JP2013112052A - Electric power steering device - Google Patents
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Abstract
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.
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。さらに、耐熱性(例えば高温剛性)も十分であるとは言えなかった。
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及び耐熱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. Furthermore, it cannot be said that heat resistance (for example, high-temperature rigidity) is sufficient.
Accordingly, the present invention provides an electric power steering apparatus that solves the above-described problems of the prior art and that has a lightweight, highly reliable gear box that accommodates a reduction gear mechanism and that has excellent dimensional stability and heat resistance. This is the issue.
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り、前記樹脂材料は、ガラス転移温度が80℃以上であるポリアミド樹脂を含有す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, and the resin material has a glass transition temperature of 80 ° C. or higher. Characterized in that it contains a certain polyamide resin.
このような電動パワーステアリング装置においては、前記樹脂材料は、ガラス転移温度が80℃以上で数平均分子量が15000以上30000以下である半芳香族ポリアミド樹脂と、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方からなる繊維状補強材と、を含有する繊維強化樹脂組成物であり、該繊維強化樹脂組成物に含まれる前記繊維状補強材の割合は20質量%以上50質量%以下であることが好ましい。 In such an electric power steering apparatus, the resin material comprises a semi-aromatic polyamide resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher and a number average molecular weight of 15000 or more and 30000 or less, and at least one of organic fiber and inorganic fiber. It is preferable that the ratio of the fibrous reinforcing material contained in the fiber reinforced resin composition is 20% by mass or more and 50% by mass or less.
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、前記芯金の表面に、接着剤を含有する接着剤層を備え、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が好ましい。
さらに、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。
In addition, at least one of the housing member and the cover member includes an adhesive layer containing an adhesive on the surface of the core metal, and 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 preferably contains a phenol resin adhesive or a coupling agent, and the upper layer preferably contains a phenol resin adhesive.
Furthermore, it is preferable that at least one of the housing member and the cover member has a roughened surface of the cored bar.
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上、前記樹脂材料は、ガラス転移温度が80℃以上であるポリアミド樹脂を含有しているので、ギヤボックスが軽量で信頼性が高く且つ寸法安定性及び耐熱性に優れる。 In the electric power steering apparatus according to 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. Contains a polyamide resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, so that the gear box is lightweight, highly reliable, and excellent in dimensional stability and heat resistance.
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る。また、図2,3は、図1の電動パワーステアリング装置が備える減速歯車機構の構成を示す部分断面図であり、図2は、ステアリング軸に直交する平面で切断した部分断面図であり、図3は、ステアリング軸に平行な平面で切断した部分断面図である。さらに、図4は、ギヤボックスのカバー部材をステアリング軸の軸方向上端部側から見た図であり、図5は、ギヤボックスのハウジング部材をステアリング軸の軸方向上端部側から見た図である。なお、各図における格子状のハッチングは、この部分が樹脂で構成されている部分であることを示している。 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 diagram 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. 2 and 3 are partial cross-sectional views showing the configuration of the reduction gear mechanism included in the electric power steering apparatus of FIG. 1, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view cut along a plane orthogonal to the steering shaft. 3 is a partial cross-sectional view taken along a plane parallel to the steering shaft. Further, FIG. 4 is a view of the cover member of the gear box as viewed from the upper end side in the axial direction of the steering shaft, and FIG. 5 is a view of the housing member of the gear box as viewed from the upper end portion in the axial direction of the steering shaft. is there. In addition, the grid | lattice-like hatching in each figure has shown that this part is a part comprised with resin.
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
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
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
A steering assist mechanism that supplies auxiliary torque for assisting the steering torque to the
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
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。この樹脂材料は、ガラス転移温度が80℃以上であるポリアミド樹脂を含有する材料である。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るなどすれば、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
ここで、減速歯車機構30の構成を、図2,3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。
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。
Here, the configuration of the
Since the
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。
When steering torque (rotational force) is input to the
ここで、ギヤボックス33について、図2〜5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。
Here, the
なお、図2〜5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6〜8のギヤボックス33は、芯金36A,36Bが補強のためのアーム40を備えているので、図2〜5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。図6は、減速歯車機構30の構成を示す部分断面図であり、ステアリング軸11に平行な平面で切断した断面図である。また、図7は、ギヤボックス33のカバー部材33Bをステアリング軸11の軸方向上端部側から見た図であり、図8は、ギヤボックス33のハウジング部材33Aをステアリング軸11の軸方向上端部側から見た図である。
The
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、樹脂材料は、ガラス転移温度が80℃以上であるポリアミド樹脂を含有しているので、ギヤボックス33は耐熱性(例えば高温剛性)に優れる。
The
さらに、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。
Furthermore, since the
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
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転がり軸受35a,35b及び軸受用金属製スリーブ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。なお、スリーブ38,39の軸方向幅を、転がり軸受34b,35aの軸方向幅よりも大きくすることが好ましい。
Further, according to the insert molding method, the rolling
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。
Furthermore, according to the insert molding method, the
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。
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
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
There are no particular limitations on the type of metal material constituting the cored
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
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、フェノール樹脂を含有するフェノール樹脂系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フェノール樹脂系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 a phenol resin-based adhesive containing a phenol resin for the lower layer formed on the surfaces of the cored
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、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。
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。
Since the polyamide resin and the phenol resin have good compatibility, when the phenol resin adhesive is used as the upper layer of the adhesive layer, the
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.
また、下層に使用する接着剤にはエポキシ樹脂を含有させてもよく、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。 Further, the adhesive used in the lower layer may contain an epoxy resin, specifically, a glycidyl type is preferable, 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,チタン系,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, titanium, 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
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(これらは、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 mainly composed of a resol type phenolic resin include TS1677-13 manufactured by Road Far East, Metallock N-15 and Metalolc N-23 manufactured by Toyo Chemical Research Laboratories. Of the epoxy resin).
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、前述したように、ガラス転移温度が80℃以上であるポリアミド樹脂が使用されるが、ガラス転移温度が80℃以上で数平均分子量が15000以上30000以下である半芳香族ポリアミド樹脂と、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方からなる繊維状補強材と、を含有する繊維強化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、半芳香族ポリアミド樹脂の数平均分子量は、15000以上30000以下がより好ましく、20000以上28000以下がさらに好ましい。 Next, the resin material will be described. As described above, a polyamide resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher is used as the resin material, but a semi-aromatic polyamide resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher and a number average molecular weight of 15000 or higher and 30000 or lower. And a fiber reinforced resin composition containing a fibrous reinforcing material composed of at least one of an organic fiber and an inorganic fiber is preferable. In consideration of durability reliability and impact resistance of the molded product, the number average molecular weight of the semi-aromatic polyamide resin is more preferably 15000 or more and 30000 or less, and further preferably 20000 or more and 28000 or less.
なお、半芳香族ポリアミド樹脂とは、芳香族モノマーと脂肪族モノマーとを重合させてなるポリアミド樹脂である。例えば、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとの重合体や、芳香族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸との重合体があげられる。半芳香族ポリアミド樹脂は、分子構造中にベンゼン環を有しているため、脂肪族ポリアミド樹脂と比べて耐熱性等の諸物性が優れている。 The semi-aromatic polyamide resin is a polyamide resin obtained by polymerizing an aromatic monomer and an aliphatic monomer. For example, a polymer of an aromatic dicarboxylic acid and an aliphatic diamine and a polymer of an aromatic diamine and an aliphatic dicarboxylic acid can be given. Since the semi-aromatic polyamide resin has a benzene ring in the molecular structure, various physical properties such as heat resistance are superior to the aliphatic polyamide resin.
半芳香族ポリアミド樹脂のガラス転移温度が、ギヤボックス33が常用される温度以上の80℃以上であると、使用時に高温(例えば80℃)での剛性低下がほとんど無く、また、高温でのクリープ変形が実用上無視できるレベルに抑えられる。例えば、ナイロン6やナイロン66は、ガラス転移温度が約60℃であるため、高温(例えば80℃)での剛性低下が生じる。
When the glass transition temperature of the semi-aromatic polyamide resin is 80 ° C. or higher, which is higher than the temperature at which the
半芳香族ポリアミド樹脂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/6−6(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。 The type of the semi-aromatic polyamide resin is not particularly limited, but as a specific example, nylon 6T / 6I, which is a semi-aromatic nylon obtained by partially copolymerizing terephthalic acid with an adipic acid unit (Mitsui Chemicals, Inc.) Arlen), nylon 6T / 6I / 6-6 (Amodel, manufactured by Solvay Advanced Polymers), nylon 6T (Zytel HTN, manufactured by Du Pont), and nylon 9T (Genstar, manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
これらの半芳香族ポリアミド樹脂は、例えばナイロン6やナイロン66と比較して、吸水性が低い。よって、ギヤボックス33は、優れた寸法安定性(吸水による寸法変化が小さい)及び環境信頼性(吸水による強度低下が小さい)を有している。
また、繊維状補強材の種類は特に限定されるものではないが、アラミド繊維等の有機繊維や、ガラス繊維,炭素繊維,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。あるいは、有機繊維と無機繊維を併用してもよい。
These semi-aromatic polyamide resins have lower water absorption than, for example, nylon 6 or nylon 66. Therefore, the
The type of fibrous reinforcing material is not particularly limited, but organic fibers such as aramid fibers, glass fibers, carbon fibers, metal fibers (metal types include stainless steel, iron, aluminum, etc.), etc. Inorganic fibers are preferred. Or you may use together an organic fiber and an inorganic fiber.
繊維強化樹脂組成物における繊維状補強材の含有量は、10〜50質量%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、繊維強化樹脂組成物における繊維状補強材の含有量は、20〜50質量%とすることがより好ましく、25〜45質量%とすることがさらに好ましい。 As for content of the fibrous reinforcement in a fiber reinforced resin composition, 10-50 mass% is preferable. 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 fibrous reinforcing material in the fiber reinforced resin composition is more preferably 20 to 50% by mass, and further preferably 25 to 45% by mass. preferable.
このような繊維強化樹脂組成物には、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、ポリアミド樹脂の結晶化度を高めるために、結晶核剤を添加してもよい。結晶核剤の種類は特に限定されるものではないが、タルク、シリカ等の無機微粒子や、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物があげられる。結晶核剤の添加量は、繊維強化樹脂組成物の0.01質量%以上5質量%以下が好ましく、0.03質量%以上3質量%以下がより好ましい。 In order to improve the physical properties, various additives may be added to such a fiber reinforced resin composition depending on the purpose. For example, a crystal nucleating agent may be added to increase the crystallinity of the polyamide resin. The kind of crystal nucleating agent is not particularly limited, and examples thereof include inorganic fine particles such as talc and silica, and metal oxides such as magnesium oxide and aluminum oxide. The addition amount of the crystal nucleating agent is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less, and more preferably 0.03% by mass or more and 3% by mass or less of the fiber reinforced resin composition.
また、ポリアミド樹脂の酸化劣化を抑制する目的で、繊維強化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 a fiber reinforced resin composition in order to suppress the oxidative degradation of a polyamide 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、繊維強化樹脂組成物には、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。 Further, in the fiber reinforced resin composition, a peroxide-decomposable antioxidant (secondary antioxidant) may be used in combination with the amine-based, phenol-based, and hydroquinone-based antioxidants. 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、ポリアミド樹脂に対して0.1質量%以上3.0質量%以下程度が好ましいが、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ポリアミド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、繊維強化樹脂組成物には、光安定剤、帯電防止剤、可塑剤、無機又は有機難燃剤、その他補強材等を、必要に応じて適宜添加してもよい。
The blending amount of the antioxidant as described above is preferably about 0.1% by mass or more and 3.0% by mass or less with respect to the polyamide resin. If it is in a range that does not adversely affect the physical properties, an amount larger than that may be blended.
Furthermore, you may add suitably a light stabilizer, an antistatic agent, a plasticizer, an inorganic or organic flame retardant, other reinforcing materials, etc. to a fiber reinforced resin composition as needed.
〔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4,5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, the surface of the metal core was roughened by applying air blasting or the like to the aluminum alloy core metal (the metal core shown in FIGS. 4 and 5) of the housing member and the cover member. 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。
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.
樹脂材料としては、35質量%のガラス繊維と65質量%の半芳香族ナイロンとからなる樹脂組成物である三井化学株式会社製のアーレンA335(表1においては「樹脂材料A」と記す)、45質量%のガラス繊維と55質量%の半芳香族ナイロンとからなる樹脂組成物であるソルベイアドバンストポリマーズ社製のアモデルAS−1145HS(表1においては「樹脂材料B」と記す)、45質量%のガラス繊維と55質量%のナイロン66とからなる樹脂組成物であるデュポン社製のザイテルHTN 51G45HSL(表1においては「樹脂材料C」と記す)、35質量%のガラス繊維と65質量%の半芳香族ナイロンとからなる樹脂組成物であるクラレ株式会社製のジェネスタG1300A(表1においては「樹脂材料D」と記す)、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である東洋紡株式会社製のグラマイドT663G30(表1においては「樹脂材料E」と記す)、又は、30質量%のガラス繊維と70質量%のナイロン6とからなる樹脂組成物である宇部興産株式会社製のUBE NYLON 1015GU6(表1においては「樹脂材料F」と記す)を使用した。 As the resin material, Arlen A335 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., which is a resin composition comprising 35% by mass of glass fibers and 65% by mass of semi-aromatic nylon (indicated as “resin material A” in Table 1), Amodel AS-1145HS (referred to as “resin material B” in Table 1) made by Solvay Advanced Polymers, which is a resin composition comprising 45% by mass of glass fiber and 55% by mass of semi-aromatic nylon, 45% by mass Zytel HTN 51G45HSL (designated as “resin material C” in Table 1) manufactured by DuPont, which is a resin composition composed of 55% by mass of nylon 66 and 55% by mass of nylon, 35% by mass of glass fiber and 65% by mass of Genesta G1300A manufactured by Kuraray Co., Ltd., which is a resin composition comprising semi-aromatic nylon (indicated as “resin material D” in Table 1) Gramide T663G30 (referred to as “resin material E” in Table 1) manufactured by Toyobo Co., Ltd., which is a resin composition comprising 30% by weight glass fiber and 70% by weight nylon 66, or 30% by weight glass UBE NYLON 1015GU6 (referred to as “resin material F” in Table 1) manufactured by Ube Industries, Ltd., which is a resin composition composed of fibers and 70 mass% nylon 6, was used.
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。
表1に示すように、樹脂材料の種類が異なる6種のギヤボックス(実施例1〜4及び比較例1,2)を製造した。そして、これらのギヤボックスについて、落錘衝撃試験及び吸湿試験を行った。
The housing member and the cover member obtained by insert molding were fastened and integrated with bolts and nuts to complete the gear box.
As shown in Table 1, six types of gear boxes (Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2) having different types of resin materials were manufactured. These gear boxes were subjected to a falling weight impact test and a moisture absorption test.
まず、落錘衝撃試験(吸水処理前)について説明する。−40℃,25℃,80℃の各温度環境下において、ギヤボックスに対して約50gの錘を75cmの高さから自由落下させ、ギヤボックスの表面に生じる損傷の程度を確認した。
ギヤボックスの表面に付いた圧痕の深さが150μm以下であった場合は合格と評価して、表1においては○印で示した。また、ギヤボックスの表面に付いた圧痕の深さが150μm超過であった場合、又は、ひび割れ、クラックが発生した場合は、不合格と評価して、表1においては×印で示した。
First, the falling weight impact test (before water absorption treatment) will be described. Under each temperature environment of −40 ° C., 25 ° C., and 80 ° C., a weight of about 50 g was dropped freely from a height of 75 cm on the gear box, and the degree of damage generated on the surface of the gear box was confirmed.
When the depth of the indentation on the surface of the gear box was 150 μm or less, it was evaluated as acceptable, and in Table 1, it was indicated by a circle. Further, when the depth of the indentation on the surface of the gear box exceeded 150 μm, or when a crack or a crack occurred, it was evaluated as rejected and shown in Table 1 as x.
表1から分かるように、実施例1〜4のギヤボックスは、ガラス転移温度が80℃以上である高温剛性に優れたポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、ガラス転移温度が低いポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されている比較例1,2と比べて、−40℃及び25℃は勿論のこと、80℃の高温環境下においても損傷が小さかった。 As can be seen from Table 1, since the gearboxes of Examples 1 to 4 are made of a resin material containing a polyamide resin having excellent high-temperature rigidity with a glass transition temperature of 80 ° C. or higher, the glass transition temperature is low. Compared with Comparative Examples 1 and 2, which are made of a resin material containing a polyamide resin, the damage was small not only at −40 ° C. and 25 ° C. but also at a high temperature environment of 80 ° C.
次に、吸水処理を施した後の落錘衝撃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時間保持して吸水させた後、25℃の温度環境下において前述と同様の落錘衝撃試験を行い、ギヤボックスの表面に生じる損傷の程度を確認した。なお、合否の判定基準は、前述の落錘衝撃試験と同様である。
表1から分かるように、実施例1〜4のギヤボックスは、低吸水性の半芳香族ポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、吸水率の大きいポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されている比較例1,2と比べて、損傷が小さかった。
Next, a falling weight impact test after the water absorption treatment will be described. After the gearbox is held for 300 hours in an environment of temperature 80 ° C and humidity 90% RH to absorb water, a drop weight impact test similar to that described above is performed in a temperature environment of 25 ° C to cause damage to the gearbox surface. The degree of was confirmed. Note that the acceptance criteria are the same as those in the falling weight impact test described above.
As can be seen from Table 1, the gearboxes of Examples 1 to 4 are made of a resin material containing a low water-absorbing semi-aromatic polyamide resin. Therefore, the gear box is a resin material containing a polyamide resin having a high water absorption rate. The damage was small compared to the comparative examples 1 and 2 that were configured.
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500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30μm未満のものは、寸法安定性が良好と判断して合格とし、表1においては○印で示し、30μm以上のものは不合格として、表1においては×印で示した。
表1から分かるように、実施例1〜4のギヤボックスは、低吸水性の半芳香族ポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、寸法安定性が良好であった。一方、比較例1,2のギヤボックスは、吸水率の大きいポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、不合格であった。
Next, the moisture absorption test will be described. The gear box was held for 500 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 30 μm, it is judged that the dimensional stability is good, and it is accepted, and in Table 1, it is indicated by ○, and those with 30 μm or more are rejected. In FIG.
As can be seen from Table 1, since the gearboxes of Examples 1 to 4 are composed of a resin material containing a low water absorption semi-aromatic polyamide resin, the dimensional stability was good. On the other hand, the gear boxes of Comparative Examples 1 and 2 were rejected because they were made of a resin material containing a polyamide resin having a high water absorption rate.
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
Claims (4)
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り、
前記樹脂材料は、ガラス転移温度が80℃以上であるポリアミド樹脂を含有す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 housing member and the cover member are manufactured by insert molding of a resin material with a metal cored bar having a bolt hole through which the bolt is inserted,
The electric power steering apparatus, wherein the resin material contains a polyamide resin having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher.
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