B are roughened.

下層に使用する接着剤に含有されるフェノール樹脂は、具体的にはレゾール型フェノール樹脂が好ましく、フェノール類とホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させることによって得られる。
また、下層に使用する接着剤に含有されるエポキシ樹脂は、具体的にはグリシジル型のものが好ましく、エピクロロヒドリンと活性水素化合物とから得られる。この活性水素化合物としては、フェノール誘導体類,グリコール類,有機酸類,アミン類等があげられるが、接着剤としての保存安定性やコスト面を考慮するとフェノール誘導体が好適である。なお、下層に使用する接着剤の具体例としては、ロードファーイースト社製のXPJ−60があげられる。
The phenol resin contained in the adhesive used for the lower layer is specifically preferably a resol type phenol resin, and can be obtained by reacting phenols with formaldehyde in the presence of a basic catalyst.
The epoxy resin contained in the adhesive used in the lower layer is specifically preferably a glycidyl type, and is obtained from epichlorohydrin and an active hydrogen compound. Examples of the active hydrogen compound include phenol derivatives, glycols, organic acids, amines, and the like, and a phenol derivative is preferable in consideration of storage stability as an adhesive and cost. A specific example of the adhesive used for the lower layer is XPJ-60 manufactured by Road Far East.

さらに、接着剤の代わりにプライマーとして使用するカップリング剤の種類は、特に限定されるものではないが、シラン系,クロム系,チタネート系,アルミネート系のカップリング剤が好ましい。ただし、現在はシラン系カップリング剤が主流である。シラン系カップリング剤は、金属製の芯金36A,36Bと結合するシラノール基を分子の一端に有し、樹脂材料(又は上層)と結合可能な有機官能基を分子の他端に有している。   Furthermore, the type of coupling agent used as a primer instead of the adhesive is not particularly limited, but silane, chromium, titanate and aluminate coupling agents are preferred. However, currently silane coupling agents are the mainstream. The silane coupling agent has a silanol group bonded to the metal cores 36A and 36B at one end of the molecule, and an organic functional group capable of binding to the resin material (or upper layer) at the other end of the molecule. Yes.

本発明においては、各種樹脂材料に対する反応性の高さから、シラン系カップリング剤の中でもアミノシラン系カップリング剤が特に好適である。アミノシラン系力ップリング剤としては、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランが好適である。なお、アミノシラン系力ップリング剤の具体例としては、信越シリコーン株式会社製のKBP−40やKBP−43があげられる。   In the present invention, aminosilane coupling agents are particularly preferred among silane coupling agents because of their high reactivity with various resin materials. Examples of aminosilane-based force coupling agents include N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, and γ-aminopropyltriethoxysilane. Is preferred. Specific examples of the aminosilane-based force pulling agent include KBP-40 and KBP-43 manufactured by Shin-Etsu Silicone Co., Ltd.

下層を形成する際には、イソプロピルアルコール,メチルエチルケトン,メチルイソブチルケトン等の有機溶剤、又はこれらの混合溶剤に、前記接着剤を0.5〜20質量%の濃度になるように溶解させた有機溶剤溶液を用いることができる。また、接着剤の代わりにカップリング剤を用いる場合には、0.1〜2.0質量%の濃度になるように、前記カップリング剤を水,アルコール,又は水とアルコールの混合溶剤で希釈して用いることができる。   When forming the lower layer, an organic solvent in which the adhesive is dissolved to a concentration of 0.5 to 20% by mass in an organic solvent such as isopropyl alcohol, methyl ethyl ketone, or methyl isobutyl ketone, or a mixed solvent thereof. A solution can be used. When a coupling agent is used instead of the adhesive, the coupling agent is diluted with water, alcohol, or a mixed solvent of water and alcohol so that the concentration is 0.1 to 2.0% by mass. Can be used.

そして、接着剤の有機溶剤溶液又はカップリング剤の希釈液を、浸漬、噴霧、塗付(刷毛塗り)等の方法により芯金の表面に配して、厚さ0.5〜5μmの膜状とし、室温下で乾燥した後に、例えば150〜250℃で5〜30分間乾燥・硬化させると、下層が芯金に焼き付けられる。
一方、上層に使用する接着剤としては、レゾール型フェノール樹脂を主成分とする接着剤組成物を、5〜40質量%の固形分濃度で有機溶剤に溶解させた有機溶剤溶液を用いることが好ましい。レゾール型フェノール樹脂を主成分とする接着剤組成物としては、例えば、ロードファーイースト社製のTS1677−13や、東洋化学研究所製のメタロックN−15、メタロックN−23(若干量のエポキシ樹脂を含有する)があげられる。
Then, an organic solvent solution of the adhesive or a diluting solution of the coupling agent is arranged on the surface of the core metal by dipping, spraying, coating (brush coating) or the like, and a film shape having a thickness of 0.5 to 5 μm Then, after drying at room temperature, for example, by drying and curing at 150 to 250 ° C. for 5 to 30 minutes, the lower layer is baked onto the cored bar.
On the other hand, as the adhesive used for the upper layer, it is preferable to use an organic solvent solution obtained by dissolving an adhesive composition mainly composed of a resol type phenol resin in an organic solvent at a solid content concentration of 5 to 40% by mass. . Examples of the adhesive composition containing a resol type phenol resin as a main component include TS1677-13 manufactured by Road Far East Co., Ltd., METALOC N-15 and METALOC N-23 manufactured by Toyo Chemical Laboratory (some amount of epoxy resin). Containing).

そして、この有機溶剤溶液を、浸漬、噴霧、塗付(刷毛塗り)等の方法により芯金の表面に配して、厚さ0.5〜5μmの膜状とし、室温下で乾燥した後に、例えば100〜150℃で数分〜30分間乾燥・硬化させると、インサート成形時の高温高圧の溶融樹脂によって流失されない程度の半硬化状態で、上層が芯金に焼き付けられる。そして、インサート成形時の溶融樹脂からの熱、さらには、それに引き続く二次加熱(例えば、150℃で2時間の熱処理)によって、上層が完全に硬化する。   And after arranging this organic solvent solution on the surface of the cored bar by a method such as dipping, spraying, coating (brush coating), etc., to form a film with a thickness of 0.5-5 μm and drying at room temperature, For example, when dried and cured at 100 to 150 ° C. for several minutes to 30 minutes, the upper layer is baked onto the core metal in a semi-cured state that is not washed away by the high-temperature and high-pressure molten resin at the time of insert molding. Then, the upper layer is completely cured by heat from the molten resin at the time of insert molding and further by subsequent secondary heating (for example, heat treatment at 150 ° C. for 2 hours).

次に、樹脂材料について説明する。樹脂材料としては、熱可塑性樹脂と繊維強化材とを含有する樹脂組成物が好ましい。そして、成形品の耐久信頼性、耐衝撃性を考慮すると、熱可塑性樹脂の数平均分子量は、15000以上30000以下が好ましく、20000以上28000以下がより好ましい。
また、繊維強化材の種類は特に限定されるものではないが、アラミド繊維,芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維等の有機繊維や、ガラス繊維,炭素繊維,炭化ケイ素繊維,アルミナ繊維,ボロン繊維,金属繊維(金属の種類はステンレス,鉄,アルミニウム等があげられる)等の無機繊維が好適である。これらの繊維強化材の中では、良好な補強性からガラス繊維と炭素繊維が好ましい。また、これらの繊維強化材は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Next, the resin material will be described. As the resin material, a resin composition containing a thermoplastic resin and a fiber reinforcing material is preferable. In consideration of durability reliability and impact resistance of the molded product, the number average molecular weight of the thermoplastic resin is preferably 15000 or more and 30000 or less, and more preferably 20000 or more and 28000 or less.
Also, the type of fiber reinforcement is not particularly limited, but organic fibers such as aramid fibers, aromatic polyimide fibers, and liquid crystal polyester fibers, glass fibers, carbon fibers, silicon carbide fibers, alumina fibers, boron fibers, Inorganic fibers such as metal fibers (metal types include stainless steel, iron, aluminum, etc.) are suitable. Among these fiber reinforcing materials, glass fibers and carbon fibers are preferable because of good reinforcing properties. Moreover, these fiber reinforcements may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

樹脂組成物における繊維強化材の含有量は、10質量%以上50質量%以下が好ましい。10質量%未満であると、樹脂材料の機械的強度及び寸法安定性が不十分となるおそれがあり、50質量%超過であると、樹脂材料の靭性や耐冷熱衝撃性が不十分となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、樹脂組成物における繊維強化材の含有量は、20質量%以上50質量%以下とすることがより好ましく、25質量%以上45質量%以下とすることがさらに好ましい。   The content of the fiber reinforcement in the resin composition is preferably 10% by mass or more and 50% by mass or less. If it is less than 10% by mass, the mechanical strength and dimensional stability of the resin material may be insufficient, and if it exceeds 50% by mass, the toughness and thermal shock resistance of the resin material may be insufficient. There is. In order to make such inconvenience less likely to occur, the content of the fiber reinforcing material in the resin composition is more preferably 20% by mass to 50% by mass, and more preferably 25% by mass to 45% by mass. More preferably.

また、樹脂組成物中の繊維強化材の直径(平均繊維径)は、1μm以上30μm以下であることが好ましい。平均繊維径が1μm未満であると、熱可塑性樹脂と混合した際に繊維間の凝集が起こり、繊維強化材の分散が不均一となるおそれがある。一方、平均繊維径が30μm超過であると、射出成形の工程において繊維の配向や分散に問題が生じるおそれがある。また、平均繊維径が太すぎるため樹脂組成物中に含まれる繊維強化材の数が少なくなり、熱可塑性樹脂のみで構成される部分が多くなって、樹脂組成物の強度が不安定になるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、繊維強化材の平均繊維径を、5μm以上25μm以下とすることがより好ましい。   Moreover, it is preferable that the diameter (average fiber diameter) of the fiber reinforcement in a resin composition is 1 micrometer or more and 30 micrometers or less. When the average fiber diameter is less than 1 μm, the fibers may aggregate when mixed with the thermoplastic resin, and the fiber reinforcing material may not be dispersed uniformly. On the other hand, if the average fiber diameter is more than 30 μm, there may be a problem in fiber orientation and dispersion in the injection molding process. In addition, since the average fiber diameter is too large, the number of fiber reinforcements contained in the resin composition is reduced, and the portion composed only of the thermoplastic resin is increased, and the strength of the resin composition may become unstable. There is. In order to make such inconvenience less likely to occur, it is more preferable that the average fiber diameter of the fiber reinforcing material is 5 μm or more and 25 μm or less.

さらに、樹脂組成物中の繊維強化材の長さ(重量平均繊維長)は、0.7mm以上5mm以下であることが好ましい。樹脂材料は金属材料に比べて耐衝撃性、クリープ特性、剛性(特に高温剛性)が低く、長期間にわたって使用することが難しい面があるが、上記のように樹脂組成物中の繊維強化材が長繊維であれば、短繊維の繊維補強材を使用した場合と比較して、耐衝撃性、クリープ特性、剛性(特に高温剛性)が優れており耐久信頼性に優れる。また、寸法安定性も優れている。よって、これらの性能を、全体がアルミ合金で構成されている従来のギヤボックスと同等とすることも可能である。   Furthermore, it is preferable that the length (weight average fiber length) of the fiber reinforcement in the resin composition is 0.7 mm or more and 5 mm or less. Resin materials have lower impact resistance, creep properties, and rigidity (especially high-temperature rigidity) than metal materials, and are difficult to use over a long period of time. However, as mentioned above, the fiber reinforcement in the resin composition Long fibers are superior in impact resistance, creep characteristics, and rigidity (particularly high-temperature rigidity) and superior in durability and reliability as compared to the case of using a short fiber reinforcing material. Also, dimensional stability is excellent. Therefore, it is possible to make these performances equivalent to those of a conventional gear box that is entirely made of an aluminum alloy.

繊維補強材の重量平均繊維長が0.7mm未満であると、耐衝撃性や寸法安定性が不十分となるおそれがある。一方、重量平均繊維長が5mm超過であると、通常の成形方法では成形過程において繊維強化材が折損してしまうおそれがあり、折損を防ぐためには特殊な成形機を用いる必要性が生じる。その結果、ギヤボックス33の製造が高コストとなるおそれがある。   If the weight average fiber length of the fiber reinforcement is less than 0.7 mm, impact resistance and dimensional stability may be insufficient. On the other hand, if the weight average fiber length is more than 5 mm, the fiber reinforcing material may be broken during the molding process in a normal molding method, and a special molding machine needs to be used to prevent the breakage. As a result, the manufacturing of the gear box 33 may be expensive.

なお、ハウジング部材33Aとカバー部材33Bをインサート成形する前の材料(例えばペレット)の段階では、樹脂組成物中の繊維補強材の重量平均繊維長は2mm以上20mm以下であることが好ましい。2mm未満であると、成形過程における折損により、ハウジング部材33Aやカバー部材33B中の繊維強化材の重量平均繊維長が0.7mm未満となり、前記各性能が不十分となるおそれがある。   In addition, in the stage of the material (for example, pellet) before insert molding the housing member 33A and the cover member 33B, the weight average fiber length of the fiber reinforcing material in the resin composition is preferably 2 mm or more and 20 mm or less. If it is less than 2 mm, the weight average fiber length of the fiber reinforcement in the housing member 33A and the cover member 33B becomes less than 0.7 mm due to breakage in the molding process, and the above-mentioned performances may be insufficient.

一方、20mm超過であると、必然的にペレット等の材料の長さも20mm超過となるため、成形機へのペレット等の導入が困難となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、ペレット等の材料中の繊維強化材の重量平均繊維長を、3mm以上15mm以下とすることがより好ましい。   On the other hand, if it exceeds 20 mm, the length of the material such as pellets inevitably exceeds 20 mm, which may make it difficult to introduce the pellets into the molding machine. In order to make such inconvenience less likely to occur, it is more preferable that the weight average fiber length of the fiber reinforcement in the material such as pellets is 3 mm or more and 15 mm or less.

さらに、熱可塑性樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、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樹脂(PPS)等が好適である。ポリアミド系樹脂の具体例としては、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン46や、これら脂肪族ポリアミドと比較して吸水性、吸湿性の低い半芳香族ナイロンがあげられる。半芳香族ナイロンの種類は特に限定されるものではないが、具体例としては、アジピン酸ユニットにテレフタル酸を一部共重合させた半芳香族ナイロンであるナイロン6T/6I(三井化学株式会社製のArlen)、ナイロン6T/6I/66(ソルベイアドバンストポリマーズ社製のAmodel)、ナイロン6T(Du Pont社製のZytel HTN)、ナイロン9T(クラレ株式会社製のGenestar)があげられる。また、ポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレートがあげられる。   Furthermore, although the kind of thermoplastic resin is not particularly limited, polyamide resin, polyester resin, polyacetal, polyether ether ketone (PEEK), polyphenylene sulfide resin (PPS) and the like are preferable. Specific examples of the polyamide-based resin include nylon 6, nylon 11, nylon 12, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 46, and semi-aromatic nylon having lower water absorption and moisture absorption than these aliphatic polyamides. Can be given. The type of semi-aromatic nylon is not particularly limited, but as a specific example, nylon 6T / 6I (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) is a semi-aromatic nylon obtained by partially copolymerizing terephthalic acid with an adipic acid unit. Arlen), nylon 6T / 6I / 66 (Amodel manufactured by Solvay Advanced Polymers), nylon 6T (Zytel HTN manufactured by Du Pont), and nylon 9T (Genstar manufactured by Kuraray Co., Ltd.). Specific examples of the polyester resin include polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate.

このような樹脂組成物には、その物性を向上させるために、目的に応じて種々の添加剤を添加してもよい。例えば、電動パワーステアリング装置のギヤボックスは、例えば−40℃〜100℃程度の冷熱衝撃が繰返し印加されるような状況下で使用される場合があるため、そのような状況下での信頼性をより高めるために、熱可塑性樹脂に衝撃強さ改良剤として軟質成分を配合してポリマーアロイとしてもよい。   In order to improve the physical properties of such a resin composition, various additives may be added depending on the purpose. For example, a gear box of an electric power steering apparatus may be used under a situation where a thermal shock of, for example, about −40 ° C. to 100 ° C. is repeatedly applied. In order to further increase, a thermoplastic alloy may be blended with a soft component as an impact strength improver to form a polymer alloy.

熱可塑性樹脂がポリアミド系樹脂である場合には、ポリアミド11,ポリアミド612,ポリアミド610,変性ポリアミド6T,ポリアミド9T,ポリアミドMXD6から選ばれるいずれかをハードセグメントとし、ポリエステル成分及びポリエーテル成分の少なくとも一方をソフトセグメントとするブロック共重合体を、軟質成分とすることが好ましい。   When the thermoplastic resin is a polyamide-based resin, any one selected from polyamide 11, polyamide 612, polyamide 610, modified polyamide 6T, polyamide 9T, and polyamide MXD6 is used as a hard segment, and at least one of a polyester component and a polyether component It is preferable that a block copolymer having a soft segment as a soft component.

また、熱可塑性樹脂がポリエステル系樹脂である場合には、ブタジエン系ゴム,アクリル系ゴムから選ばれるゴムの粒子を、軟質成分とすることが好ましい。
さらに、熱可塑性樹脂がポリフェニレンサルファイド樹脂である場合には、アクリル系ゴム,カルボキシル変性アクリロニトリルブタジエンゴム,カルボキシル変性水素添加ニトリルゴムから選ばれるゴムの粒子を、軟質成分とすることが好ましい。
Further, when the thermoplastic resin is a polyester resin, it is preferable that rubber particles selected from butadiene rubber and acrylic rubber are used as the soft component.
Furthermore, when the thermoplastic resin is a polyphenylene sulfide resin, it is preferable to use rubber particles selected from acrylic rubber, carboxyl-modified acrylonitrile butadiene rubber, and carboxyl-modified hydrogenated nitrile rubber as the soft component.

軟質成分の配合量は、樹脂組成物全体の5質量%以上50質量%以下が好ましい。5質量%未満であると、耐冷熱衝撃性が不十分となるおそれがあり、50質量%超過であると、強度,剛性,及び耐熱性等の諸物性に悪影響が生じるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、樹脂組成物全体における軟質成分の配合量は、10質量%以上35質量%以下とすることがより好ましい。   The blending amount of the soft component is preferably 5% by mass or more and 50% by mass or less of the entire resin composition. If it is less than 5% by mass, the thermal shock resistance may be insufficient, and if it exceeds 50% by mass, various physical properties such as strength, rigidity, and heat resistance may be adversely affected. In order to make such inconvenience less likely to occur, the blending amount of the soft component in the entire resin composition is more preferably 10% by mass or more and 35% by mass or less.

また、熱可塑性樹脂の酸化劣化を抑制する目的で、樹脂組成物に酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤の種類は特に限定されるものではないが、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ハイドロキノン系酸化防止剤があげられる。
アミン系酸化防止剤としては、2,2,4−トリメチル−1,2−ジヒドロキノリンポリマーに代表されるアミン・ケトン系酸化防止剤や、p,p’−ジクミルジフェニルアミンに代表されるジアリルアミン系酸化防止剤や、N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミンに代表されるp−フェニレンジアミン系酸化防止剤があげられる。
Moreover, you may mix | blend antioxidant with the resin composition in order to suppress the oxidative degradation of a thermoplastic resin. The kind of antioxidant is not particularly limited, and examples thereof include amine antioxidants, phenolic antioxidants, and hydroquinone antioxidants.
Examples of amine antioxidants include amine / ketone antioxidants represented by 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline polymer, and diallylamine series represented by p, p'-dicumyldiphenylamine. Examples thereof include antioxidants and p-phenylenediamine-based antioxidants represented by N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine.

フェノール系酸化防止剤としては、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノールに代表されるモノフェノール系酸化防止剤や、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)に代表されるポリフェノール系酸化防止剤があげられる。
ハイドロキノン系酸化防止剤としては、2,5−ジ−t−ブチルヒドロキノンがあげられる。
Examples of phenolic antioxidants include monophenolic antioxidants represented by 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, and 2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol). ) And other polyphenolic antioxidants.
Examples of hydroquinone antioxidants include 2,5-di-t-butylhydroquinone.

さらに、樹脂組成物には、上記のアミン系,フェノール系,及びハイドロキノン系の酸化防止剤と共に、過酸化物分解型酸化防止剤(二次酸化防止剤)を併用してもよい。二次酸化防止剤としては、2−メルカプトベンズイミダゾールのような硫黄系二次酸化防止剤やトリス(ノニル化フェニル)フォスファイトのようなリン系二次酸化防止剤があげられる。   Furthermore, a peroxide-decomposable antioxidant (secondary antioxidant) may be used in combination with the amine, phenolic, and hydroquinone antioxidants in the resin composition. Examples of the secondary antioxidant include sulfur-based secondary antioxidants such as 2-mercaptobenzimidazole and phosphorus-based secondary antioxidants such as tris (nonylated phenyl) phosphite.

なお、上記のような酸化防止剤の配合量は、樹脂に対して0.1〜3.0質量%程度が好ましいが、酸化防止剤の種類によっては、ブルームしない範囲あるいは樹脂の物性に悪影響を及ぼさない範囲であれば、それ以上の量を配合してもよい。
さらに、樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲の量であれば、下記のような添加剤を配合してもよい。例えば、固体潤滑剤(黒鉛、六方晶窒化ホウ素、フッ素雲母、四フッ化エチレン樹脂粉末、二硫化タングステン、二硫化モリブデン等)、無機粉末、有機粉末、潤滑油、可塑剤、ゴム、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、無機又は有機難燃剤、帯電防止剤、離型剤、流動性改良剤、熱伝導性改良剤、非粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料剤、光安定剤、その他補強材等を適宜添加してもよい。
The blending amount of the antioxidant as described above is preferably about 0.1 to 3.0% by mass with respect to the resin. However, depending on the kind of the antioxidant, there is an adverse effect on the non-blooming range or physical properties of the resin. If it does not reach the range, more amount may be added.
Furthermore, the following additives may be added to the resin composition as long as the amount does not impair the object of the present invention. For example, solid lubricant (graphite, hexagonal boron nitride, fluorine mica, tetrafluoroethylene resin powder, tungsten disulfide, molybdenum disulfide, etc.), inorganic powder, organic powder, lubricating oil, plasticizer, rubber, thermal stabilizer , UV absorber, photoprotective agent, inorganic or organic flame retardant, antistatic agent, mold release agent, fluidity improver, thermal conductivity improver, non-tackifier, crystallization accelerator, nucleator, pigment , Dye agents, light stabilizers, and other reinforcing materials may be added as appropriate.

熱可塑性樹脂と繊維強化材と添加剤とを混合して樹脂組成物とする方法は特に限定されるものではないが、繊維強化材の連続繊維束に、繊維強化材以外の添加剤が添加された溶融樹脂を含浸させた後に、冷却しペレット化する方法があげられる。溶融含浸する際の熱可塑性樹脂の温度は特に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂が十分に溶融し且つ熱劣化しない範囲内の温度に適宜設定すればよい。このような長繊維で強化された熱可塑性樹脂からなる樹脂材料としては、ダイセル化学工業株式会社製のプラストロン(登録商標)や、SABICイノベーティブプラスチックス株式会社製のバートン(登録商標)があげられる。   The method of mixing the thermoplastic resin, the fiber reinforcement, and the additive into the resin composition is not particularly limited, but additives other than the fiber reinforcement are added to the continuous fiber bundle of the fiber reinforcement. A method of cooling and pelletizing after impregnating the molten resin. The temperature of the thermoplastic resin at the time of melt impregnation is not particularly limited, and may be appropriately set to a temperature within a range where the thermoplastic resin is sufficiently melted and is not thermally deteriorated. Examples of the resin material made of a thermoplastic resin reinforced with such long fibers include Plastron (registered trademark) manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd. and Burton (registered trademark) manufactured by SABIC Innovative Plastics Co., Ltd. .

〔実施例〕
以下に実施例をあげて、本発明をさらに具体的に説明する。電動パワーステアリング装置のギヤボックスの製造方法について、以下に説明する。
まず、ハウジング部材及びカバー部材のアルミニウム合金製芯金(図3又は図4に示す形状の芯金)にエアーブラスト等の処理を施して、芯金の表面を粗面化した。次に、粗面化した芯金の表面にフェノール樹脂系接着剤(プライマーでもよい)を塗布した後に、室温下で風乾させ、さらに続けて150〜250℃の高温で処理して焼付けし完全に硬化させることにより、接着剤層の下層を形成した。
〔Example〕
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. A method for manufacturing the gear box of the electric power steering apparatus will be described below.
First, an aluminum alloy cored bar (the cored bar having the shape shown in FIG. 3 or 4) of the housing member and the cover member was subjected to a process such as air blasting to roughen the surface of the cored bar. Next, after applying a phenol resin adhesive (which may be a primer) to the surface of the roughened cored bar, it is air-dried at room temperature, and then processed at a high temperature of 150 to 250 ° C. and completely baked. By curing, the lower layer of the adhesive layer was formed.

さらに、下層の上に上層用のフェノール樹脂系接着剤を塗布した後に、室温下で風乾させ、さらに続けて熱処理して上層用の接着剤を半硬化状態で焼き付けることにより、接着剤層の上層を形成した。
このようにして得られた芯金と、ステアリング軸を挿通するための金属製スリーブ及びウォーム軸を支持する転がり軸受を圧入固定するための金属製スリーブとを、インサートとして金型内にセットし、樹脂材料のインサート成形を行った。樹脂材料としては、30質量%のガラス繊維と70質量%のナイロン66とからなる樹脂組成物(宇部興産株式会社製のUBE NYLON 2020GU6)、又は、43質量%のガラス繊維と57質量%のナイロン66とからなる樹脂組成物(東洋紡株式会社製のグラマイドTY−181GC)を使用した。
Furthermore, after applying the phenolic resin adhesive for the upper layer on the lower layer, it is air-dried at room temperature, followed by heat treatment, and the upper layer adhesive is baked in a semi-cured state, whereby the upper layer of the adhesive layer Formed.
The metal core obtained in this way, the metal sleeve for inserting the steering shaft and the metal sleeve for press-fitting and fixing the rolling bearing supporting the worm shaft are set in the mold as inserts, Insert molding of the resin material was performed. As a resin material, a resin composition (UBE NYLON 2020GU6 manufactured by Ube Industries Co., Ltd.) composed of 30% by weight glass fiber and 70% by weight nylon 66, or 43% by weight glass fiber and 57% by weight nylon. 66 (Gramide TY-181GC manufactured by Toyobo Co., Ltd.).

インサート成形により得られたハウジング部材及びカバー部材を、ボルト及びナットにより締結し一体化して、ギヤボックスを完成させた。   The housing member and the cover member obtained by insert molding were fastened and integrated with bolts and nuts to complete the gear box.

Figure 2013067362
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表1に示すように、芯金の形状と樹脂材料の種類とがそれぞれ異なる4種のギヤボックス(実施例1〜4)を製造した。また、芯金の表面に接着剤層が設けられていない点を除いては、実施例3と同様のギヤボックス(実施例5)と、芯金を備えていない樹脂材料製のギヤボックス(比較例1)とを、併せて製造した。そして、これらのギヤボックスについて、繰り返し冷熱衝撃試験、耐熱性試験、及び吸湿試験を行った。なお、表1においては、前述した30質量%のガラス繊維と70質量%のナイロン66とからなる樹脂組成物を樹脂材料A、前述した43質量%のガラス繊維と57質量%のナイロン66とからなる樹脂組成物を樹脂材料Bと記してある。   As shown in Table 1, four types of gearboxes (Examples 1 to 4) in which the shape of the core metal and the type of the resin material are different were manufactured. Further, except that the surface of the metal core is not provided with an adhesive layer, the same gear box as in Example 3 (Example 5) and a gear box made of a resin material not provided with a metal core (Comparison) Example 1) was also produced. These gear boxes were repeatedly subjected to a thermal shock test, a heat resistance test, and a moisture absorption test. In Table 1, the resin composition comprising 30% by mass of the glass fiber and 70% by mass of nylon 66 described above is composed of the resin material A, the 43% by mass of glass fiber and 57% by mass of nylon 66 described above. This resin composition is indicated as resin material B.

まず、繰り返し冷熱衝撃試験について説明する。ギヤボックスを100℃の高温環境下に30分間保持した後、−40℃の低温環境下に30分間保持した。そして、この温度変化を1サイクルとして2000サイクル繰り返し、1000サイクル、1500サイクル、2000サイクル終了後に、それぞれクラックの発生状況と、ボルト及びナットの締結状況を確認した。   First, the repeated thermal shock test will be described. The gear box was kept in a high temperature environment of 100 ° C. for 30 minutes, and then kept in a low temperature environment of −40 ° C. for 30 minutes. Then, 2000 cycles were repeated with this temperature change as one cycle, and after the completion of 1000 cycles, 1500 cycles, and 2000 cycles, the occurrence of cracks and the fastening status of bolts and nuts were confirmed.

そして、1000サイクル終了後に、ギヤボックスの樹脂部分にクラックが発生しておらず、且つ、ボルト及びナットに緩みが発生していない場合は、実使用上必要十分な耐久信頼性を有していると判断し、合格と評価して、表1においては○印で示した。また、2000サイクル終了後においても、ギヤボックスの樹脂部分にクラックが発生しておらず、且つ、ボルト及びナットに緩みが発生していない場合は、極めて十分な耐久信頼性を有していると評価して、表1においては◎印で示した。さらに、1000サイクル終了後に、ギヤボックスの樹脂部分にクラックが発生しているか、又は、ボルト及びナットに緩みが発生していた場合は、不合格と評価して、表1においては×印で示した。   And after the end of 1000 cycles, if there is no crack in the resin part of the gearbox and no bolts or nuts are loose, it has sufficient durability reliability necessary for actual use. In Table 1, it was indicated by a circle. In addition, even after 2000 cycles, if the resin part of the gearbox is not cracked and the bolts and nuts are not loose, it has extremely sufficient durability reliability. As a result of evaluation, it is indicated by ◎ in Table 1. Furthermore, after 1000 cycles, if the resin part of the gearbox has cracked or if the bolts and nuts have loosened, they are evaluated as rejected and indicated by x in Table 1. It was.

表1から分かるように、実施例1〜4は、2000サイクル終了後においても、クラックやナットの緩みは全く発生しなかった。これに対して、実施例5は、1000サイクル終了後にはクラックやナットの緩みの発生は全く認められなかったものの、接着剤層を備えていないため、繰返し熱応力の局部的集中が実施例1〜4と比較すると大きく、1500サイクル終了後にギヤボックスの樹脂部分にクラックの発生が確認された。一方、比較例1は、繰返し熱応力によって1000サイクル終了後にナットの緩みが確認された。   As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 4, cracks and loosening of the nut did not occur at all even after the end of 2000 cycles. On the other hand, in Example 5, although no cracks or loosening of the nut was observed after the end of 1000 cycles, the adhesive layer was not provided. Compared with ~ 4, cracks were confirmed in the resin part of the gearbox after 1500 cycles. On the other hand, in Comparative Example 1, loosening of the nut was confirmed after the end of 1000 cycles due to repeated thermal stress.

次に、耐熱性試験について説明する。ギヤボックスを120℃の高温環境下に1000時間放置した後に、ボルト及びナットの締結状況を確認した。結果を表1に示す。
表1から分かるように、実施例1〜5は、ボルト及びナットの締結状態に、ナットの緩み等の不具合は一切認められなかった。これに対して、比較例1は、樹脂材料に劣化が生じた結果、ナットの緩みが生じていることが確認された。
Next, the heat resistance test will be described. After the gearbox was left in a high temperature environment of 120 ° C. for 1000 hours, the fastening condition of the bolts and nuts was confirmed. The results are shown in Table 1.
As can be seen from Table 1, in Examples 1 to 5, no problems such as loosening of the nuts were observed in the tightened state of the bolts and nuts. On the other hand, in Comparative Example 1, it was confirmed that the nut was loosened as a result of the deterioration of the resin material.

次に、吸湿試験について説明する。ギヤボックスを温度80℃,湿度90%RHの環境下に300時間保持して、吸湿させた後に、ギヤボックスの外径寸法を測定した。そして、吸湿前後での外径寸法の変化量が40μm未満のものは、寸法安定性が極めて良好と判断し、表1においては◎印で示し、40μm以上80μm未満のものは、寸法安定性が良好と判断し、表1においては○印で示し、80μm以上のものは不合格として、表1においては×印で示した。   Next, the moisture absorption test will be described. The gear box was held for 300 hours in an environment of temperature 80 ° C. and humidity 90% RH to absorb moisture, and then the outer diameter of the gear box was measured. And when the amount of change in the outer diameter before and after moisture absorption is less than 40 μm, it is judged that the dimensional stability is very good, and in Table 1, it is indicated by “◎”, and those having a dimensional stability of 40 μm or more and less than 80 μm Judgment was good, and in Table 1, it was indicated by a circle, 80 μm or more was rejected, and in Table 1, it was indicated by a cross.

表1から分かるように、実施例5は芯金を有するため、寸法安定性は良好であり合格レベルであった。また、実施例1〜4は、芯金と樹脂材料が接着剤により強固に接着されているため、寸法安定性が極めて良好であった。これに対して、比較例1は不合格であった。
次に、繊維強化材の重量平均繊維長と樹脂組成物の物性との関係について検討した結果を説明する。まず、物性評価に用いる試験片の製造方法について説明する。下記の7種の市販材料(1)〜(7)の中から2種を適宜選択して混合し、表2に示す実施例11〜15及び比較例11〜14の樹脂組成物を製造した。
As can be seen from Table 1, since Example 5 had a cored bar, the dimensional stability was good and the level was acceptable. In Examples 1 to 4, since the cored bar and the resin material were firmly bonded with an adhesive, the dimensional stability was extremely good. On the other hand, the comparative example 1 was disqualified.
Next, the result of examining the relationship between the weight average fiber length of the fiber reinforcement and the physical properties of the resin composition will be described. First, the manufacturing method of the test piece used for physical property evaluation is demonstrated. Two kinds of the following seven kinds of commercially available materials (1) to (7) were appropriately selected and mixed to produce resin compositions of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 11 to 14 shown in Table 2.

(1)ダイセル化学工業株式会社製のプラストロン(登録商標)PA6−GF50−1:ナイロン6をガラス長繊維で強化した樹脂組成物であり、繊維強化材の含有率は50質量%である。
(2)ダイセル化学工業株式会社製のプラストロン(登録商標)PA66−GF50−2:ナイロン66をガラス長繊維で強化した樹脂組成物であり、繊維強化材の含有率は50質量%である。
(3)ダイセル化学工業株式会社製のプラストロン(登録商標)PA66−CF30−1:ナイロン66を炭素長繊維で強化した樹脂組成物であり、繊維強化材の含有率は30質量%である。
(1) Plastron (registered trademark) PA6-GF50-1 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: A resin composition in which nylon 6 is reinforced with long glass fibers, and the fiber reinforcement content is 50% by mass.
(2) Plastron (registered trademark) PA66-GF50-2 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: A resin composition in which nylon 66 is reinforced with long glass fibers, and the fiber reinforcement content is 50% by mass.
(3) Plastron (registered trademark) PA66-CF30-1 manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd .: A resin composition in which nylon 66 is reinforced with carbon long fibers, and the content of the fiber reinforcement is 30% by mass.

(4)東レ株式会社製のアミラン(登録商標)CM1016G45N:ナイロン6をガラス短繊維で強化した樹脂組成物であり、繊維強化材の含有率は45質量%である。     (4) Amilan (registered trademark) CM1016G45N manufactured by Toray Industries, Inc .: A resin composition in which nylon 6 is reinforced with short glass fibers, and the fiber reinforcement content is 45% by mass.

(5)東レ株式会社製のアミラン(登録商標)CM1026:繊維強化材が添加されていないナイロン6である。
(6)旭化成株式会社製のレオナ(登録商標)14G50:ナイロン66をガラス短繊維で強化した樹脂組成物であり、繊維強化材の含有率は50質量%である。
(7)旭化成株式会社製のレオナ(登録商標)1402:繊維強化材が添加されていないナイロン66である。
(5) Amilan (registered trademark) CM1026 manufactured by Toray Industries, Inc .: Nylon 6 to which no fiber reinforcement is added.
(6) Leona (registered trademark) 14G50 manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd .: A resin composition in which nylon 66 is reinforced with short glass fibers, and the fiber reinforcement content is 50% by mass.
(7) Leona (registered trademark) 1402 manufactured by Asahi Kasei Corporation: Nylon 66 to which no fiber reinforcement is added.

Figure 2013067362
Figure 2013067362

例えば、実施例11の樹脂組成物は、ナイロン6をガラス長繊維で強化したものであり、繊維強化材の含有率は30質量%であるが、繊維強化された樹脂組成物である材料(1)とそれに対応するベース樹脂(繊維強化材が添加されていない樹脂)である材料(5)とを、繊維強化材の含有率が30質量%となるような比率で混合して製造した。具体的には、繊維強化された樹脂組成物と繊維強化材が添加されていないベース樹脂とを、Vブレンダーを用いて所定の比率で乾式混合した。   For example, the resin composition of Example 11 is a material in which nylon 6 is reinforced with long glass fibers and the fiber reinforcing material content is 30% by mass, but the fiber reinforced resin composition (1 ) And a corresponding material (5) which is a base resin (a resin to which no fiber reinforcing material is added) were mixed and manufactured at a ratio such that the content of the fiber reinforcing material was 30% by mass. Specifically, the fiber reinforced resin composition and the base resin to which no fiber reinforcement was added were dry mixed at a predetermined ratio using a V blender.

そして、得られたペレットをインラインスクリュー式射出成形機で成形して、ISO178に基づく曲げ試験用試験片、ASTM D671に基づく平面曲げ疲れ試験用試験片、ISO179−1に基づくノッチ付きシャルピー衝撃強さ用試験片、及び平板(縦100mm、横100mm、厚さ2mm)を作製した。
このようにして得られた実施例11〜15及び比較例11〜14の樹脂組成物からなる試験片を、下記のような各種試験に供した。
The obtained pellets were molded with an in-line screw type injection molding machine, the test piece for bending test based on ISO178, the test piece for plane bending fatigue test based on ASTM D671, and the Charpy impact strength with notch based on ISO179-1. Test specimens and flat plates (length 100 mm, width 100 mm, thickness 2 mm) were prepared.
The test pieces made of the resin compositions of Examples 11 to 15 and Comparative Examples 11 to 14 thus obtained were subjected to the following various tests.

(A)曲げ試験
ギヤボックスのハウジング部材及びカバー部材の製造に用いる樹脂材料の強度と剛性を確認するため、ISO178に基づく曲げ試験用試験片を用いて、ISO178に基づく曲げ強度と曲げ弾性率を測定した。結果を表2に示す。
(B)曲げ疲労試験
ギヤボックスのハウジング部材及びカバー部材の製造に用いる樹脂材料の疲労強度を確認するため、ASTM D671に基づく平面曲げ疲れ試験用試験片を用いて、ASTM D671に基づく平面曲げ疲れ試験を行った。そして、120℃の雰囲気温度で繰り返し応力負荷回数107 回まで破損しない応力を測定した。結果を表2に示す。
(A) Bending test In order to confirm the strength and rigidity of the resin material used in the manufacture of the gear box housing member and cover member, the bending strength and bending elastic modulus based on ISO 178 were measured using a bending test specimen based on ISO 178. It was measured. The results are shown in Table 2.
(B) Bending fatigue test In order to confirm the fatigue strength of the resin material used for manufacturing the gear box housing member and cover member, plane bending fatigue test based on ASTM D671 was performed using a test piece for plane bending fatigue test based on ASTM D671. A test was conducted. And the stress which is not damaged until it repeats stress load frequency | count 10 < 7 > times at the atmospheric temperature of 120 degreeC was measured. The results are shown in Table 2.

(C)シャルピー衝撃強さ試験
ギヤボックスのハウジング部材及びカバー部材の製造に用いる樹脂材料の耐衝撃性を確認するため、ISO179−1に基づくノッチ付きシャルピー衝撃強さ用試験片を用いて、ISO179−1に基づくノッチ付きシャルピー衝撃強さを測定した。結果を表2に示す。
(D)そり変形量の測定
ギヤボックスのハウジング部材及びカバー部材の製造に用いる樹脂材料のそり変形量を確認するため、平板(縦100mm、横100mm、厚さ2mm)を温度23℃、相対湿度50%の雰囲気中に40時間放置した後のそり変形量を測定した。前記雰囲気中に放置後の平板を定磐の上に置き、四隅のうち1つの隅部を定磐に押圧すると、その押圧した隅部と対角をなす隅部が、平板のそりに起因して定磐から浮き上がるので、浮き上がった隅部の定磐からの高さを測定した。結果を表2に示す。
(C) Charpy impact strength test In order to confirm the impact resistance of the resin material used for manufacturing the gear box housing member and cover member, ISO 179 was used using a notched Charpy impact strength test piece based on ISO 179-1. The notched Charpy impact strength based on -1 was measured. The results are shown in Table 2.
(D) Measurement of warp deformation amount In order to confirm the warp deformation amount of the resin material used for manufacturing the gear box housing member and cover member, a flat plate (length 100 mm, width 100 mm, thickness 2 mm) was measured at a temperature of 23 ° C. and relative humidity. The amount of warp deformation after being left in a 50% atmosphere for 40 hours was measured. When the flat plate after being left in the atmosphere is placed on a flat plate and one corner of the four corners is pressed against the flat plate, the corner that is opposite to the pressed corner is caused by the warpage of the flat plate. Therefore, the height of the raised corner from the fixed surface was measured. The results are shown in Table 2.

(E)重量平均繊維長の測定
各試験片中の繊維強化材の重量平均繊維長を、以下のようにして測定した。試験片を磁製坩堝に入れ600℃に設定した電気炉で60分間灰化し、樹脂分を完全に揮発させた。そして、残渣のプレパラートを形成し、米国メディア・サイバネティクス社製の画像解析ソフトウエア イメージ・プロプラスを用いて繊維強化材の重量平均繊維長を測定した。結果を表2に示す。
(E) Measurement of weight average fiber length The weight average fiber length of the fiber reinforcement in each test piece was measured as follows. The test piece was put in a magnetic crucible and ashed for 60 minutes in an electric furnace set at 600 ° C. to completely volatilize the resin component. Then, a residue preparation was formed, and the weight average fiber length of the fiber reinforcement was measured using image analysis software Image Pro Plus manufactured by Media Cybernetics, USA. The results are shown in Table 2.

表2から分かるように、重量平均繊維長が0.7mm以上5mm以下の範囲内である長繊維のガラス繊維を繊維強化材として含有する実施例11〜14の樹脂組成物は、従来の短繊維のガラス繊維を繊維強化材として含有する比較例12〜14の樹脂組成物と比べて、曲げ弾性率はほぼ同等であったが、疲労強度、シャルピー衝撃強さ、そり変形量は、長繊維の添加により亀裂の伝播が抑制されるため、特性が優れていた。   As can be seen from Table 2, the resin compositions of Examples 11 to 14 containing glass fibers of long fibers having a weight average fiber length in the range of 0.7 mm or more and 5 mm or less are the conventional short fibers. Compared with the resin compositions of Comparative Examples 12 to 14 containing the glass fiber as a fiber reinforcement, the flexural modulus was almost the same, but the fatigue strength, Charpy impact strength, and warpage deformation amount of the long fiber Since the propagation of cracks was suppressed by the addition, the characteristics were excellent.

さらに、重量平均繊維長が0.7mm以上5mm以下の範囲内である長繊維の炭素繊維を繊維強化材として含有する実施例15の樹脂組成物は、従来の短繊維の炭素繊維を繊維強化材として含有する比較例11の樹脂組成物と比べて、繊維強化材の添加量が少ないにもかかわらず、優れた曲げ強度、曲げ弾性率、疲労強度を示した。   Furthermore, the resin composition of Example 15 containing a long-fiber carbon fiber having a weight average fiber length in the range of 0.7 mm or more and 5 mm or less as a fiber reinforcement is obtained by using a conventional short-fiber carbon fiber as a fiber reinforcement. As compared with the resin composition of Comparative Example 11 contained as an additive, excellent bending strength, flexural modulus, and fatigue strength were exhibited despite the small amount of fiber reinforcement added.

11 ステアリング軸
13 電動モータ
30 減速歯車機構
33 ギヤボックス
33A ハウジング部材
33B カバー部材
33C ボルト
36A,36B 芯金
37 ボルト穴
11 Steering shaft 13 Electric motor 30 Reduction gear mechanism 33 Gear box 33A Housing member 33B Cover member 33C Bolt 36A, 36B Core metal 37 Bolt hole

Claims (6)

ステアリング軸に入力された操舵トルクに応じて、前記操舵トルクを補助する補助トルクを出力する電動モータと、前記補助トルクを減速して前記ステアリング軸に伝達する減速歯車機構と、を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記減速歯車機構を収容するハウジング部材と、該ハウジング部材の開口部を覆うカバー部材と、を有し、前記ハウジング部材及び前記カバー部材がボルトにより締結され一体化されたギヤボックスを備え、
前記ハウジング部材及び前記カバー部材は、前記ボルトが挿通されるボルト穴を有する金属製の芯金をインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものであることを特徴とする電動パワーステアリング装置。
An electric power steering system comprising: an electric motor that outputs an auxiliary torque that assists the steering torque according to a steering torque input to the steering shaft; and a reduction gear mechanism that decelerates the auxiliary torque and transmits the auxiliary torque to the steering shaft. A device,
A housing member that accommodates the reduction gear mechanism; and a cover member that covers an opening of the housing member; and a gear box in which the housing member and the cover member are fastened and integrated by a bolt,
The electric power steering apparatus, wherein the housing member and the cover member are manufactured by insert molding of a resin material using a metal cored bar having a bolt hole through which the bolt is inserted.
前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面に、接着剤を含有する接着剤層を備えることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to claim 1, wherein at least one of the housing member and the cover member includes an adhesive layer containing an adhesive on a surface of the cored bar. 前記接着剤層は、前記芯金の表面上に形成された下層と、その上側に積層された上層とを備え、前記下層はフェノール樹脂系接着剤又はカップリング剤を含有し、前記上層はフェノール樹脂系接着剤を含有することを特徴とする請求項2に記載の電動パワーステアリング装置。   The adhesive layer includes a lower layer formed on the surface of the core metal, and an upper layer laminated on the upper side, the lower layer contains a phenol resin adhesive or a coupling agent, and the upper layer is phenol. The electric power steering apparatus according to claim 2, further comprising a resin adhesive. 前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面が粗面化されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein at least one of the housing member and the cover member has a roughened surface of the cored bar. 前記樹脂材料は、熱可塑性樹脂と繊維強化材とを含有する樹脂組成物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。   The electric power steering apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the resin material is a resin composition containing a thermoplastic resin and a fiber reinforcing material. 前記繊維強化材の重量平均繊維長が0.7mm以上5mm以下で、平均繊維径が1μm以上30μm以下であることを特徴とする請求項5に記載の電動パワーステアリング装置。   6. The electric power steering apparatus according to claim 5, wherein the fiber reinforcing material has a weight average fiber length of 0.7 mm to 5 mm and an average fiber diameter of 1 μm to 30 μm.
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