JP5338136B2 - 電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構、電動パワーステアリング装置 - Google Patents
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Description
(1)電動モータの出力をステアリングシャフトに減速して伝達するための電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構であって、ギヤ歯が樹脂部で形成されたギヤを備え、ギヤは、芯管の外周部に樹脂部が一体に形成されており、樹脂部は、引張強度が2GPa以上で、且つ引張弾性率が50GPa以上の有機繊維材を10〜40重量%含有する樹脂組成物により形成され、有機繊維材が、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、及びポリパラフェニレンベンズビスオキサザール(PBO)繊維から選ばれる少なくとも1つであると共に、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、及びビスマレイミド樹脂から選ばれる少なくとも1つのサイジング剤で処理され、樹脂組成物のベース樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構。
(2)ギヤが、ウォームホイール、はすば歯車、平歯車、かさ歯車、及びハイポイドギヤのいずれかであることを特徴とする(1)に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構。
(3)(1)又は(2)に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構を備える電動パワーステアリング装置であって、ギヤが、ウォームホイールであり、ウォームホイールに噛合する金属製のウォームを備え、ウォームに硬質化処理が施されていないことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
まず、図1〜図3を参照して、本発明に係る電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構の第1実施形態について説明する。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構の第2実施形態として、図4に示すように、減速ギヤ機構は、平歯車を使用した減速ギヤ機構40であってもよい。この減速ギヤ機構40は、ギヤである第1平歯車41と、第1平歯車41が噛合する第2平歯車42と、を備える。第1平歯車41は、金属製の芯管41aの外周部に本実施形態の樹脂組成物からなる樹脂部41bが射出成形等により一体に形成され、この樹脂部41bの外周面にギヤ歯41cが形成される。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構の第3実施形態として、図5に示すように、減速ギヤ機構は、はすば歯車を使用した減速ギヤ機構50であってもよい。この減速ギヤ機構50は、ギヤである第1はすば歯車51と、第1はすば歯車51が噛合する第2はすば歯車52と、を備える。第1はすば歯車51は、金属製の芯管51aの外周部に本実施形態の樹脂組成物からなる樹脂部51bが射出成形等により一体に形成され、この樹脂部51bの外周面にギヤ歯51cが形成される。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構の第4実施形態として、図6に示すように、減速ギヤ機構は、かさ歯車を使用した減速ギヤ機構60であってもよい。この減速ギヤ機構60は、ギヤである第1かさ歯車61と、第1かさ歯車61が噛合する第2かさ歯車62と、を備える。第1かさ歯車61は、金属製の芯管61aの外周部に本実施形態の樹脂組成物からなる樹脂部61bが射出成形等により一体に形成され、この樹脂部61bの外周面にギヤ歯61cが形成される。
また、本発明に係る電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構の第5実施形態として、図7に示すように、減速ギヤ機構は、ハイポイドギヤを使用した減速ギヤ機構70であってもよい。この減速ギヤ機構70は、ギヤである第1ハイポイドギヤ71と、第1ハイポイド歯車71が噛合する第2ハイポイドギヤ72と、を備える。第1ハイポイドギヤ71は、金属製の芯管71aの外周部に本実施形態の樹脂組成物からなる樹脂部71bが射出成形等により一体に形成され、この樹脂部71bの外周面にギヤ歯71cが形成される。
例えば、上記第1実施形態では、芯管の外周部に樹脂部を一体成形したウォームホイールを例示したが、樹脂部のみでウォームホイールを構成してもよい。
まず、図8及び図9を参照して、本発明に係る転がり軸受の第1実施形態について説明する。
次に、図10及び図11を参照して、本発明に係る転がり軸受の第2実施形態について説明する。
芯管31a:深さ0.5mmのローレット加工を施した外径65mm、幅16mmのS45C製。
樹脂部31b:ポリアミド66(ベース樹脂)にパラ系アラミド繊維(サイジング剤処理されたコポリパラフェニレン−3,4’−オキシジフェニレンテレフタラミド、繊維径12μm/本)を20重量%含有させた樹脂組成物の長繊維強化ペレット(ペレット長:9mm=繊維長さ)を用い、芯管31aをコアにしてディスクゲートでインサート成形(射出成形)して、外周部に切削代を残したはすば形状を有し、内径69mm、外径85mm、幅17mmの樹脂部31bを成形し、その後、切削加工で樹脂部31bの外周部にウォームホイールのギヤ歯31cを形成する。
ベース樹脂をポリアミドMXD6樹脂とした以外は、実施例1と同様にしてウォームホイールを作製した。
樹脂部31b:ポリアミド9T(ベース樹脂)にサイジング剤処理されたポリアリレート繊維(クラレ製ベクトラン高強力タイプ、繊維径約10μm/本、繊維長さ1mm)のカットファイバーを20重量%含有させた樹脂組成物の短繊維強化ペレットを用いた以外は、実施例1と同様にしてウォームホイールを作成した。
ベース樹脂を直鎖状PPS樹脂とした以外は、実施例1と同様にしてウォームホイールを作製した。
ポリアミド66(ベース樹脂)にガラス繊維を25重量%含有させた樹脂組成物(宇部興産(株)製UBEナイロン2020GU5、Cu系添加剤含有)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウォームホイールを作成した。
ポリアミド66(ベース樹脂)にガラス繊維を20重量%含有させた樹脂組成物(宇部興産(株)製UBEナイロン2020GU4、Cu系添加剤含有)90重量%に対して10重量%の酸変性EPDMを添加したものを用いた以外は、実施例1と同様にしてウォームホイールを作成した(特開平10−141477号公報)。
直鎖状PPS樹脂(ベース樹脂)に炭素繊維を20重量%含有させた樹脂組成物(ポリプラスチック製フォートロン2130A1)を用いた以外は、実施例1と同様にしてウォームホイールを作成した。
実施例1〜4及び比較例1〜3のウォームホイールの各試験体を、図2に示す減速装置20に組み込んで無響音室に放置し、電動モータ13で減速装置20を駆動して発生する騒音を指向性マイクで録音し、FFT解析を実施した。周波数帯(500〜1000Hz)での平均騒音レベル(POA)[回転数は、270deg/s]を、各試験体の曲げ弾性率と共に表2に示す。
試験軸受:65BNR10DBB(内径φ65mm、外径φ100mm、幅18mm、接触角18°、4列組合せ)
内外輪材質:SUJ2(実施例5〜8、比較例4)、浸炭窒化鋼SHX(比較例5)
保持器材質:下記表3参照。
なお、表3中の長繊維パラ系アラミド繊維とは、サイジング剤処理されたコポリパラフェニレン−3,4’−オキシジフェニレンテレフタラミド、繊維径12μm/本、繊維長さ9mm(ペレット長)のことで、ポリアリレート繊維とは、サイジング剤処理されたもので、クラレ製ベクトラン高強力タイプ、繊維径約10μm/本、繊維長さ1mmのことである。また、比較例4,5の保持器は、炭素繊維30%入りL−PPS材(ポリプラスチックス製フォートロン2130A1)で作成した。
転動体:Si3N4
組込み時予圧荷重:300N
(1)試験回転数:15000min−1
(2)回転時間:1000hr
(3)潤滑グリース:MTEグリース(Baコンプレックス−エステル油グリース)
(4)測定項目:初期トルク、1000hr後の外輪案内面の摩耗状態
試験結果を表4に示す。
20 減速装置
30 減速ギヤ機構
31 ウォームホイール(ギヤ)
31a 芯管
31b 樹脂部
31c ギヤ歯
32 ウォーム
110 円筒ころ軸受(転がり軸受)
114 保持器
120 アンギュラ玉軸受(転がり軸受)
124 保持器
Claims (3)
- 電動モータの出力をステアリングシャフトに減速して伝達するための電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構であって、
ギヤ歯が樹脂部で形成されたギヤを備え、
前記ギヤは、芯管の外周部に前記樹脂部が一体に形成されており、
前記樹脂部は、引張強度が2GPa以上で、且つ引張弾性率が50GPa以上の有機繊維材を10〜40重量%含有する樹脂組成物により形成され、
前記有機繊維材が、パラ系アラミド繊維、ポリアリレート繊維、及びポリパラフェニレンベンズビスオキサザール(PBO)繊維から選ばれる少なくとも1つであると共に、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、及びビスマレイミド樹脂から選ばれる少なくとも1つのサイジング剤で処理され、
前記樹脂組成物のベース樹脂は、熱可塑性樹脂であることを特徴とする電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構。 - 前記ギヤが、ウォームホイール、はすば歯車、平歯車、かさ歯車、及びハイポイドギヤのいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構。
- 前記請求項1又は2に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ機構を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記ギヤが、ウォームホイールであり、
前記ウォームホイールに噛合する金属製のウォームを備え、
前記ウォームに硬質化処理が施されていないことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
Priority Applications (1)
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