JP4269589B2 - Reduction gear for electric power steering device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操舵補助出力発生用電動モータの出力をステアリングシャフトに伝達するための電動パワーステアリング装置用減速ギアに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車に組み込まれる電動パワーステアリング装置には、電動モータに比較的高回転、低トルクのものが使用されるため、電動モータとステアリングシャフトとの間に減速機構が組み込まれている。減速機構としては、一組で大きな減速比が得られる等の理由から、図1に示されるような、電動モータ(図示せず)の回転軸に連結するウォーム12と、ウォーム12に噛み合うウォームホイール11とから構成される電動パワーステアリング装置用減速ギア20(以下、単に「減速ギア」ともいう)が使用されるのが一般的である。
【0003】
このような減速ギア20では、ウォームホイール11とウォーム12の両方を金属製にすると、ハンドル操作時に歯打ち音や振動音等の不快音が発生するという不具合を生じていた。そこで、ウォームホイール11に、金属製の芯管1の外周に、樹脂製で外周面にギア歯10を形成してなる樹脂部3を一体化させたものを使用して騒音対策を行っている。
【0004】
上記樹脂部3には、例えば特公平6−60674号公報に記載されているような、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)等のベース樹脂に、ガラス繊維や炭素繊維等の強化材を配合した材料の他、強化材を含有しないMC(モノマーキャスト)ナイロン、ポリアミド6、ポリアミド66等の材料が提案されている。しかし、耐疲労性、寸法安定性、コスト等を考慮して、補強材を含有しないMCナイロン、ガラス繊維を含有したポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド46等が現在では主流になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
減速ギアでは、動力の円滑な伝達のために、ウォームホイール11及びウォーム12の両ギア歯は高精度に切削加工されており、更に搭載後もその形状を維持しなければならない。しかし、上記のポリアミド系材料は、耐疲労性に優れるものの、吸水性が高く、水分を吸収してウォームホイール11のギア歯10が膨潤し、初期にウォーム12との間に存在していた隙間が無くなったり、更に膨潤するとウォーム12を圧迫する可能性もある。それによって、ギアの抵抗が重くなって、結果としてハンドルが重くなったり、また圧迫によってギア部が摩耗や損傷を起こし、装置全体として機能しなくなることも想定される。
【0006】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、特にウォームホイールの樹脂部の耐熱性や機械的強度、寸法安定性を改善し、耐久性に優れる電動パワーステアリング用減速ギアを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、本発明の、操舵補助出力発生用電動モータの出力をステアリングシャフトに伝達するための電動パワーステアリング装置用減速ギアにおいて、金属製芯管の外周に、ポリアミド樹脂75〜97重量%と不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂3〜25重量%との混合物をベース樹脂とし、繊維状補強材を樹脂組成物全量の10〜30重量%の割合で含有する樹脂組成物からなり、その外周面にギヤ歯が形成された樹脂部を一体化してなる歯車を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置用減速ギアにより達成される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について詳細に説明する。
【0009】
本発明の減速ギアは、金属製の芯管の外周に、樹脂製でその外周端面にギア歯を形成した樹脂部を一体化したウォームホイールを備える。このような構成自体は、図1に示したような、芯管1と樹脂部3とを一体化した従来のウォームホイール11と同様である。また、ウォーム12には制限はなく、従来と同様に金属製とすることができる。
【0010】
但し、樹脂部3を形成するベース樹脂を、ポリアミド樹脂と、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂との混合樹脂とする。尚、ポリアミド樹脂としては、従来と同様に、ポリアミド6、ポリアミド66及びポリアミド46等から適宜選択される。
【0011】
一方、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂としては、エチレンまたはプロピレンを主たる構成成分とする共重合体と、不飽和カルボン酸またはその誘導体との共重合物、並びにエチレンまたはプロピレンを主たる構成成分とするオレフィンの重合体と、不飽和カルボン酸またはその誘導体とのグラフト重合物が好ましい。
【0012】
上記共重合物における共重合体としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレンーエチルアクリル酸共重合体等を好適に挙げることができる。また、不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、アクリル酸、メタクリル酸、メチルメタクリル酸、酢酸ビニル、グリシジルメタクリレート等を好適に挙げることができる。尚、不飽和カルボン酸またはその誘導体は、共重合物全量に対して40モル%以下の割合であることが好ましく、40モル%を超えると不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂全体として極性が高くなりすぎてポリアミド樹脂との相溶性が低下し、好ましくない。
【0013】
また、上記グラフト重合体におけるオレフィンの重合体としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−1共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体等を好適に挙げることができる。また、不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、アクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、あるいはこれらの酸無水物またはエステル等を好適に例示でき、中でも無水マレイン酸が反応性が高いことから好ましい。尚、不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量としては、オレフィンの重合体100重量%に対して0.05〜2重量%、好ましくは0.2〜1.5重量%の割合とすることが望ましい。不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量が0.05重量%未満では、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂全体として極性が低くすぎてポリアミド樹脂との相溶性があまり良くないのに加え、ポリアミド樹脂のアミド結合に対する相互作用も弱くなり、特にベース樹脂に占める割合が多くなった場合に機械的強度が低下するおそれがある。また、不飽和カルボン酸またはその誘導体のグラフト量が2重量%を超える場合には、重合時に有機化酸化物等を添加して反応効率を上げても製造するのが難しく、実用性が低い。
【0014】
また、上記の不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂は、ポリアミド樹脂のアミド結合との相互作用を考慮すると、変性部分の官能基はカルボキシル基あるいは、容易に水分の付加で2つのカルボキシル基に反応する酸無水物からなる基であることが好ましい。
【0015】
本発明では、耐疲労性に優れるポリアミド樹脂と、殆ど吸水しない不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂とを混合してベース樹脂とすることにより、ポリアミド樹脂の利点である耐熱性や機械的強度等を維持しつつ、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂によりベース樹脂全体としての吸水率を下げ、ギアとしての寸法変化を抑制する。そのため、耐熱性、機械的強度、低吸水性をバランス良く満足するために、ベース樹脂を100重量%としたときにポリアミド樹脂を75〜97重量%、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂を3〜25重量%の比率で混合する。より好ましくは、ベース樹脂を100重量%としたときにポリアミド樹脂を85〜95重量%、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂を5〜15重量%の比率で混合する。ポリアミド樹脂が75重量%未満では樹脂部3の耐熱性や機械的強度が不十分となり、ポリアミド樹脂が97重量%を超える、即ち不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂が3重量%未満の場合には吸水率が大きく、寸法変化が大きくなる。
【0016】
また、ポリアミド樹脂と不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂とを相互に連結させるために、トリアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、ジアリルフタレート、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン、N,N´−m−フェニレンビスマレイミド、ポリブタジエン等の分子中に少なくとも2個以上の炭素間二重結合を有する多官能モノマーを添加しておくと、樹脂部3を成形する際の加熱により部分的に架橋を進行させることができる。その結果、ポリアミド樹脂のアミド結合と、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂のカルボキシル基等の変性部分との相互作用とが加わり、2種の樹脂を混合することによる強度低下等の不具合を防止できる。尚、この多官能モノマーの添加量としては、ベース樹脂100重量部に対して0.01〜5重量部、好ましくは0.05〜2重量部である。添加量が0.01重量部未満では絶対値が少なすぎて架橋反応がほとんど進まない。また、5重量部を超えて添加しても架橋の度合があまり変わらないとともに、未反応物や発生したラジカルが残存して樹脂部3の物性低下につながるおそれがある。
【0017】
これらベース樹脂は、樹脂単独でも一定以上の耐久性を示し、ウォームホイール11の相手材である金属製のウォーム12の摩耗に対して有利に働き、減速ギアとして十分に機能する。しかしながら、より過酷な使用条件で使用されると、ギア歯10が破損や摩耗することも想定されるため、信頼性をより高めるために、強化材を配合することが好ましい。
【0018】
補強材としては、ガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカー、ホウ酸アルミニウムウィスカー等が好ましく、上記に挙げたベース樹脂との接着性を考慮してシランカプッリング剤で表面処理したものが更に好ましい。また、これらの補強材は複数種を組み合わせて使用することができる。衝撃強度を考慮すると、ガラス繊維や炭素繊維等の繊維状物を配合することが好ましく、更にウォ−ム12の損傷を考慮するとウィスカー状物を繊維状物と組み合わせて配合することが好ましい。混合使用する場合の混合比は、繊維状物及びウィスカー状物の種類により異なり、衝撃強度やウォーム12の損傷等を考慮して適宜選択される。
【0019】
これらの補強材の配合量は、樹脂部全体の10〜30重量%の割合である。補強材の配合量が10重量%未満の場合には、機械的強度の改善が少なく好ましくない。補強材の配合量が30重量%を超える場合には、ウォーム12を損傷し易くなり、ウォーム12の摩耗が促進されて減速ギアとしての耐久性が不足する可能性があり好ましくない。
【0020】
更に、ベース樹脂には、成形時及び使用時の熱による劣化を防止するために、ヨウ化物系熱安定化剤やアミン系酸化防止剤を、それぞれ単独あるいは併用して添加することが好ましい。
【0021】
ウォームホイール11を製造する方法は制限されるものではなく、例えば図2〜図5に示す工程に従うことができる。即ち、金属製の芯金1の外周面1aにクロスローレット加工を施し、溶剤で脱脂した後(図2)、この芯管1をスプルー4及びディスクゲート5を装着した金型に配置し、射出成形機により上記のベース樹脂もしくは補強材を配合した樹脂組成物を充填して樹脂部3を成形する(図3)。次いで、スプルー4とディスクゲート5を切除して、芯管1の外周に樹脂部3が一体化されたウォームホイールブランク材7を得る(図4)。そして、ウォームホイールブランク材7の樹脂部3の外周面3aに切削加工により所定形状のギア歯10を形成することにより、ウォームホイール11が得られる(図5)。
【0022】
以上、本発明に関して円筒ウォームギアであるウォームホイールを例示して説明したが、本発明はこれに限るものではなく、種々の変更が可能である。例えば歯車形状として、その他にも図6に示す平歯車、図7に示すはすば歯車、図8に示すかさ歯車、図9に示すハイポイドギア等が可能であり、何れも金属製芯管1と、上記の樹脂組成物からなり、その外周面にギヤ歯10が形成された樹脂部3とを一体化して構成する。尚、金属製芯金1の外周と樹脂部3との内周との間に、シランカップリング剤等からなる接着層を介在させた構成でもよい。
【0023】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明を更に説明するが、本発明はこれにより何ら制限されるものではない。
【0024】
[ウォームホイール試験材の作製]
表1に示すポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、強化材及び多官能モノマーを配合し、ヘンシェルミキサー(三井三池製作所(株)製)で予備混練した後、2軸押出し機((株)池貝製「PCM−30」)を用いて混練し、樹脂ペレットを得た。得られた樹脂ペレットを用いて、図2〜図5に従ってウォームホイール試験体を作製した。即ち、クロスローレット加工を施し、脱脂した外径45mm、幅13mmのS45C製の芯管を、スプルー及びディスクゲートを装着した金型に配置し、射出成形機(住友重機械工業(株)製「SG75M」)を用いて外径60mm、幅13mmのウォームホイールブランク材を作製し、次いで樹脂部の外周を切削加工してギア歯を形成してウォームホイール試験体を作製した。
【0025】
【表1】
【0026】
注1)PA66:宇部興産(株)製「UBEナイロン2020U」(Cu系熱安定化材含有)
注2)PA46:DJEP製「StanylTW300」(Cu系熱安定化材含有)
注3)不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂I:無水マレイン酸変性エチレン−α−オレフィン共重合体、三井化学(株)製「タフマーMP06010」
注4)不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂II:アクリル酸変性ポリプロピレン、三井化学(株)製「アドマーQF500」
注5)高密度ポリエチレン樹脂:三井化学(株)製「ハイゼックス2200J」注6)GF:シランカップリング剤で処理されたガラス繊維、旭ファイバーグラス(株)製「チョップドストランドCS03DEFT2A」
注7)トリアリルイソシアヌレート:化薬アクゾ(株)製「パーカリンク301」
【0027】
そして、各ウォームホイール試験体について、下記に示す寸法安定性の評価及び耐久性の評価を行った。
【0028】
[寸法安定性の評価]
各試験体を、下記条件Iまたは条件IIの下に放置し、所定時間経過後にギア外径寸法の変化量を測定した。何れの条件においても、変化量が40μm以下を合格「○」、40μmを超えるものを不合格「×」として表2に示す。
・条件I:60℃、90%RH、70時間
・条件II:80℃、90%RH、300時間
【0029】
[耐久性の評価]
各試験体を実際の自動車減速ギアに組み込み、下記条件Iまたは条件IIにて操舵操作を繰り返し行った。何れの条件においても、10万回の操舵に耐えることができた減速ギアを合格「○」、10万回の操舵に耐えることができなかった減速ギアを不合格「×」として表2に示す。
・条件I:30℃、50%RH
・条件II:50℃、90%RH
【0030】
【表2】
【0031】
表2に示すように、ポリアミド樹脂のみをベース樹脂とした比較例1の試験体は、温度、湿度が過酷になると寸法安定性が悪くなり、それに伴って耐久性も低下している。また、不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂では無く、高密度ポリエチレン樹脂とポリアミド樹脂とをベース樹脂とする比較例2の試験体は、吸水性には問題がなく寸法安定性が良好であるのの、変性されていないことに起因して相互作用が無いことから、機械的強度が十分ではなく、耐久性が不足している。これに対して本発明に従う実施例1〜6の各試験体は、過酷な条件下でも寸法安定性が高く、耐久性も優れている。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ウォームホイールの樹脂部をポリアミド樹脂と不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン樹脂との混合物をベース樹脂とした樹脂組成物で形成したことにより、樹脂部の耐摩耗性、寸法安定性及び耐熱性が改善され、耐久性に優れる電動パワーステアリング用減速ギアが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明並びに従来の減速ギアの一例を示す斜視図である。
【図2】ウォームホイールの製造方法を説明するための図であり、芯管の断面図である。
【図3】ウォームホイールの製造方法を説明するための図であり、成形金型の断面図である。
【図4】ウォームホイールの製造方法を説明するための図であり、得られたウォームホイールブランク材の斜視図である。
【図5】ウォームホイールの製造方法を説明するための図であり、得られたウォームホイールの斜視図である。
【図6】本発明の減速ギアの他の例(平歯車)を示す斜視図である。
【図7】本発明の減速ギアの更に他の例(はすば歯車)を示す斜視図である。
【図8】本発明の減速ギアの更に他の例(かさ歯車)を示す斜視図である。
【図9】本発明の減速ギアの更に他の例(ハイボイドギア)を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 芯管
3 樹脂部
4 スプルー
5 ディスクゲート
10 ギア歯
11 ウォームホイール
12 ウォーム
20 減速ギア[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reduction gear for an electric power steering apparatus for transmitting an output of an electric motor for generating a steering assist output to a steering shaft.
[0002]
[Prior art]
In an electric power steering apparatus incorporated in an automobile, an electric motor having a relatively high rotation and low torque is used. Therefore, a speed reduction mechanism is incorporated between the electric motor and the steering shaft. As a reduction mechanism, a
[0003]
In such a
[0004]
In the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the reduction gear, both the gear teeth of the
[0006]
The present invention has been made in view of such a situation, and in particular, provides a reduction gear for an electric power steering that improves heat resistance, mechanical strength, and dimensional stability of a resin portion of a worm wheel and has excellent durability. For the purpose.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
An object of the present invention is to provide a reduction gear for an electric power steering apparatus for transmitting an output of an electric motor for generating a steering assist output to a steering shaft according to the present invention. A resin composition containing a mixture of 3 to 25% by weight of an unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin as a base resin and containing a fibrous reinforcing material in a proportion of 10 to 30% by weight of the total amount of the resin composition. This is achieved by a reduction gear for an electric power steering device comprising a gear formed by integrating a resin portion in which gear teeth are formed.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
[0009]
The reduction gear of the present invention includes a worm wheel in which a resin portion made of resin and having gear teeth formed on an outer peripheral end face thereof is integrated on the outer periphery of a metal core tube. Such a configuration itself is the same as the
[0010]
However, the base resin forming the
[0011]
On the other hand, the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin includes a copolymer of ethylene or propylene as a main constituent and a copolymer of an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof, and an olefin containing ethylene or propylene as a main constituent. A graft polymer of the above polymer and an unsaturated carboxylic acid or derivative thereof is preferred.
[0012]
Preferred examples of the copolymer in the copolymer include an ethylene-vinyl acetate copolymer, an ethylene-acrylic acid copolymer, and an ethylene-ethylacrylic acid copolymer. Moreover, as unsaturated carboxylic acid or its derivative (s), acrylic acid, methacrylic acid, methylmethacrylic acid, vinyl acetate, glycidyl methacrylate, etc. can be mentioned suitably. The unsaturated carboxylic acid or derivative thereof is preferably in a proportion of 40 mol% or less with respect to the total amount of the copolymer, and if it exceeds 40 mol%, the entire unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin becomes too polar. Therefore, the compatibility with the polyamide resin is lowered, which is not preferable.
[0013]
Examples of the olefin polymer in the graft polymer include polyethylene, polypropylene, ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene-1 copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and ethylene-acrylic acid copolymer. Can be preferably mentioned. Examples of unsaturated carboxylic acids or derivatives thereof include acrylic acid, methacrylic acid, ethacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, and acid anhydrides or esters thereof, among which maleic anhydride is reactive. It is preferable because it is high. The graft amount of the unsaturated carboxylic acid or derivative thereof is 0.05 to 2% by weight, preferably 0.2 to 1.5% by weight, based on 100% by weight of the olefin polymer. desirable. If the unsaturated carboxylic acid or derivative thereof is less than 0.05% by weight, the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin as a whole is too low in polarity and not very compatible with the polyamide resin. The interaction with the amide bond also becomes weak, and there is a possibility that the mechanical strength is lowered particularly when the proportion in the base resin is increased. Further, when the graft amount of the unsaturated carboxylic acid or derivative thereof exceeds 2% by weight, it is difficult to produce even if the reaction efficiency is increased by adding an organic oxide during the polymerization, and the practicality is low.
[0014]
In the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin, considering the interaction with the amide bond of the polyamide resin, the functional group of the modified part is a carboxyl group or an acid that reacts easily with two carboxyl groups by the addition of moisture. A group consisting of an anhydride is preferred.
[0015]
In the present invention, the heat resistance, mechanical strength, etc., which are advantages of the polyamide resin, are maintained by mixing a polyamide resin having excellent fatigue resistance and an unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin that hardly absorbs water to make a base resin. However, the water absorption rate of the entire base resin is lowered by the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin, and the dimensional change as a gear is suppressed. Therefore, in order to satisfy the heat resistance, mechanical strength, and low water absorption in a well-balanced manner, when the base resin is 100% by weight, the polyamide resin is 75 to 97% by weight, and the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin is 3 to 25%. It mixed at a ratio of weight%. More preferably, when the base resin is 100% by weight, the polyamide resin is mixed at a ratio of 85 to 95% by weight and the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin is mixed at a ratio of 5 to 15% by weight. If the polyamide resin is less than 75% by weight, the heat resistance and mechanical strength of the
[0016]
In addition, in order to mutually connect the polyamide resin and the unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin, triallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, diallyl phthalate, divinylbenzene, diisopropenylbenzene, N, N′-m-phenylene If a polyfunctional monomer having at least two carbon-carbon double bonds is added to a molecule such as bismaleimide or polybutadiene, crosslinking may be partially advanced by heating when the
[0017]
These base resins exhibit a certain level of durability even when the resin alone is used, work favorably against the wear of the
[0018]
As the reinforcing material, glass fiber, carbon fiber, potassium titanate whisker, aluminum borate whisker and the like are preferable, and those treated with a silane coupling agent in consideration of adhesiveness with the base resin mentioned above are more preferable. . Moreover, these reinforcing materials can be used in combination of multiple types. Considering the impact strength, it is preferable to mix a fibrous material such as glass fiber or carbon fiber, and considering the damage of the
[0019]
The amount of the reinforcing material is the percentage of 1 0 to 30% by weight of the total resin portion. When the compounding amount of the reinforcing material is less than 10 % by weight, the improvement in mechanical strength is small, which is not preferable. If the amount of reinforcing material is greater than 3 0% by weight, liable to damage the
[0020]
Furthermore, in order to prevent deterioration due to heat during molding and use, it is preferable to add an iodide heat stabilizer and an amine antioxidant, either alone or in combination, to the base resin.
[0021]
The method for manufacturing the
[0022]
As mentioned above, although the worm wheel which is a cylindrical worm gear was illustrated and demonstrated regarding this invention, this invention is not limited to this, A various change is possible. For example, the spur gear shown in FIG. 6, the helical gear shown in FIG. 7, the bevel gear shown in FIG. 8, the hypoid gear shown in FIG. The
[0023]
【Example】
The present invention will be further described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
[0024]
[Preparation of worm wheel test material]
A polyamide resin, a polyolefin resin, a reinforcing material and a polyfunctional monomer shown in Table 1 were blended and pre-kneaded with a Henschel mixer (manufactured by Mitsui Miike Seisakusho Co., Ltd.), and then a twin screw extruder ("PCM-" manufactured by Ikekai Co., Ltd.). 30 ") to obtain resin pellets. Using the obtained resin pellets, a worm wheel specimen was produced according to FIGS. That is, an S45C core tube having an outer diameter of 45 mm and a width of 13 mm, which has been subjected to cross knurling, is placed in a mold fitted with a sprue and a disk gate, and an injection molding machine (manufactured by Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) SG75M ") was used to produce a worm wheel blank material having an outer diameter of 60 mm and a width of 13 mm, and then the outer periphery of the resin portion was cut to form gear teeth to produce a worm wheel specimen.
[0025]
[Table 1]
[0026]
Note 1) PA66: “UBE nylon 2020U” manufactured by Ube Industries, Ltd. (including Cu-based heat stabilizer)
Note 2) PA46: DJEP "Stanyl TW300" (Cu-based heat stabilizer included)
Note 3) Unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin I: maleic anhydride-modified ethylene-α-olefin copolymer, “Tuffmer MP06010” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
Note 4) Unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin II: Acrylic acid-modified polypropylene, “Admer QF500” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.
Note 5) High-density polyethylene resin: “Hi-Zex 2200J” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. Note 6) GF: Glass fiber treated with silane coupling agent, “Chopped Strand CS03DEFT2A” manufactured by Asahi Fiber Glass Co., Ltd.
Note 7) Triallyl isocyanurate: “PARKALINK 301” manufactured by Kayaku Akzo Co., Ltd.
[0027]
Each worm wheel specimen was evaluated for dimensional stability and durability as shown below.
[0028]
[Evaluation of dimensional stability]
Each specimen was left under the following condition I or condition II, and the change in the outer diameter of the gear was measured after a predetermined time. Under any condition, the change amount is 40 μm or less as pass “◯”, and the change exceeding 40 μm is shown as fail “×” in Table 2.
Condition I: 60 ° C., 90% RH, 70 hours Condition II: 80 ° C., 90% RH, 300 hours
[Durability evaluation]
Each test body was incorporated into an actual automobile reduction gear, and the steering operation was repeated under the following condition I or condition II. Under any condition, Table 2 shows that the reduction gear that could withstand 100,000 times of steering was “O”, and that the reduction gear that could not endure 100,000 times of steering was rejected “X”. .
Condition I: 30 ° C., 50% RH
Condition II: 50 ° C., 90% RH
[0030]
[Table 2]
[0031]
As shown in Table 2, the test body of Comparative Example 1 using only the polyamide resin as the base resin deteriorates in dimensional stability when the temperature and humidity become severe, and the durability decreases accordingly. Moreover, the test body of Comparative Example 2 which uses not a unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin but a high-density polyethylene resin and a polyamide resin as a base resin has no problem in water absorption and has good dimensional stability. Since there is no interaction due to not being modified, the mechanical strength is not sufficient and the durability is insufficient. On the other hand, each test body of Examples 1 to 6 according to the present invention has high dimensional stability and excellent durability even under severe conditions.
[0032]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the resin part of the worm wheel is formed of a resin composition that uses a mixture of a polyamide resin and an unsaturated carboxylic acid-modified polyolefin resin as a base resin. Thus, a reduction gear for electric power steering with improved durability, dimensional stability and heat resistance is obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of the present invention and a conventional reduction gear.
FIG. 2 is a view for explaining a method of manufacturing a worm wheel, and is a cross-sectional view of a core tube.
FIG. 3 is a view for explaining a manufacturing method of a worm wheel, and a sectional view of a molding die.
FIG. 4 is a view for explaining a method of manufacturing a worm wheel, and is a perspective view of the obtained worm wheel blank material.
FIG. 5 is a view for explaining a manufacturing method of a worm wheel, and is a perspective view of the obtained worm wheel.
FIG. 6 is a perspective view showing another example (spur gear) of the reduction gear of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing still another example (helical gear) of the reduction gear of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view showing still another example (bevel gear) of the reduction gear of the present invention.
FIG. 9 is a perspective view showing still another example (high void gear) of the reduction gear of the present invention.
[Explanation of symbols]
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