JP2016200185A - gear - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gear that can attain mechanical strength and rigidity and dimension stability required at a sleeve part, and abrasion resistance required at a tooth formation part, and in which the sleeve part and the tooth formation part are formed by the same resin.SOLUTION: A sleeve part and a tooth formation part are integrally molded by using raw material resin 26 obtained by mixing polyamide resin 39, filler 40 and carbodiimide 41, thereby to obtain a worm wheel. The worm wheel can attain mechanical strength and rigidity and dimension stability required at the sleeve part, and abrasion resistance required at the tooth formation part.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、樹脂製のギヤに関する。   The present invention relates to a resin gear.

たとえば、電動パワーステアリング装置は、操舵補助用の電動モータの回転を、減速機を介して減速すると共に出力を増幅して転舵機構に伝える。これにより、運転者の操作による転舵機構の動作をトルクアシストする。その減速機は、通常、互いに噛み合う小歯車としての金属製ウォームと、大歯車としての樹脂製ウォームホイールとを備えている。
ウォームホイールは、たとえば、金属製の芯金(スリーブ)の外周に、射出成形(インサート成形)等によって円環状の樹脂部材を形成後、樹脂部材の外周に切削加工等によって歯を形成することによって製造される。樹脂部材は、例えば、ポリアミド(PA6、PA66、PA46等)、ポリフェニレンサルファイト(PPS)等の樹脂を用いて形成される。
For example, the electric power steering apparatus decelerates the rotation of the electric motor for assisting steering through a speed reducer and amplifies the output to transmit it to the steering mechanism. Thereby, torque assist is performed for the operation of the steering mechanism by the operation of the driver. The reduction gear normally includes a metal worm as a small gear meshing with each other and a resin worm wheel as a large gear.
For example, a worm wheel is formed by forming an annular resin member on the outer periphery of a metal core (sleeve) by injection molding (insert molding) or the like and then forming teeth on the outer periphery of the resin member by cutting or the like. Manufactured. The resin member is formed using a resin such as polyamide (PA6, PA66, PA46, etc.), polyphenylene sulfite (PPS), or the like.

たとえば、特許文献1は、ポリアミド66と、銅熱安定剤と、芳香族ポリカルボジイミドと、無水マレイン酸でグラフトされたEPDMゴムからなる衝撃改質剤とを含有する樹脂組成物を用いて作製された電気パワーステアリング装置用のギヤを開示している。
金属製のスリーブ部には、歯部の回り止めのためにインボリュートスプライン加工が必要であるが、これがコスト増大の要因となっている。また、近年、環境負荷軽減の要求に基づいて自動車用部品の軽量化が求められており、電動パワーステアリング装置の減速機もその例外ではない。ウォームホイールのスリーブ部は金属製であり、電動パワーステアリング装置の全重量に占める比率が高い。そのため、必要な機械的強度および剛性を保持した上で、より軽量な材料の使用が必要である。
For example, Patent Document 1 is prepared using a resin composition containing polyamide 66, a copper heat stabilizer, an aromatic polycarbodiimide, and an impact modifier made of EPDM rubber grafted with maleic anhydride. A gear for an electric power steering apparatus is disclosed.
The metal sleeve portion requires involute spline processing to prevent rotation of the tooth portion, and this is a factor in increasing the cost. In recent years, there has been a demand for weight reduction of automobile parts based on a demand for reducing environmental load, and a reduction gear of an electric power steering device is no exception. The sleeve portion of the worm wheel is made of metal, and the ratio to the total weight of the electric power steering device is high. Therefore, it is necessary to use a lighter material while maintaining the necessary mechanical strength and rigidity.

これに対し、近年、スリーブ部を樹脂で形成して軽量化を図る試みがなされている(たとえば、特許文献2参照)。ここで、スリーブ部には、機械的強度、剛性および寸法安定性を付与するため、ガラス繊維を充填したポリアミドが使用されている。一方、歯部には、耐摩耗性および耐クリープ性を付与するため、靭性に優れた非強化高分子量ポリアミド(ガラス繊維不含有)が使用されている。樹脂製のスリーブ部を成形機の金型にインサートし、その後、当該スリーブ部の外周に樹脂を射出することによって歯部が形成される。   On the other hand, in recent years, attempts have been made to reduce the weight by forming the sleeve portion with resin (see, for example, Patent Document 2). Here, a polyamide filled with glass fiber is used for the sleeve portion in order to impart mechanical strength, rigidity and dimensional stability. On the other hand, non-reinforced high molecular weight polyamide (not containing glass fiber) excellent in toughness is used for the tooth portion in order to impart wear resistance and creep resistance. A tooth portion is formed by inserting a resin sleeve portion into a mold of a molding machine and then injecting resin onto the outer periphery of the sleeve portion.

特表2009−536891号公報Special table 2009-536891 gazette 米国特許出願公開第2007/0087617号明細書US Patent Application Publication No. 2007/0087617

スリーブ部を構成する樹脂と歯部を構成する樹脂は、互いに線膨張率が異なるため、高温または低温下での膨張・収縮率の差によって、製品としての耐衝撃性に劣り、ヒートショック割れ等が発生するおそれがある。また、膨張によってスリーブ部と歯部との間に隙間が生じ、耐久寿命が低下するおそれもある。さらに、スリーブ部および歯部を別々の射出成形工程で形成しなければならないため、製造コストが増大するという課題もある。   The resin forming the sleeve part and the resin forming the tooth part have different linear expansion coefficients. Therefore, due to the difference in expansion / shrinkage ratio at high or low temperature, the product has poor impact resistance, heat shock cracking, etc. May occur. Further, the expansion may cause a gap between the sleeve portion and the tooth portion, which may shorten the durability life. Furthermore, since the sleeve portion and the tooth portion must be formed by separate injection molding processes, there is a problem that the manufacturing cost increases.

これらの対策として、歯部にもスリーブ部と同じガラス繊維強化樹脂を用いることによって、歯部およびスリーブ部を一体的に成形することが考えられる。しかしながら、この場合には、歯部の摩耗が大きくなり、結果として、耐久寿命が低下することが予想される。これは、歯部中のガラス繊維が接触摺動に伴い脱落し、硬質な研磨剤のように作用し、歯部を構成する樹脂を摩耗・剥離させるためである。   As measures against these, it is conceivable that the tooth portion and the sleeve portion are integrally formed by using the same glass fiber reinforced resin as the sleeve portion for the tooth portion. However, in this case, wear of the tooth portion is increased, and as a result, it is expected that the durability life is reduced. This is because the glass fiber in the tooth part falls off due to contact sliding, acts like a hard abrasive, and wears and peels off the resin constituting the tooth part.

これに対し、樹脂の分子量を高くすることによって、ガラス繊維による樹脂の摩耗・剥離を抑制する手法を提案できるが、モノマーを重合して分子量を高くするには限界がある。また、予め高分子量化された樹脂にガラス繊維を混練することは、生産性の面から困難である。
そこで、本発明の目的は、スリーブ部に要求される機械的強度・剛性および寸法安定性と、歯形成部に要求される耐摩耗性とを両立できる、スリーブ部および歯形成部が同一の樹脂で形成されたギヤを提供することである。
On the other hand, by increasing the molecular weight of the resin, it is possible to propose a technique for suppressing the abrasion and peeling of the resin due to the glass fiber, but there is a limit to increasing the molecular weight by polymerizing the monomer. Moreover, it is difficult to knead glass fibers with a resin having a high molecular weight in advance from the viewpoint of productivity.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a resin having the same sleeve portion and tooth forming portion that can achieve both the mechanical strength / rigidity and dimensional stability required for the sleeve portion and the wear resistance required for the tooth forming portion. Is to provide a gear formed of.

本発明のギヤ(20)は、スリーブ部(22)および歯形成部(23)を含むギヤ(20)であって、前記スリーブ部(22)および前記歯形成部(23)が、ポリアミド樹脂(39)、フィラー(40)およびカルボジイミド結合を有する化合物(41)を混練して得られた原料樹脂(26)によって一体的に成形されている(請求項1)。
この構成によれば、ポリアミド樹脂とフィラーとの混練時および射出成形時に、カルボジイミド結合を有する化合物の作用によって、ポリアミド樹脂の末端カルボキシル基(−COOH)と末端アミノ基(−NH)との脱水縮合反応が進行する。これにより、予め重合によって形成された複数のポリアミド樹脂の高分子鎖が連鎖的につながり、原料樹脂の分子量が高められる。そのため、フィラーによる樹脂の摩耗・剥離を抑制できるので、歯形成部に要求される耐摩耗性を達成することができる。また、原料樹脂がフィラーを含有しているので、スリーブ部に要求される機械的強度・剛性および寸法安定性を達成することもできる。これにより、割れや耐久寿命不足等の懸念が少なく、コストも低減でき、さらに金属製のスリーブ部を使用した場合に比べて軽量化を図ることもできる。
The gear (20) of the present invention is a gear (20) including a sleeve portion (22) and a tooth forming portion (23), and the sleeve portion (22) and the tooth forming portion (23) are made of a polyamide resin ( 39), a raw material resin (26) obtained by kneading a filler (40) and a compound (41) having a carbodiimide bond (Claim 1).
According to this configuration, dehydration of the terminal carboxyl group (—COOH) and terminal amino group (—NH 2 ) of the polyamide resin by the action of the compound having a carbodiimide bond during kneading and injection molding of the polyamide resin and the filler. The condensation reaction proceeds. As a result, the polymer chains of a plurality of polyamide resins previously formed by polymerization are linked together, and the molecular weight of the raw material resin is increased. Therefore, since abrasion and peeling of the resin due to the filler can be suppressed, the wear resistance required for the tooth forming portion can be achieved. Further, since the raw material resin contains a filler, it is possible to achieve mechanical strength / rigidity and dimensional stability required for the sleeve portion. Thereby, there are few concerns, such as a crack and a durable life short, cost can also be reduced, and also weight reduction can be achieved compared with the case where a metal sleeve part is used.

本発明のギヤ(20)では、前記スリーブ部(22)および前記歯形成部(23)を構成する樹脂(26)は、潤滑剤をさらに含有していてもよい(請求項2)。
潤滑剤によって、原料樹脂の分子間の滑り効果を得ることができるので、ギヤの成形時の粘度を低減することができる。そのため、原料樹脂の分子量が高くても比較的低い温度で成形できるので、成形時の樹脂の熱分解を抑制することができる。その結果、原料樹脂の分子量を高く維持したまま成形できるので、原料樹脂の機械的強度や耐摩耗性を良好に維持することができる。
In the gear (20) of the present invention, the resin (26) constituting the sleeve portion (22) and the tooth forming portion (23) may further contain a lubricant (Claim 2).
Since the sliding effect between the molecules of the raw material resin can be obtained by the lubricant, the viscosity at the time of molding the gear can be reduced. Therefore, even if the molecular weight of the raw material resin is high, it can be molded at a relatively low temperature, so that thermal decomposition of the resin during molding can be suppressed. As a result, since molding can be performed while keeping the molecular weight of the raw material resin high, the mechanical strength and wear resistance of the raw material resin can be maintained well.

本発明のギヤ(20)では、前記潤滑剤が、金属石鹸であってもよい(請求項3)。
本発明のギヤ(20)では、前記スリーブ部(22)および前記歯形成部(23)を構成する樹脂(26)は、その総量に対して15質量%〜50質量%のガラス繊維を前記フィラー(40)として含有していてもよい(請求項4)。
この範囲でガラス繊維が配合されていることによって、歯形成部の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑えながら、スリーブ部には十分な機械的強度・剛性を確保することができる。
In the gear (20) of the present invention, the lubricant may be a metal soap (Claim 3).
In the gear (20) of the present invention, the resin (26) constituting the sleeve portion (22) and the tooth forming portion (23) is composed of 15% by mass to 50% by mass of glass fiber with respect to the total amount thereof. (40) (Claim 4).
By blending the glass fiber within this range, it is possible to secure sufficient mechanical strength and rigidity in the sleeve portion while suppressing the amount of glass fiber that is a factor causing wear of the tooth forming portion.

本発明のギヤ(20)では、前記スリーブ部(22)および前記歯形成部(23)を構成する樹脂(26)は、6μm〜15μmの径を有するガラス繊維を前記フィラー(40)として含有していてもよい(請求項5)。
この範囲の径を有するガラス繊維を配合することによって、ガラス繊維とポリアミド樹脂との接触面積を比較的大きくできるので、スリーブ部の機械的強度および剛性を良好に向上させることができる。すなわち、より少ないガラス繊維の量でスリーブ部の機械的強度等を確保できるため、歯形成部の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑え、歯形成部の耐摩耗性を向上させることができる。また、ガラス繊維の径が小さいほど相手攻撃性が低いため、樹脂を摩耗・剥離させる影響が小さく、この点においても歯形成部の耐摩耗性を向上させることができる。
In the gear (20) of the present invention, the resin (26) constituting the sleeve portion (22) and the tooth forming portion (23) contains glass fibers having a diameter of 6 μm to 15 μm as the filler (40). (Claim 5).
By blending glass fibers having a diameter in this range, the contact area between the glass fibers and the polyamide resin can be made relatively large, so that the mechanical strength and rigidity of the sleeve portion can be improved satisfactorily. That is, since the mechanical strength of the sleeve portion can be ensured with a smaller amount of glass fiber, it is possible to suppress the amount of glass fiber that is a cause of wear of the tooth forming portion and improve the wear resistance of the tooth forming portion. it can. Further, the smaller the diameter of the glass fiber is, the lower the attack of the other party is. Therefore, the influence of abrasion and peeling of the resin is small, and in this respect also, the wear resistance of the tooth forming portion can be improved.

本発明のギヤ(20)では、前記原料樹脂(26)の総量に対して0.5質量%〜4質量%のカルボジイミド結合を有する化合物(41)が配合されていてもよい(請求項6)。
この範囲でカルボジイミド結合を有する化合物が配合されていることによって、数平均分子量Mnが30,000以上の原料樹脂を良好に得ることができる。一方、カルボジイミド結合を有する化合物が過量でないので、混練中の樹脂圧力(粘度)の増大、発熱および当該発熱に伴う、ポリアミド樹脂およびカルボジイミドの熱分解、フィラーの集束劣化による樹脂との密着強度の低下等のリスクを軽減することもできる。
In the gear (20) of the present invention, the compound (41) having a carbodiimide bond of 0.5% by mass to 4% by mass may be blended with respect to the total amount of the raw material resin (26) (Claim 6). .
By blending a compound having a carbodiimide bond in this range, a raw material resin having a number average molecular weight Mn of 30,000 or more can be favorably obtained. On the other hand, since the compound having a carbodiimide bond is not excessive, increase in the resin pressure (viscosity) during kneading, heat generation, thermal decomposition of the polyamide resin and carbodiimide accompanying the heat generation, and decrease in adhesion strength with the resin due to filler degradation. Etc. can also be reduced.

図1は、本発明の一実施形態に係るウォームホイールが組み込まれた電動パワーステアリング装置の概略図である。FIG. 1 is a schematic view of an electric power steering apparatus incorporating a worm wheel according to an embodiment of the present invention. 図2は、前記ウォームホイールの模式的な斜視図である。FIG. 2 is a schematic perspective view of the worm wheel. 図3は、前記ウォームホイールの製造のフロー図である。FIG. 3 is a flowchart for manufacturing the worm wheel. 図4は、原料樹脂の調製に関連する工程を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a process related to the preparation of the raw material resin. 図5は、カルボジイミドによる脱水縮合の反応機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a reaction mechanism of dehydration condensation with carbodiimide. 図6は、原料樹脂の調製に関連する工程を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a process related to the preparation of the raw material resin. 図7は、実施例、参考例および市販品の数平均分子量Mnを示す図である。FIG. 7 is a graph showing the number average molecular weight Mn of Examples, Reference Examples, and commercially available products. 図8は、実施例および参考例の引張強度試験の結果を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the results of tensile strength tests of Examples and Reference Examples. 図9は、実施例および参考例の摩擦摩耗試験の結果を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the results of the friction and wear test of Examples and Reference Examples. 図10は、市販品の摩擦摩耗試験の結果を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the results of a frictional wear test of a commercial product.

以下では、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るインターミディエイトシャフト5が組み込まれた電動パワーステアリング装置1の概略図である。
電動パワーステアリング装置1は、ハンドル2と一体回転可能に連結されたステアリングシャフト3、ステアリングシャフト3に自在継手4を介して連結されたインターミディエイトシャフト5、インターミディエイトシャフト5に自在継手6を介して連結されたピニオンシャフト7、およびピニオンシャフト7のピニオン歯7aに噛み合うラック歯8aを有して、自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー8を備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view of an electric power steering apparatus 1 incorporating an intermediate shaft 5 according to an embodiment of the present invention.
The electric power steering apparatus 1 includes a steering shaft 3 connected to a handle 2 so as to be integrally rotatable, an intermediate shaft 5 connected to the steering shaft 3 via a universal joint 4, and an intermediate shaft 5 via a universal joint 6. A rack bar 8 is provided as a steered shaft that extends in the left-right direction of the automobile, and includes a pinion shaft 7 that is connected and rack teeth 8 a that mesh with the pinion teeth 7 a of the pinion shaft 7.

ピニオンシャフト7およびラックバー8によって、ラックアンドピニオン機構からなる操舵機構9が構成されている。
ラックバー8は、車体に固定されるラックハウジング10内に、図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー8の両端部はラックハウジング10の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド11が結合されている。
The pinion shaft 7 and the rack bar 8 constitute a steering mechanism 9 composed of a rack and pinion mechanism.
The rack bar 8 is supported in a rack housing 10 fixed to the vehicle body so as to be linearly reciprocable via a plurality of bearings (not shown). Both end portions of the rack bar 8 protrude to both sides of the rack housing 10, and tie rods 11 are coupled to the respective end portions.

各タイロッド11は、図示しないナックルアームを介して対応する操向輪12に連結されている。
ハンドル2が操作されてステアリングシャフト3が回転されると、その回転が、ピニオン歯7aおよびラック歯8aによって自動車の左右方向に沿うラックバー8の直線運動に変換されて操向輪12の転舵が達成される。
Each tie rod 11 is connected to a corresponding steering wheel 12 via a knuckle arm (not shown).
When the steering shaft 2 is rotated by operating the handle 2, the rotation is converted into a linear motion of the rack bar 8 along the left-right direction of the automobile by the pinion teeth 7a and the rack teeth 8a, and the steering wheel 12 is steered. Is achieved.

ステアリングシャフト3は、ハンドル2に連なる入力軸3aと、ピニオンシャフト7に連なる出力軸3bとに分割されており、両軸3a、3bはトーションバー13を介して同一の軸線上で相対回転可能に互いに連結されている。
トーションバー13には、両軸3a、3b間の相対回転変位量から操舵トルクを検出するためのトルクセンサ14が設けられており、トルクセンサ14のトルク検出結果がECU(Electric Control Unit:電子制御ユニット)15に与えられる。
The steering shaft 3 is divided into an input shaft 3a connected to the handle 2 and an output shaft 3b connected to the pinion shaft 7, and both shafts 3a and 3b can be rotated relative to each other on the same axis via a torsion bar 13. Are connected to each other.
The torsion bar 13 is provided with a torque sensor 14 for detecting a steering torque from the amount of relative rotational displacement between both shafts 3a and 3b. The torque detection result of the torque sensor 14 is an ECU (Electric Control Unit: electronic control). Unit) 15.

ECU15では、トルク検出結果や、図示しない車速センサから与えられる車速検出結果等に基づいて、駆動回路16を介して操舵補助用の電動モータ17を駆動制御する。そして、電動モータ17の出力回転が、減速機18を介して減速されてピニオンシャフト7に伝達され、ラックバー8の直線運動に変換されて操舵が補助される。
減速機18は、電動モータ17により回転駆動される入力軸としてのウォームシャフト19(小歯車)と、ウォームシャフト19に噛み合うとともにステアリングシャフト3の出力軸3bに一体回転可能に連結される本発明のギヤの一例としてのウォームホイール20(大歯車)とを備えている。
The ECU 15 drives and controls the steering assist electric motor 17 via the drive circuit 16 based on a torque detection result, a vehicle speed detection result given from a vehicle speed sensor (not shown), and the like. Then, the output rotation of the electric motor 17 is decelerated via the speed reducer 18 and transmitted to the pinion shaft 7 and converted into a linear motion of the rack bar 8 to assist steering.
The speed reducer 18 is engaged with a worm shaft 19 (small gear) as an input shaft that is rotationally driven by the electric motor 17, meshed with the worm shaft 19, and coupled to the output shaft 3 b of the steering shaft 3 so as to be integrally rotatable. A worm wheel 20 (large gear) as an example of a gear is provided.

図2は、ウォームホイール20の模式的な斜視図である。
ウォームホイール20は、中心に貫通孔21を有する円環状に形成されている。貫通孔21には、ステアリングシャフト3の出力軸3b(図1参照)が挿入される。
ウォームホイール20は、一体物の樹脂成形品で構成されており、貫通孔21から同心円状にスリーブ部22および歯形成部23を含む。スリーブ部22および歯形成部23は、互いに樹脂の連続層として形成されている。この実施形態では、スリーブ部22は、円環状の領域として定義され、歯形成部23は、スリーブ部22の周囲領域である円環状の領域として定義される。歯形成部23の外周には、周方向に沿って複数の歯24が刻まれている。ここで、2つの領域(この実施形態では、スリーブ部22と歯形成部23)が連続層を形成している構成とは、2つの領域の間に物理的な境界面がないことを意味する。たとえば、樹脂材料の相違による材料相の結晶粒界等の境界は、スリーブ部22と歯形成部23との間に存在していてもよい。一方、物理的な境界面は、たとえば、金属製または樹脂製のスリーブ部の外周に歯形成部を別途射出成形したときに、当該スリーブ部と歯形成部との間に現れることがある。なお、図2では、明瞭化のため、スリーブ部22と歯形成部23との間に架空の境界25を示している。
FIG. 2 is a schematic perspective view of the worm wheel 20.
The worm wheel 20 is formed in an annular shape having a through hole 21 at the center. The output shaft 3b (see FIG. 1) of the steering shaft 3 is inserted into the through hole 21.
The worm wheel 20 is formed of an integral resin molded product, and includes a sleeve portion 22 and a tooth forming portion 23 concentrically from the through hole 21. The sleeve portion 22 and the tooth forming portion 23 are formed as a continuous layer of resin. In this embodiment, the sleeve portion 22 is defined as an annular region, and the tooth forming portion 23 is defined as an annular region that is a peripheral region of the sleeve portion 22. A plurality of teeth 24 are carved on the outer periphery of the tooth forming portion 23 along the circumferential direction. Here, the configuration in which the two regions (in this embodiment, the sleeve portion 22 and the tooth forming portion 23) form a continuous layer means that there is no physical interface between the two regions. . For example, a boundary such as a crystal grain boundary of a material phase due to a difference in resin material may exist between the sleeve portion 22 and the tooth forming portion 23. On the other hand, the physical boundary surface may appear between the sleeve portion and the tooth forming portion when, for example, the tooth forming portion is separately injection-molded on the outer periphery of the metal or resin sleeve portion. In FIG. 2, an imaginary boundary 25 is shown between the sleeve portion 22 and the tooth forming portion 23 for the sake of clarity.

次に、ウォームホイール20の製造方法を説明する。
図3は、ウォームホイール20の製造のフロー図である。図4は、原料樹脂26の調製に関連する工程を説明するための図である。図5は、カルボジイミド41による脱水縮合の反応機構を示す図である。
ウォームホイール20を製造するには、まず、ウォームホイール20を構成する原料樹脂26を調製する(S1)。原料樹脂26の調製には、たとえば、図4に示す混練機27を使用する。
Next, a method for manufacturing the worm wheel 20 will be described.
FIG. 3 is a flowchart for manufacturing the worm wheel 20. FIG. 4 is a diagram for explaining steps related to the preparation of the raw material resin 26. FIG. 5 is a diagram showing a reaction mechanism of dehydration condensation by carbodiimide 41.
In order to manufacture the worm wheel 20, first, the raw material resin 26 constituting the worm wheel 20 is prepared (S1). For the preparation of the raw material resin 26, for example, a kneader 27 shown in FIG. 4 is used.

混練機27は、たとえば、本体28、タンク29、冷却水槽30およびペレタイザ31を主に備えている。
本体28は、メインフィーダ32、シリンダ33、スクリュー34およびノズル35を備え、メインフィーダ32とノズル35との間(メインフィーダ32の下流側)には、サイドフィーダ36が取り付けられている。本体28としては、特に制限されず、たとえば、二軸(多軸)押出機、一軸押出機等の公知の混練機を使用できる。
The kneader 27 mainly includes, for example, a main body 28, a tank 29, a cooling water tank 30, and a pelletizer 31.
The main body 28 includes a main feeder 32, a cylinder 33, a screw 34, and a nozzle 35, and a side feeder 36 is attached between the main feeder 32 and the nozzle 35 (on the downstream side of the main feeder 32). The main body 28 is not particularly limited, and for example, a known kneader such as a twin-screw (multi-screw) extruder or a single-screw extruder can be used.

タンク29の上流側には、攪拌機37が備えられている。攪拌機37で混合された原料は、タンク29およびその下流側のベルト式重量計38を介して、本体28のメインフィーダ32に供給される。
そして、原料樹脂26を調製するには、まず、ポリアミド樹脂39および任意の添加剤を、共通の投入箇所としてのメインフィーダ32を介してシリンダ33に供給する。ポリアミド樹脂39および任意の添加剤は、それぞれ単体でタンク29に投入して供給してもよいし、攪拌機37で混合(ドライブレンド、マスターバッチ化)してから供給してもよい。
A stirrer 37 is provided on the upstream side of the tank 29. The raw material mixed by the stirrer 37 is supplied to the main feeder 32 of the main body 28 via the tank 29 and the belt-type weight meter 38 on the downstream side.
In order to prepare the raw material resin 26, first, the polyamide resin 39 and an arbitrary additive are supplied to the cylinder 33 through the main feeder 32 as a common charging location. The polyamide resin 39 and the optional additive may be supplied by being put into the tank 29 alone, or may be supplied after being mixed (dry blended, master batch) by the stirrer 37.

ポリアミド樹脂39としては、たとえば、脂肪族ポリアミド(PA6、PA66、PA12、PA612、PA610、PA11等)、芳香族ポリアミド(PA6T、PA9T、PPA)等が挙げられる。これらのうち、好ましくは、脂肪族ポリアミドを使用し、さらに好ましくは、ポリアミド66(PA66)を使用する。また、これらは、単独使用または2種以上併用することができる。使用するポリアミド樹脂の数平均分子量Mnは、たとえば、15,000〜25,000であってもよい。また、メインフィーダ32に投入するベース樹脂は、ポリアミド樹脂39の他、たとえば、熱可塑性エラストマー(酸変性されたエチレン系エラストマー、EGMA、EPDM、ポリアミドエラストマー等)を含んでいてもよい。熱可塑性エラストマーを配合することで、耐衝撃性の向上を図ることができる。   Examples of the polyamide resin 39 include aliphatic polyamides (PA6, PA66, PA12, PA612, PA610, PA11, etc.), aromatic polyamides (PA6T, PA9T, PPA), and the like. Of these, preferably, an aliphatic polyamide is used, and more preferably, polyamide 66 (PA66) is used. These may be used alone or in combination of two or more. The number average molecular weight Mn of the polyamide resin used may be, for example, 15,000 to 25,000. In addition to the polyamide resin 39, the base resin put into the main feeder 32 may contain, for example, a thermoplastic elastomer (acid-modified ethylene elastomer, EGMA, EPDM, polyamide elastomer, etc.). By blending a thermoplastic elastomer, impact resistance can be improved.

また、ポリアミド樹脂39の配合割合は、たとえば、原料樹脂26の調製に使用する材料の総量に対して45質量%〜90質量%であってもよい。
また、任意の添加剤としては、好ましくは、潤滑剤を配合する。潤滑剤によって、原料樹脂26の分子間の滑り効果を得ることができるので、ウォームホイール20の成形時の粘度を低減することができる。そのため、原料樹脂26の分子量が高くても比較的低い温度で成形できるので、成形時の樹脂の熱分解を抑制することができる。その結果、原料樹脂26の分子量を高く維持したまま成形できるので、原料樹脂26の機械的強度や耐摩耗性を良好に維持することができる。
Moreover, 45 mass%-90 mass% may be sufficient as the mixture ratio of the polyamide resin 39 with respect to the total amount of the material used for preparation of the raw material resin 26, for example.
Moreover, as an arbitrary additive, Preferably, a lubrication agent is mix | blended. Since the sliding effect between the molecules of the raw material resin 26 can be obtained by the lubricant, the viscosity at the time of molding the worm wheel 20 can be reduced. Therefore, even if the molecular weight of the raw material resin 26 is high, it can be molded at a relatively low temperature, so that thermal decomposition of the resin during molding can be suppressed. As a result, since the molding can be performed while keeping the molecular weight of the raw material resin 26 high, the mechanical strength and the wear resistance of the raw material resin 26 can be favorably maintained.

潤滑剤としては、ウォームホイール20を成形するときの原料樹脂26の粘度を低減できるものであれば特に制限されない。たとえば、ステアリン酸金属塩等の金属石鹸系、パラフィンワックス、合成ポリエチレンワックス等の炭化水素系、ステアリン酸等の脂肪酸系、ステアリルアルコール等の高級アルコール系、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等の脂肪族アミド系、アルコールの脂肪酸エステル等のエステル系、シリコーン系化合物等、公知の潤滑剤を使用できる。これらのうち、好ましくは、金属石鹸系を使用し、さらに好ましくは、ステアリン酸金属塩を使用する。潤滑剤を配合する場合の配合割合は、たとえば、原料樹脂26の調製に使用する材料の総量に対して0.01質量%〜1質量%であってもよい。   The lubricant is not particularly limited as long as it can reduce the viscosity of the raw material resin 26 when the worm wheel 20 is molded. For example, metal soaps such as stearic acid metal salts, hydrocarbons such as paraffin wax and synthetic polyethylene wax, fatty acids such as stearic acid, higher alcohols such as stearyl alcohol, aliphatics such as stearic acid amide and oleic acid amide Known lubricants such as amides, esters such as fatty acid esters of alcohol, silicone compounds, and the like can be used. Of these, a metal soap system is preferably used, and a metal stearate salt is more preferably used. The blending ratio in the case of blending the lubricant may be, for example, 0.01% by mass to 1% by mass with respect to the total amount of materials used for preparing the raw resin 26.

そして、シリンダ33に供給されたポリアミド樹脂39、および必要により加えた添加剤を、スクリュー34の回転によって混練する。混練条件は、たとえば、シリンダ33の温度が275℃〜325℃であり、スクリュー34の回転速度が100rpm〜500rpmであってもよい。
次に、フィラー40およびカルボジイミド結合を有する化合物(以下、単に「カルボジイミド」という)41を、共通の投入箇所としてのサイドフィーダ36を介して、シリンダ33に同時に供給する。
Then, the polyamide resin 39 supplied to the cylinder 33 and the additive added as necessary are kneaded by the rotation of the screw 34. The kneading conditions may be, for example, a temperature of the cylinder 33 of 275 ° C. to 325 ° C. and a rotational speed of the screw 34 of 100 rpm to 500 rpm.
Next, a filler 40 and a compound having a carbodiimide bond (hereinafter simply referred to as “carbodiimide”) 41 are simultaneously supplied to the cylinder 33 via a side feeder 36 as a common charging point.

使用するフィラー40としては、たとえば、ガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、セルロース系繊維等の短繊維状のフィラーや、ガラスフレーク等の板状のフィラー、あるいはカーボンナノチューブやカーボンナノファイバ等の微細強化が可能なフィラー等の1種または2種以上が挙げられる。これらのうち、好ましくは、短繊維状のフィラーを使用し、さらに好ましくは、ガラス繊維を使用し、とりわけ好ましくは、扁平形状のガラス繊維を使用する。扁平形状のガラス繊維を使用することによって、歯形成部23の歯切り後の面粗さを低減することができる。   As the filler 40 to be used, for example, short fiber fillers such as glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, and cellulose fibers, plate-like fillers such as glass flakes, or fine reinforcing such as carbon nanotubes and carbon nanofibers. 1 type or 2 types or more, such as a filler which can be used. Of these, short fiber fillers are preferably used, glass fibers are more preferably used, and flat glass fibers are particularly preferably used. By using a flat glass fiber, the surface roughness after tooth cutting of the tooth forming portion 23 can be reduced.

ガラス繊維を使用する場合、当該ガラス繊維は、6μm〜15μmの径を有していることが好ましい。この範囲の径を有するガラス繊維を配合することによって、原料樹脂26においてガラス繊維とポリアミド樹脂との接触面積を比較的大きくできるので、ウォームホイール20を成形したときに、スリーブ部22の機械的強度および剛性を良好に向上させることができる。すなわち、より少ないガラス繊維の量でスリーブ部22の機械的強度等を確保できるため、歯形成部23の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑え、耐摩耗性を向上させることができる。また、ガラス繊維の径が小さいほど相手攻撃性が低いため、樹脂を摩耗・剥離させる影響が小さく、この点においても耐摩耗性を向上させることができる。さらに、ガラス繊維の相手攻撃性が低くなれば、ウォームホイール20に噛み合うウォームシャフト19への影響も小さくできるので、ウォームシャフト19に対する硬化処理(たとえば、焼き入れ等の熱処理)の時間を短縮することもできる。   When using glass fiber, it is preferable that the said glass fiber has a diameter of 6 micrometers-15 micrometers. By blending the glass fiber having a diameter in this range, the contact area between the glass fiber and the polyamide resin in the raw material resin 26 can be made relatively large. Therefore, when the worm wheel 20 is molded, the mechanical strength of the sleeve portion 22 is increased. And the rigidity can be improved satisfactorily. That is, since the mechanical strength and the like of the sleeve portion 22 can be ensured with a smaller amount of glass fiber, the amount of glass fiber that is a factor causing wear of the tooth forming portion 23 can be suppressed, and the wear resistance can be improved. Further, the smaller the diameter of the glass fiber is, the lower the attack of the other party is, so the influence of abrasion and peeling of the resin is small. Also in this respect, the wear resistance can be improved. Furthermore, if the glass fiber mating attack is reduced, the influence on the worm shaft 19 meshing with the worm wheel 20 can be reduced, so that the time for the hardening process (for example, heat treatment such as quenching) for the worm shaft 19 can be shortened. You can also.

また、フィラー40(ガラス繊維)の配合割合は、たとえば、原料樹脂26の調製に使用する材料の総量に対して15質量%〜50質量%、好ましくは、25質量%〜50質量%であってもよい。この範囲でガラス繊維を配合することによって、歯形成部23の摩耗の発生因子であるガラス繊維の量を抑えながら、スリーブ部22には十分な機械的強度を確保することができる。   Moreover, the mixture ratio of the filler 40 (glass fiber) is 15 mass%-50 mass% with respect to the total amount of the material used for preparation of the raw material resin 26, for example, Preferably, it is 25 mass%-50 mass%, Also good. By blending the glass fiber in this range, it is possible to ensure sufficient mechanical strength for the sleeve portion 22 while suppressing the amount of glass fiber that is a factor causing wear of the tooth forming portion 23.

使用するカルボジイミド41としては、カルボジイミド基(−N=C=N−)を有する化合物であれば特に制限されず、カルボジイミド基を1つ有するモノカルボジイミドであってもよいし、カルボジイミド基を複数有するポリカルボジイミドであってもよい。また、脂肪族系カルボジイミド、芳香族系カルボジイミド、カルボジイミド変性体等のあらゆる種類のカルボジイミドを使用できる。これらのうち、好ましくは、脂肪族カルボジイミドが挙げられ、その具体的な市販品としては、たとえば、日清紡ケミカル社製(カルボジライト(登録商標)「HMV−15CA」)が挙げられる。   The carbodiimide 41 to be used is not particularly limited as long as it is a compound having a carbodiimide group (—N═C═N—), and may be a monocarbodiimide having one carbodiimide group or a polycarbodiimide group having a plurality of carbodiimide groups. It may be a carbodiimide. In addition, all kinds of carbodiimides such as aliphatic carbodiimide, aromatic carbodiimide, modified carbodiimide, and the like can be used. Among these, Preferably, aliphatic carbodiimide is mentioned, As a specific commercial item, the Nisshinbo Chemical Co., Ltd. product (Carbodilite (trademark) "HMV-15CA") is mentioned, for example.

また、カルボジイミド41の配合割合は、たとえば、原料樹脂26の調製に使用する材料の総量に対して0.5質量%〜4質量%であってもよい。この範囲でカルボジイミド41を配合することによって、数平均分子量Mnが30,000以上の原料樹脂26を良好に得ることができる。一方、カルボジイミド41が過量でないので、混練中の樹脂圧力(粘度)の増大、発熱および当該発熱に伴う、ポリアミド樹脂39およびカルボジイミド41の熱分解、フィラー40の集束劣化による樹脂との密着強度の低下等のリスクを軽減することもできる。   Moreover, the mixing ratio of the carbodiimide 41 may be, for example, 0.5% by mass to 4% by mass with respect to the total amount of materials used for preparing the raw material resin 26. By blending the carbodiimide 41 in this range, the raw material resin 26 having a number average molecular weight Mn of 30,000 or more can be favorably obtained. On the other hand, since the carbodiimide 41 is not excessive, an increase in resin pressure (viscosity) during kneading, heat generation, thermal decomposition of the polyamide resin 39 and the carbodiimide 41 accompanying the heat generation, and decrease in adhesion strength with the resin due to focusing degradation of the filler 40. Etc. can also be reduced.

また、カルボジイミド41は、カルボジイミド41が粉末の場合には、たとえば、サイドフィーダ36から単体で供給してもよいし、ポリアミド樹脂と混合(ドライブレンド、マスターバッチ化)してから供給してもよい。
そして、シリンダ33内を移送中のポリアミド樹脂39および必要により加えた添加剤からなる混練物に、フィラー40およびカルボジイミド41が加えられ、さらに混練する。カルボジイミド41の供給から当該混練物をノズル35から射出するまでの時間(カルボジイミド41の混練時間)は、たとえば、1秒間〜1分間であってもよい。したがって、サイドフィーダ36のノズル35からの距離は、当該混練時間を目安に設定すればよい。
Further, when the carbodiimide 41 is a powder, the carbodiimide 41 may be supplied, for example, from the side feeder 36 alone or after being mixed with a polyamide resin (dry blending, master batch). .
Then, the filler 40 and the carbodiimide 41 are added to the kneaded material including the polyamide resin 39 being transferred through the cylinder 33 and the additive added as necessary, and further kneaded. The time from the supply of the carbodiimide 41 to the injection of the kneaded product from the nozzle 35 (kneading time of the carbodiimide 41) may be, for example, 1 second to 1 minute. Therefore, the distance from the nozzle 35 of the side feeder 36 may be set using the kneading time as a guide.

カルボジイミド41の供給後、混練物をストランド状の原料樹脂26としてノズル35から射出し、冷却水槽30で冷却固化した後、ペレタイザ31でペレット化する。以上の工程を経て、フィラー40が分散したポリアミド樹脂39からなる原料樹脂26が得られる。
ウォームホイール20の製造に関して、次の工程は、スリーブ部22および歯形成部23の一体成形である(図3のS2)。この工程では、図示しない金型を準備し、この金型内に、図4の工程で得られた原料樹脂26(ペレット)を溶融させて射出する。金型は、複数のウォームホイール20が円筒状に連なった円筒構造物になるように成形する型を有していてもよい。その後、一定時間冷却して原料樹脂26を固化させた後、一体成形されたウォームホイール20の円筒構造物を金型から取り出す。そして、当該円筒構造物から円板状のウォームホイール20を一つずつ切り出す。
After the carbodiimide 41 is supplied, the kneaded product is injected from the nozzle 35 as a strand-shaped raw material resin 26, cooled and solidified in the cooling water tank 30, and then pelletized by the pelletizer 31. Through the above steps, raw material resin 26 made of polyamide resin 39 in which filler 40 is dispersed is obtained.
Regarding the manufacture of the worm wheel 20, the next step is the integral molding of the sleeve portion 22 and the tooth forming portion 23 (S2 in FIG. 3). In this process, a mold (not shown) is prepared, and the raw material resin 26 (pellet) obtained in the process of FIG. 4 is melted and injected into the mold. The mold may include a mold for forming a cylindrical structure in which a plurality of worm wheels 20 are connected in a cylindrical shape. Then, after cooling for a certain time to solidify the raw material resin 26, the integrally formed cylindrical structure of the worm wheel 20 is taken out from the mold. Then, the disk-shaped worm wheel 20 is cut out one by one from the cylindrical structure.

最後に、ウォームホイール20の歯形成部23の歯切り(歯24を形成)を行って(S3)、図2に示すウォームホイール20が得られる。
以上の方法によれば、ポリアミド樹脂39とフィラー40との混練途中(ポリアミド樹脂39とフィラー40との混練開始時)でカルボジイミド41を供給することによって、混練時および射出成形時に、カルボジイミド41の作用によって、図5に示すように、ポリアミド樹脂39(図5では、ポリアミド66)の末端カルボキシル基(−COOH)と末端アミノ基(−NH)との脱水縮合反応を進行させることができる。これにより、予め重合によって形成された複数のポリアミド樹脂39の高分子鎖を、連鎖的につなげることができ、樹脂の分子量を高めることができる。たとえば、当該反応後の原料樹脂26の数平均分子量Mnを、30,000以上にまで高めることができる。
Finally, gear cutting (formation of teeth 24) of the tooth forming portion 23 of the worm wheel 20 is performed (S3), and the worm wheel 20 shown in FIG. 2 is obtained.
According to the above method, by supplying the carbodiimide 41 during the kneading of the polyamide resin 39 and the filler 40 (at the start of kneading of the polyamide resin 39 and the filler 40), the action of the carbodiimide 41 during kneading and injection molding. As shown in FIG. 5, the dehydration condensation reaction between the terminal carboxyl group (—COOH) and the terminal amino group (—NH 2 ) of the polyamide resin 39 (polyamide 66 in FIG. 5) can proceed. Thereby, the polymer chains of a plurality of polyamide resins 39 formed in advance by polymerization can be connected in a chain, and the molecular weight of the resin can be increased. For example, the number average molecular weight Mn of the raw material resin 26 after the reaction can be increased to 30,000 or more.

しかも、カルボジイミド41は混練の途中で供給されるので、脱水縮合反応が過大になることによるポリアミド樹脂39の分解を抑制することができる。そのため、ポリアミド樹脂39の分子量を、従来にはないレベルにまで高めることができる。
また、カルボジイミド41が供給されるまでは、ポリアミド樹脂39は連鎖反応しておらず分子量も高くない状態(たとえば、Mn=20,000程度)である。この状態ではポリアミド樹脂39の粘度も比較的低いので、このポリアミド樹脂39とフィラー40とを混練することによって、フィラー40をポリアミド樹脂39全体に良好に分散させることができる。
And since the carbodiimide 41 is supplied in the middle of kneading | mixing, decomposition | disassembly of the polyamide resin 39 by dehydration condensation reaction becoming excessive can be suppressed. Therefore, the molecular weight of the polyamide resin 39 can be increased to a level that has not existed before.
Until the carbodiimide 41 is supplied, the polyamide resin 39 is not chain-reacted and does not have a high molecular weight (for example, about Mn = 20,000). In this state, the viscosity of the polyamide resin 39 is also relatively low. Therefore, the filler 40 can be well dispersed throughout the polyamide resin 39 by kneading the polyamide resin 39 and the filler 40.

その結果、スリーブ部22に要求される機械的強度・剛性および寸法安定性を確保することができる。また、樹脂の数平均分子量Mnが、30,000以上であって亀裂の進展抵抗力に優れるため、フィラー40による樹脂の摩耗・剥離によって亀裂が生じても、その亀裂が進展する速度を小さくできる。その結果、歯形成部23の摩耗量を低減できるので、歯形成部23に要求される耐摩耗性も達成することができる。これにより、割れや耐久寿命不足等の懸念が少なく、コストも低減でき、さらに金属製のスリーブ部を使用した場合に比べて軽量化を図ることもできる。   As a result, the mechanical strength / rigidity and dimensional stability required for the sleeve portion 22 can be ensured. In addition, since the resin has a number average molecular weight Mn of 30,000 or more and excellent resistance to crack growth, even if a crack is generated due to abrasion or peeling of the resin by the filler 40, the speed at which the crack progresses can be reduced. . As a result, since the amount of wear of the tooth forming part 23 can be reduced, the wear resistance required for the tooth forming part 23 can also be achieved. Thereby, there are few concerns, such as a crack and a durable life short, cost can also be reduced, and also weight reduction can be achieved compared with the case where a metal sleeve part is used.

また、ウォームホイール20の芯間距離の変化量の増大を抑制できるので、当該変化量増大によるラトル音の発生を防止でき、耐久寿命を向上させることができる。特に、ウォームホイール20に関しては、将来的に小型化が進められると、今まで以上に減速比が落ちてウォームホイール20の大きなトルクがかかることがある。そのような大きなトルクに対して耐摩耗性が低いとウォームホイール20の耐久寿命が短くなるが、この実施形態のように優れた耐摩耗性を達成できるウォームホイール20では、小型・高出力化を狙った将来の用途にも十分適応することができる。   Moreover, since the increase in the change amount of the center distance of the worm wheel 20 can be suppressed, the generation of rattle noise due to the increase in the change amount can be prevented, and the durability life can be improved. In particular, with respect to the worm wheel 20, if the miniaturization is promoted in the future, the reduction ratio may be lowered more than ever and a large torque may be applied to the worm wheel 20. When the wear resistance is low with respect to such a large torque, the durability life of the worm wheel 20 is shortened. However, the worm wheel 20 capable of achieving excellent wear resistance as in this embodiment has a small size and high output. It can adapt well to the intended future use.

また、ポリアミド樹脂39、フィラー40およびカルボジイミド41を本体28に同時に供給して混練を開始する場合、あるいはポリアミド樹脂39およびカルボジイミド41を同時に、混練機27のメインフィーダ32(最初)から投入して混練を開始する場合に比べて、本体28のトルクオーバー、発熱、ストランドちぎれ等の発生を低減することができる。その結果、ウォームホイール20を安定的に生産することができる。   When the polyamide resin 39, the filler 40 and the carbodiimide 41 are simultaneously supplied to the main body 28 to start kneading, or the polyamide resin 39 and the carbodiimide 41 are simultaneously charged from the main feeder 32 (first) of the kneader 27. As compared with the case of starting, the occurrence of torque over, heat generation, strand breakage, etc. of the main body 28 can be reduced. As a result, the worm wheel 20 can be produced stably.

以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。
たとえば、本発明は、前述のウォームホイール20以外の各種ギヤに適用することもできる。
また、本体28は、図6に示すように、サイドフィーダ36を二つ備えていてもよい。たとえば、サイドフィーダ36は、第1サイドフィーダ36aと、第1サイドフィーダ36aよりも下流側の第2サイドフィーダ36bとを含んでいてもよい。この場合、メインフィーダ32からポリアミド樹脂39の単体を供給し、第1サイドフィーダ36aからフィラー40を供給し、第2サイドフィーダ36bからカルボジイミド41を供給してもよい。
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention can also be implemented with another form.
For example, the present invention can also be applied to various gears other than the worm wheel 20 described above.
Further, the main body 28 may include two side feeders 36 as shown in FIG. For example, the side feeder 36 may include a first side feeder 36a and a second side feeder 36b on the downstream side of the first side feeder 36a. In this case, the polyamide resin 39 may be supplied from the main feeder 32, the filler 40 may be supplied from the first side feeder 36a, and the carbodiimide 41 may be supplied from the second side feeder 36b.

さらに、カルボジイミド41は、サイドフィーダ36から供給しなくてもよく、また、ポリアミド樹脂39とフィラー40との混練途中に供給しなくてよい。たとえば、ポリアミド樹脂39と混合してメインフィーダ32から供給してもよい。これによっても、本発明の作用効果を達成することはできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Furthermore, the carbodiimide 41 may not be supplied from the side feeder 36, and may not be supplied during the kneading of the polyamide resin 39 and the filler 40. For example, it may be mixed with the polyamide resin 39 and supplied from the main feeder 32. Also by this, the effect of the present invention can be achieved.
In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

次に、本発明を実施例および参考例等に基づいて説明するが、本発明は下記の実施例によって限定されるものではない。
<実施例1>
図4で示した構成の混練機27において、旭化成ケミカルズ株式会社製のポリアミド66(「1402S」数平均分子量Mn=23,000)を64.7質量%、日東紡績株式会社製のガラス繊維(「CS3PE−455S」)を33.3質量%、および日清紡ケミカル株式会社製のカルボジイミド(カルボジライト(登録商標)「HMV−15CA」)を2質量%の割合で混練し、原料樹脂を得た。そして、その原料樹脂を用いて試験用サンプルを成形した。なお、ポリアミド66をメインフィーダ32に投入し、ガラス繊維およびカルボジイミドはサイドフィーダ36に投入した。
<参考例1>
数平均分子量Mn=27,000のポリアミド66を使用したこと、ガラス繊維を15質量%にしたこと、およびカルボジイミドを添加しなかったこと以外は、実施例1と同じ条件で試験用サンプルを作製した。
<参考例2>
カルボジイミドを添加しなかったこと以外は、実施例1と同じ条件で試験用サンプルを作製した。
<市販品1>
旭化成ケミカルズ社製のポリアミド66(レオナ(登録商標)非強化グレード「1502S」)を用いて試験用サンプルを成形した。ガラス繊維およびカルボジイミドは添加しなかった。
<市販品2>
デュポン社製のポリアミド66(ザイテル(登録商標)「E51HSB NC010」)を用いて試験用サンプルを成形した。ガラス繊維およびカルボジイミドは添加しなかった。
<市販品3>
市販品1に、ラインケミージャパン株式会社製の芳香族カルボジイミド(「スタバックゾール(登録商標)P400」)を1質量%添加して試験用サンプルを成形した。ガラス繊維は添加しなかった。
<評価試験>
(1)数平均分子量Mn
参考例2を除く試験用サンプルについて、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)によって数平均分子量Mnを測定した。結果を図7に示す。図7の実施例1と参考例1の比較から、ポリアミド66とカルボジイミドとを混練することによって、30,000以上の数平均分子量Mnを達成できることが分かった。さらに、実施例1と市販品1,2との比較から、カルボジイミドをサイドフィーダ36に投入することで、一般的な市販品1,2では達成し得ないレベルにまで分子量が高まっていることが分かった。
(2)引張強度
実施例1、参考例1および参考例2について、JIS K 7161に準拠して引張強度を測定した。結果を図8に示す。図8から、カルボジイミドを投入しても(実施例1)、カルボジイミドを添加しない場合(参考例2)と同等の優れた引張強度(機械的強度)を達成できることが分かった。
(3)摩擦摩耗試験
実施例1、参考例1,2および市販品1,3について、鈴木式摩擦摩耗試験を実施し、摩耗重量(g)を測定した。結果を図9および図10に示す。なお、試験の条件は、次の通りとした。
Next, although this invention is demonstrated based on an Example, a reference example, etc., this invention is not limited by the following Example.
<Example 1>
In the kneader 27 having the configuration shown in FIG. 4, 64.7% by mass of polyamide 66 (“1402S” number average molecular weight Mn = 23,000) manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, glass fiber (“ CS3PE-455S ") and 33.3% by mass of Nisshinbo Chemical Co., Ltd. and carbodiimide (Carbodilite (registered trademark)" HMV-15CA ") manufactured by Nisshinbo Chemical Co., Ltd. were kneaded at a ratio of 2% by mass to obtain a raw material resin. And the test sample was shape | molded using the raw material resin. Polyamide 66 was charged into the main feeder 32, and glass fiber and carbodiimide were charged into the side feeder 36.
<Reference Example 1>
A test sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that polyamide 66 having a number average molecular weight Mn = 27,000, glass fiber content of 15% by mass, and carbodiimide were not added. .
<Reference Example 2>
A test sample was prepared under the same conditions as in Example 1 except that carbodiimide was not added.
<Commercial item 1>
A test sample was molded using polyamide 66 (Leona (registered trademark) non-reinforced grade “1502S”) manufactured by Asahi Kasei Chemicals. Glass fibers and carbodiimide were not added.
<Commercially available product 2>
A test sample was molded using polyamide 66 (Zytel (registered trademark) “E51HSB NC010”) manufactured by DuPont. Glass fibers and carbodiimide were not added.
<Commercially available product 3>
A test sample was molded by adding 1% by mass of aromatic carbodiimide ("STABBACKZOL (registered trademark) P400") manufactured by Rhein Chemy Japan Co., Ltd. to the commercial product 1. Glass fiber was not added.
<Evaluation test>
(1) Number average molecular weight Mn
For the test samples except Reference Example 2, the number average molecular weight Mn was measured by GPC (gel permeation chromatography). The results are shown in FIG. From comparison between Example 1 and Reference Example 1 in FIG. 7, it was found that a number average molecular weight Mn of 30,000 or more can be achieved by kneading polyamide 66 and carbodiimide. Furthermore, from comparison between Example 1 and commercially available products 1 and 2, by introducing carbodiimide into the side feeder 36, the molecular weight is increased to a level that cannot be achieved with general commercially available products 1 and 2. I understood.
(2) Tensile strength For Example 1, Reference Example 1 and Reference Example 2, the tensile strength was measured according to JIS K 7161. The results are shown in FIG. From FIG. 8, it was found that even when carbodiimide was added (Example 1), excellent tensile strength (mechanical strength) equivalent to that when no carbodiimide was added (Reference Example 2) could be achieved.
(3) Friction and abrasion test For Example 1, Reference Examples 1 and 2, and commercially available products 1 and 3, a Suzuki friction and abrasion test was performed to measure the abrasion weight (g). The results are shown in FIG. 9 and FIG. The test conditions were as follows.

・4点金属ころ−樹脂リングによる摺動
・グリース潤滑
・試験温度:RT
・駆動−停止による断続接触
図9から、カルボジイミドによって高分子量化された実施例1では、カルボジイミドを添加していない参考例1および2に比べて耐摩耗性に優れていることが分かった。
・ 4-point metal roller-sliding with resin ring ・ Grease lubrication ・ Test temperature: RT
-Intermittent contact by driving-stopping From FIG. 9, it was found that Example 1 having a high molecular weight with carbodiimide was superior in abrasion resistance as compared to Reference Examples 1 and 2 in which carbodiimide was not added.

また、図10からは、非強化高分子量グレードのポリアミド66にカルボジイミドを添加しても、耐摩耗性の向上効果は得られないことが分かった。これは、グリース潤滑下の高面圧摺動下では、摩耗がほとんど発生せず、クリープ変形が主体であり、高分子量化による摩耗改善効果が発現しないためである。   Further, FIG. 10 shows that even if carbodiimide is added to the non-reinforced high molecular weight grade polyamide 66, the effect of improving the wear resistance cannot be obtained. This is because almost no wear occurs under high surface pressure sliding under grease lubrication, creep deformation is the main component, and the effect of improving wear due to high molecular weight is not exhibited.

20…ウォームホイール、22…スリーブ部、23…歯形成部、26…原料樹脂、39…ポリアミド樹脂、40…フィラー、41…カルボジイミド   DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Worm wheel, 22 ... Sleeve part, 23 ... Teeth formation part, 26 ... Raw material resin, 39 ... Polyamide resin, 40 ... Filler, 41 ... Carbodiimide

Claims (6)

スリーブ部および歯形成部を含むギヤであって、
前記スリーブ部および前記歯形成部が、ポリアミド樹脂、フィラーおよびカルボジイミド結合を有する化合物を混練して得られた原料樹脂によって一体的に成形されている、キヤ。
A gear including a sleeve portion and a tooth forming portion,
The sleeve in which the sleeve portion and the tooth forming portion are integrally formed of a raw material resin obtained by kneading a compound having a polyamide resin, a filler, and a carbodiimide bond.
前記スリーブ部および前記歯形成部を構成する樹脂は、潤滑剤をさらに含有している、請求項1に記載のギヤ。   The gear according to claim 1, wherein the resin constituting the sleeve portion and the tooth forming portion further contains a lubricant. 前記潤滑剤が、金属石鹸である、請求項2に記載のギヤ。   The gear according to claim 2, wherein the lubricant is a metal soap. 前記スリーブ部および前記歯形成部を構成する樹脂は、その総量に対して15質量%〜50質量%のガラス繊維を前記フィラーとして含有している、請求項1〜3のいずれか一項に記載のギヤ。   The resin which comprises the said sleeve part and the said tooth | gear formation part contains the glass fiber of 15 mass%-50 mass% with respect to the total amount as said filler. Gear. 前記スリーブ部および前記歯形成部を構成する樹脂は、6μm〜15μmの径を有するガラス繊維を前記フィラーとして含有している、請求項1〜4のいずれか一項に記載のギヤ。   The gear as described in any one of Claims 1-4 in which the resin which comprises the said sleeve part and the said tooth | gear formation part contains the glass fiber which has a diameter of 6 micrometers-15 micrometers as the said filler. 前記原料樹脂の総量に対して0.5質量%〜4質量%のカルボジイミド結合を有する化合物が配合されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載のギヤ。   The gear as described in any one of Claims 1-5 with which the compound which has a carbodiimide bond of 0.5 mass%-4 mass% with respect to the total amount of the said raw material resin is mix | blended.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019190661A (en) * 2018-04-23 2019-10-31 旭化成株式会社 Cellulose-containing resin gear
WO2019208514A1 (en) * 2018-04-23 2019-10-31 旭化成株式会社 Cellulose-containing gear

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010189584A (en) * 2009-02-20 2010-09-02 Toray Ind Inc Polybutylene terephthalate-based resin composition
JP2011032356A (en) * 2009-07-31 2011-02-17 Ntn Corp Resin composition, method for manufacturing the same and rolling and slide bearings
JP2011093439A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Jtekt Corp Electric power steering device
WO2014171450A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-23 株式会社エンプラス Fiber-reinforced resin gear

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010189584A (en) * 2009-02-20 2010-09-02 Toray Ind Inc Polybutylene terephthalate-based resin composition
JP2011032356A (en) * 2009-07-31 2011-02-17 Ntn Corp Resin composition, method for manufacturing the same and rolling and slide bearings
JP2011093439A (en) * 2009-10-30 2011-05-12 Jtekt Corp Electric power steering device
WO2014171450A1 (en) * 2013-04-18 2014-10-23 株式会社エンプラス Fiber-reinforced resin gear

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019190661A (en) * 2018-04-23 2019-10-31 旭化成株式会社 Cellulose-containing resin gear
WO2019208514A1 (en) * 2018-04-23 2019-10-31 旭化成株式会社 Cellulose-containing gear
JP6633821B1 (en) * 2018-04-23 2020-01-22 旭化成株式会社 Cellulose-containing gear
JP2020108959A (en) * 2018-04-23 2020-07-16 旭化成株式会社 Cellulose-containing gear
JP2020108958A (en) * 2018-04-23 2020-07-16 旭化成株式会社 Cellulose-containing gear
CN111971491A (en) * 2018-04-23 2020-11-20 旭化成株式会社 Gear containing cellulose
US11242913B2 (en) 2018-04-23 2022-02-08 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Cellulose-containing gear
JP7201577B2 (en) 2018-04-23 2023-01-10 旭化成株式会社 Gear containing cellulose
US11572931B2 (en) 2018-04-23 2023-02-07 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Cellulose-containing gear
CN111971491B (en) * 2018-04-23 2024-01-16 旭化成株式会社 Gear containing cellulose

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