JP6907800B2 - Gearbox components and gearboxes, and methods for manufacturing gearbox components - Google Patents
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Description
本発明は、ギヤボックス構成部品及びギヤボックス、並びにギヤボックス構成部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a gearbox component, a gearbox, and a method for manufacturing the gearbox component.
近年、自動車の省資源、省エネルギー、CO2削減のための低燃費化の推進が強く要求されるようになった。電動パワーステアリング装置についても更なる軽量化が求められ、減速歯車機構を収納するギヤボックスの構成部品に対しても軽量化実現の可能性が検討されてきた。しかし、その実現には、ギヤボックスを構成する材料や構造を大きく変更する必要がある。一般に、このギヤボックスの構成部品は、アルミニウム合金等の金属プレスにより作製されている。 In recent years, there has been a strong demand for the promotion of fuel efficiency for resource saving, energy saving, and CO 2 reduction of automobiles. Further weight reduction is required for the electric power steering device, and the possibility of reducing the weight of the components of the gear box that houses the reduction gear mechanism has been studied. However, in order to realize this, it is necessary to make major changes to the materials and structures that make up the gearbox. Generally, the components of this gearbox are made by pressing a metal such as an aluminum alloy.
例えば、特許文献1の電動パワーステアリング装置では、操舵状態検出センサを収納するセンサハウジングと、減速機を収納するギヤハウジングと、を備えるハウジングを、全て樹脂材料で構成している。これによれば、電動パワーステアリング装置の軽量化が図れる。また、特許文献2の電動パワーステアリング装置では、ギヤボックスのハウジング部材とカバー部材とを、金属製の芯金をインサートした樹脂材料のインサート成形により製造している。 For example, in the electric power steering device of Patent Document 1, the housing including the sensor housing for accommodating the steering state detection sensor and the gear housing for accommodating the speed reducer are all made of a resin material. According to this, the weight of the electric power steering device can be reduced. Further, in the electric power steering device of Patent Document 2, the housing member and the cover member of the gear box are manufactured by insert molding of a resin material in which a metal core metal is inserted.
金属材料により形成された従来のギヤボックス構成部品の軽量化は、金属材料よりも比重の小さい材料、例えば、樹脂材料を用いて形成すれば達成可能である。しかし、単純に材料のみを置換しただけでは、従来品と同等の強度品質の確保は困難である。例えば、樹脂内における繊維シートの層間剥離や、繊維シート内の繊維量がばらつく等、金属材料に比べて耐衝撃性、クリープ特性、剛性が低下する等の問題が生じる。また、金属材料を樹脂材料に置換した場合、樹脂製の構造体で金属製のものと同等の寸法安定性を確保することが難しいのが実情である。 The weight reduction of the conventional gearbox component formed of the metal material can be achieved by forming the conventional gearbox component using a material having a lower specific density than the metal material, for example, a resin material. However, it is difficult to ensure the same strength and quality as the conventional product by simply replacing only the material. For example, there are problems such as delamination of the fiber sheet in the resin, variation in the amount of fiber in the fiber sheet, and lower impact resistance, creep characteristics, and rigidity as compared with the metal material. Further, when the metal material is replaced with a resin material, it is difficult to secure the same dimensional stability as the metal structure in the resin structure.
特許文献1の電動パワーステアリング装置によると、センサハウジングとギヤハウジングとを、全てポリアミド系樹脂材料又は強化繊維を充填したポリアミド系樹脂で形成し、双方をレーザーにより一体に溶着している。しかし、レーザー溶着を行うためには繊維含有率を低くしなければならず、高温強度、耐衝撃性、クリープ特性、剛性等の物性が必ずしも十分に得られない虞があった。 According to the electric power steering device of Patent Document 1, the sensor housing and the gear housing are all made of a polyamide resin material or a polyamide resin filled with reinforcing fibers, and both are integrally welded by a laser. However, in order to perform laser welding, the fiber content must be lowered, and there is a risk that physical properties such as high temperature strength, impact resistance, creep characteristics, and rigidity cannot always be sufficiently obtained.
また、特許文献2の電動パワーステアリング装置のギヤボックスでは、熱可塑性樹脂と繊維強化材とを含有する樹脂組成物を、芯金のボルト穴にボルトを挿通して固定している。しかし、一般に射出成形においては、射出成形時の材料の流れ方向に強化繊維が配向する。そのため、材料の流れ方向とその直角方向とで熱膨張係数に異方性が生じ、それが一因となって「反り」が発生し、寸法精度を低下させる傾向がある。 Further, in the gear box of the electric power steering device of Patent Document 2, a resin composition containing a thermoplastic resin and a fiber reinforced material is fixed by inserting a bolt into a bolt hole of a core metal. However, in general, in injection molding, the reinforcing fibers are oriented in the flow direction of the material at the time of injection molding. Therefore, anisotropy occurs in the coefficient of thermal expansion in the flow direction of the material and the direction perpendicular to the flow direction thereof, which causes "warp" and tends to reduce the dimensional accuracy.
本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来と同等の強度と信頼性を備えつつ、高い寸法精度を有し軽量化が可能なギヤボックス構成部品及びギヤボックス、並びにギヤボックス構成部品の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above matters, and an object of the present invention is to provide a gearbox component and a gearbox which have high dimensional accuracy and can be reduced in weight while having the same strength and reliability as the conventional ones. Also, it is to provide a method of manufacturing gearbox components.
本発明は下記構成からなる。
(1) 歯車機構が収容されるギヤボックスを構成するギヤボックス構成部品であって、
平均繊維長が0.5mm以上の繊維状充填材が樹脂材料内に分散する繊維強化樹脂組成物によって形成され、
母体と、前記母体の一部から母体外側に突起して設けられた突出部位とを有し、
前記突出部位に含まれる前記繊維強化樹脂組成物中の前記繊維状充填材は、繊維長手方向を前記突出部位の外形面における屈曲の円弧方向に沿って揃えて配置されている、
ギヤボックス構成部品。
(2) 上記のギヤボックス構成部品の少なくとも一部に金属製の連結部材が埋設され、
複数の前記ギヤボックス構成部品が、前記連結部材同士を締結部材により連結されたギヤボックス。
(3) 歯車機構が収容されるギヤボックスを構成するギヤボックス構成部品の製造方法あって、
繊維状充填材を溶媒中で開繊させて繊維含有スラリーを得る開繊工程と、
前記繊維含有スラリーを抄造型に注入し、前記抄造型内から前記溶媒を除去して前記ギヤボックス構成部品とほぼ同形のプリフォームを成形する抄造工程と、
前記プリフォームを成形用型に装填して、前記プリフォームに樹脂材料を含浸させて前記ギヤボックス構成部品を成形する成形工程と、
を有し、
前記ギヤボックス構成部品は、母体と、前記母体の一部から母体外側に突起して設けられた突出部位とを有し、
前記抄造型は、前記母体を形成する主凹部と、前記主凹部から分岐して前記突出部位を形成する分岐凹部とを有し、
前記抄造工程は、
前記分岐凹部の下側先端部に接続された排出経路から、前記分岐凹部内に注入された前記繊維含有スラリー中の前記溶媒のみを前記抄造型の型外に排出して、前記繊維含有スラリー中の開繊された繊維の繊維長手方向を、前記突出部位の外形面における屈曲の円弧方向に沿って揃えて配置させる、
ギヤボックス構成部品の製造方法。
The present invention has the following configuration.
(1) A gearbox component that constitutes a gearbox in which a gear mechanism is housed.
A fibrous filler having an average fiber length of 0.5 mm or more is formed of a fiber-reinforced resin composition in which a fibrous filler is dispersed in the resin material .
It has a mother body and a protruding portion provided so as to project from a part of the mother body to the outside of the mother body.
The fibrous filler in the fiber-reinforced resin composition contained in the protruding portion is arranged so that the fiber longitudinal direction is aligned along the arc direction of bending on the outer surface of the protruding portion.
Gearbox components.
(2) A metal connecting member is embedded in at least a part of the above gearbox components.
A gearbox in which a plurality of the gearbox components are connected to each other by fastening members.
(3) There is a method for manufacturing gearbox components that make up a gearbox that houses a gear mechanism.
A fiber-spreading process in which a fibrous filler is opened in a solvent to obtain a fiber-containing slurry.
A papermaking process in which the fiber-containing slurry is injected into a papermaking mold, the solvent is removed from the papermaking mold, and a preform having substantially the same shape as the gearbox component is formed.
A molding step of loading the preform into a molding die, impregnating the preform with a resin material, and molding the gearbox component.
Have a,
The gearbox component has a mother body and a protruding portion provided so as to project from a part of the mother body to the outside of the mother body.
The papermaking mold has a main recess forming the base body and a branch recess branching from the main recess to form the protruding portion.
The papermaking process is
From the discharge path connected to the lower tip of the branch recess, only the solvent in the fiber-containing slurry injected into the branch recess is discharged out of the molding mold to be discharged into the fiber-containing slurry. The fiber longitudinal direction of the opened fiber is aligned along the arc direction of bending on the outer surface of the protruding portion.
How to manufacture gearbox components.
本発明によれば、歯車機構が収容されるギヤボックスを、従来と同等の強度と信頼性を備えつつ、高い寸法精度を有し軽量化が可能な構成にできる。 According to the present invention, the gear box in which the gear mechanism is housed can be configured to have high dimensional accuracy and weight reduction while having the same strength and reliability as the conventional one.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
ここでは、本発明の歯車機構が収容されるギヤボックスを、電動パワーステアリング装置に用いられるギヤボックスとして説明するが、本発明はこれに限らない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Here, the gearbox in which the gear mechanism of the present invention is housed will be described as a gearbox used in the electric power steering device, but the present invention is not limited to this.
<電動パワーステアリング装置の構成>
図1は電動パワーステアリング装置の概略的な構成図である。
電動パワーステアリング装置100は、電動モータ11による補助出力を、減速歯車機構13を介して車両のステアリング機構15に伝達する。なお、図示例の電動パワーステアリング装置100は一例であって、他の種類の機構であってもよい。
<Configuration of electric power steering device>
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering device.
The electric
図1に示す電動パワーステアリング装置100においては、不図示のステアリングホイールが上端部に固定されたステアリング軸17が、ステアリング軸用ハウジング19の内部に回転自在に支承される。また、ステアリング軸用ハウジング19は、その下部を車両の前方に向けて傾斜した状態で、車室内部の所定位置に固定される。
In the electric
ステアリング軸17の回転を左右の操舵輪の運動に変換するラックアンドピニオン機構21は、軸方向に移動自在なラック23と、ピニオン軸25と、ラック23及びピニオン軸25を支承する筒状のラック用ハウジング27とから構成される。ピニオン軸25は、ラック23の軸芯に対して斜め方向に支承され、ラック23のギア歯に噛み合うギア歯を備えたピニオンを有する。
The rack and
ラックアンドピニオン機構21は、その長手方向が車両の幅方向に沿うようにして、車両前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置される。また、ピニオン軸25の上端部とステアリング軸17の下端部とは、2個の自在継手29,31で連結される。更に、ラック23の両端部には、不図示の操舵輪が連結される。
The rack and
運転者によりステアリングホイールに操舵トルク(回転力)が加えられると、ステアリング軸17が回転し、その操舵トルクはステアリング軸17に取り付けられたトルクセンサで検出される。そして、検出された操舵トルクに基づいて、電動モータ11の出力(操舵を補助する回転力)が制御される。電動モータ11の出力は、減速歯車機構13を介してステアリング軸17の中間部分に供給され、操舵トルクと合わされて、ラックアンドピニオン機構21によって操舵輪を転舵する運動に変換される。
When the driver applies steering torque (rotational force) to the steering wheel, the
図2は図1に示すII−II線の部分断面図、図3は図2に示すIII−III線の一部断面図である。
図2、図3に示すように、車体(図示せず)に取り付けられた電動パワーステアリング装置100の減速歯車機構13を収納するギヤボックス33は、図3に示す有底筒状のギヤボックス本体35及びギヤボックスカバー37(ギヤボックス構成部品)から構成される。ギヤボックスカバー37は、ギヤボックス本体35の開口を塞いでギヤボックス本体35に固定される。即ち、ボルト39をギヤボックスカバー37側に設けた開口に挿通し、ギヤボックス本体35側に設けたねじ孔に締結する。これにより、ギヤボックス本体35とギヤボックスカバー37とが、ボルト39の締結によって一体にされたギヤボックス33が得られる。
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of line II-II shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partial cross-sectional view of line III-III shown in FIG.
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ギヤボックス33の内部には、中間ステアリング軸47が、転がり軸受51、53によって回転自在に支承される。また、ギヤボックス33の内部には、減速歯車機構13が収容されると共に、操舵状態検出センサとしてのトルクセンサ59が収容される。
Inside the
減速歯車機構13は、図2に示すウォームホイール55と、ウォーム軸57とから構成される。ウォームホイール55は、図3に示す中間ステアリング軸47の軸方向中間部に固定される。また、図2に示すウォーム軸57は、電動モータ11の回転軸61にスプライン継手63を介して連結され、ウォームホイール55と噛合する。
The
図3に示すように、ウォームホイール55は、中間ステアリング軸47に、一体回転可能に固定された円板部55aと、円板部55aの外径部に形成された合成樹脂歯55bとを備える。中間ステアリング軸47は、ウォームホイール55の軸方向両側に配置された第1転がり軸受51と第2転がり軸受53によって、回転自在に支承される。
As shown in FIG. 3, the
トーションバー67は、ステアリング軸17、及び中間ステアリング軸47の軸中心を貫通して配設され、図中左端部を連結ピン69によって中間ステアリング軸47と一体に固定され、更に、図中右端部をステアリング軸17に圧入固定されている。
よって、ステアリング軸17の回転力(操舵トルク)は、トーションバー67を介して中間ステアリング軸47に伝達される。
The
Therefore, the rotational force (steering torque) of the steering
図2に示すように、ウォームホイール55と噛合するウォーム軸57は、ギヤハウジング73によって保持される第3転がり軸受75及び第4転がり軸受77によって回転自在に支承される。ウォーム軸57の基端側の端部は、電動モータ11の回転軸61にスプライン継手63を介して連結されている。
As shown in FIG. 2, the
<ギヤボックス>
次に、上記したギヤボックス33について詳述する。
図3に示すように、ギヤボックス33は、ギヤボックス本体35と、ギヤボックスカバー37とを含む複数のギヤボックス構成部品からなる。ギヤボックス本体35とギヤボックスカバー37のそれぞれは、主に、長繊維の繊維状充填材(強化繊維)が樹脂材料内に分散して配置された部材である。強化繊維は、使用目的に応じて樹脂材料中に10〜60重量%の範囲で含まれる。これにより、ギヤボックス33を樹脂材料単体で成形した場合と比較して、耐衝撃性、クリープ性、剛性、寸法安定性を向上させている。
<Gearbox>
Next, the above-mentioned
As shown in FIG. 3, the
なお、図示例では、ギヤボックス33が、ギヤボックス本体35とギヤボックスカバー37との2部品で構成されるが、これに限らず、更に他の部品が組み合わされていてよい。その場合に、他の部品が上記した長繊維の繊維状充填材を含む樹脂材料であってもよい。
In the illustrated example, the
ギヤボックス33は、強化繊維を含む樹脂製のギヤボックス本体35とギヤボックスカバー37とが、ボルト39で締結されて構成される。ギヤボックス本体35と、ギヤボックスカバー37とのボルト39による締結部は、金属製のギヤボックス本体35側の芯金と、金属製のギヤボックスカバー37側の芯金とをインサート成形した構成としてもよい。本構成のギヤボックス33は、金属製の従来品の場合よりも軽量化されると共に、従来品と同等の耐久信頼性を有する。
The
なお、ボルトで締結される表面、即ち、ギヤボックス本体35とギヤボックスカバー37との接合面には、図示はしないが、Oリングが装着されるOリング溝を設け、ギヤボックス33内に封入されたグリースの漏出を防止することが好ましい。
Although not shown, an O-ring groove on which an O-ring is mounted is provided on the surface to be fastened with bolts, that is, the joint surface between the
上記構成のギヤボックス本体35やギヤボックスカバー37(以下、ギヤボックス構成部品とも称する)は、詳細を後述するが、概略的には次のように製造される。
まず、平均繊維長が0.5mm以上の強化繊維を溶媒中で開繊させる。この強化繊維を含む繊維含有スラリーを金型に満たして抄造し、プリフォームを形成する。形成したプリフォームを成形型にセットし、この成形型内に液状又は粉体状の熱硬化性樹脂を注入して、プリフォームに樹脂材料を含浸させる。これにより、繊維強化樹脂組成物をベースとするギヤボックス構成部品が得られる。
The gearbox
First, reinforcing fibers having an average fiber length of 0.5 mm or more are opened in a solvent. A fiber-containing slurry containing the reinforcing fibers is filled in a mold and paper-made to form a preform. The formed preform is set in a molding mold, and a liquid or powder thermosetting resin is injected into the molding mold to impregnate the preform with a resin material. As a result, a gearbox component based on the fiber reinforced resin composition can be obtained.
ギヤボックス構成部品は、上記の立体抄紙技術によりプリフォームを作製して製造することが好ましいが、これに限らない。例えば、平均繊維長が0.5mm以上の強化繊維を含む繊維含有スラリーを、液状又は粉体状の熱硬化性樹脂と共に金型に挿入し、加熱によって強化繊維と樹脂材料とを一体化させてギヤボックス構成部品を製造してもよい。これによっても、抄造の場合と同様に、強化繊維が樹脂材料に分散された繊維強化樹脂組成物のギヤボックス構成部品が得られる。いずれの場合でも、繊維強化樹脂組成物に含まれる強化繊維の配合量は、10〜60重量%であることが好ましい。 The gearbox component is preferably manufactured by producing a preform by the above-mentioned three-dimensional papermaking technique, but the present invention is not limited to this. For example, a fiber-containing slurry containing reinforcing fibers having an average fiber length of 0.5 mm or more is inserted into a mold together with a liquid or powder thermosetting resin, and the reinforcing fibers and the resin material are integrated by heating. Gearbox components may be manufactured. This also provides a gearbox component of the fiber-reinforced resin composition in which the reinforcing fibers are dispersed in the resin material, as in the case of papermaking. In any case, the blending amount of the reinforcing fibers contained in the fiber-reinforced resin composition is preferably 10 to 60% by weight.
ギヤボックス構成部品の構成材料としては、例えば、樹脂材料としてエポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂に、繊維状充填材として、ガラス繊維や炭素繊維等の強化繊維を配合した材料が好ましい。また、熱硬化性樹脂の一部を熱可塑性樹脂に置き換えてもよい。熱硬化性樹脂を構成材料として用いることで、耐熱性、機械的強度に優れた構成にできる。
また、成形品としての耐久性及び信頼性を考慮すると、熱硬化性樹脂をベース樹脂とし、このベース樹脂に強化繊維を充填させた繊維強化樹脂組成物を用いることが望ましい。この繊維強化樹脂組成物を用いることにより、ギヤボックス構成部品の耐衝撃性能を必要十分に確保できる。
As the constituent material of the gearbox component, for example, a material in which a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin is mixed as a resin material and a reinforcing fiber such as a glass fiber or a carbon fiber is blended as a fibrous filler is preferable. Further, a part of the thermosetting resin may be replaced with a thermoplastic resin. By using a thermosetting resin as a constituent material, a configuration having excellent heat resistance and mechanical strength can be obtained.
Further, in consideration of durability and reliability as a molded product, it is desirable to use a fiber-reinforced resin composition in which a thermosetting resin is used as a base resin and the base resin is filled with reinforcing fibers. By using this fiber reinforced resin composition, the impact resistance performance of the gearbox components can be ensured as necessary and sufficient.
強化繊維は、特に限定されないが、例えばガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、芳香族ポリイミド繊維、液晶ポリエステル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、セルロース、セルロースナノファイバー等を例示できる。 The reinforcing fiber is not particularly limited, and examples thereof include glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aramid fiber, aromatic polyimide fiber, liquid crystal polyester fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, cellulose, cellulose nanofiber and the like. ..
特に、ガラス繊維、ボロン繊維は、引張強度が高く好ましい。炭素繊維は、耐摩耗性、耐熱性、熱伸縮性、耐酸性、電気伝導性に優れる。金属繊維は、ステンレス、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅等の金属糸を用いることができる。アラミド繊維は、引張強度や摩擦抵抗力が強く、高温・耐薬品性にも優れる。芳香族ポリアミド繊維は、非常に優れた耐熱性と強度を持つ。液晶ポリエステル繊維は、非強化状態でもフィラー強化されたエンジニアリングプラスチックを上回る剛性を持つ。アルミナ繊維は、高温域でも使用でき、耐火性を有する。 In particular, glass fiber and boron fiber are preferable because of their high tensile strength. Carbon fiber is excellent in wear resistance, heat resistance, thermal elasticity, acid resistance, and electrical conductivity. As the metal fiber, a metal thread such as stainless steel, aluminum, iron, nickel, or copper can be used. Aramid fiber has strong tensile strength and frictional resistance, and is also excellent in high temperature and chemical resistance. Aromatic polyamide fibers have very good heat resistance and strength. Liquid crystal polyester fibers have higher rigidity than engineering plastics reinforced with fillers even in the non-reinforced state. Alumina fiber can be used even in a high temperature range and has fire resistance.
更に、強化繊維の繊維長さは、平均繊維長が0.5mm以上のものが好ましく、より好ましくは1mm以上である。平均繊維長が0.5mm未満の繊維を添加したものでは、平均繊維長が0.5mm以上の繊維を添加したものと比較して耐衝撃性、寸法安定性の向上効果が少ない。平均繊維長を0.5mm以上にすることで、複合材における樹脂材の補強効果が確実に得られるようになる。 Further, the fiber length of the reinforcing fiber is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1 mm or more, with an average fiber length of 0.5 mm or more. When a fiber having an average fiber length of less than 0.5 mm is added, the effect of improving impact resistance and dimensional stability is less than that when a fiber having an average fiber length of 0.5 mm or more is added. By setting the average fiber length to 0.5 mm or more, the reinforcing effect of the resin material in the composite material can be surely obtained.
また、繊維強化樹脂組成物中の強化繊維の配合量は、10〜60重量%が好ましい。強化繊維の繊維強化樹脂組成物中の配合量が10重量%未満の場合には、従来品と同等の耐久性が得られない。また、強化繊維の配合量が60重量%を超える場合には、材料の靱性が損なわれ、例えば、耐冷熱衝撃性が不足する可能性があり、好ましくない。 The blending amount of the reinforcing fibers in the fiber-reinforced resin composition is preferably 10 to 60% by weight. When the blending amount of the reinforcing fiber in the fiber-reinforced resin composition is less than 10% by weight, the durability equivalent to that of the conventional product cannot be obtained. Further, when the blending amount of the reinforcing fibers exceeds 60% by weight, the toughness of the material is impaired, and for example, the cold and thermal impact resistance may be insufficient, which is not preferable.
繊維強化樹脂組成物は、強化繊維をシラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤等のカップリング剤で処理することで、樹脂材料と強化繊維との親和性を向上できる。これにより、樹脂材料と強化繊維との密着性、並びに分散性を向上できる。なお、カップリング剤は、シラン系カップリング剤やチタネート系カップリング剤に限定されるものではない。 In the fiber-reinforced resin composition, the affinity between the resin material and the reinforcing fiber can be improved by treating the reinforcing fiber with a coupling agent such as a silane-based coupling agent or a titanate-based coupling agent. Thereby, the adhesion and dispersibility between the resin material and the reinforcing fiber can be improved. The coupling agent is not limited to the silane-based coupling agent and the titanate-based coupling agent.
そして、本発明の目的を損なわない範囲で、繊維強化樹脂組成物に各種添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、黒鉛、六方晶窒化ホウ素、フッ素雲母、四フッ化エチレン樹脂粉末、二硫化タングステン、及び二硫化モリブデン等の固体潤滑剤、無機粉末、有機粉末、潤滑油、可塑剤、ゴム、酸化防止材剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光保護剤、難燃剤、帯電防止剤、離型剤、流動性改良材、熱伝導性改良剤、非粘着性付与剤、結晶化促進剤、増核剤、顔料、染料剤等を例示することができる。 Then, various additives may be added to the fiber-reinforced resin composition as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of the additive include solid lubricants such as graphite, hexagonal boron nitride, fluorine mica, tetrafluoroethylene resin powder, tungsten disulfide, and molybdenum disulfide, inorganic powder, organic powder, lubricating oil, and plasticizer. Rubber, antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers, light protectants, flame retardants, antistatic agents, mold release agents, fluidity improvers, thermal conductivity improvers, non-adhesive imparts, crystallization promotion Examples thereof include agents, nucleating agents, pigments, dye agents and the like.
これら樹脂材料と強化繊維と各種添加剤とを混合してギヤボックス構成部品を製造する場合には、強化繊維のプリフォームに、強化繊維以外の各種添加剤が添加された溶融樹脂を含浸させた後、加熱硬化させる。溶融樹脂を含浸する際の温度は特に限定されないが、母材となる樹脂の溶融が十分進行し、且つ劣化しない温度の範囲内で適宜選定すればよい。 When a gearbox component is manufactured by mixing these resin materials, reinforcing fibers, and various additives, the preform of the reinforcing fibers is impregnated with a molten resin to which various additives other than the reinforcing fibers are added. After that, it is heat-cured. The temperature at which the molten resin is impregnated is not particularly limited, but it may be appropriately selected within a temperature range in which the resin as the base material is sufficiently melted and does not deteriorate.
<ギヤボックス構成部品の製造>
次に、ギヤボックス構成部品の製造方法について更に詳細に説明する。ここでは、ギヤボックスカバー37の製造を一例として説明する。ギヤボックス本体35の製造については、ギヤボックスカバー37と同様であるので省略する。
<Manufacturing of gearbox components>
Next, a method of manufacturing the gearbox component will be described in more detail. Here, the manufacture of the
(ギヤボックスカバー)
図4(A)はギヤボックスカバー37の概略構成を示す斜視図、図4(B)は(A)に示すギヤボックスカバー37の背面側の概略構成を示す斜視図である。
ギヤボックスカバー37は、中心部に第2転がり軸受53を保持する軸受孔81を有するほぼ円盤状部材である。軸受孔81の径方向外側には、ボルト孔83を有する突起部85が直径方向に沿って一対設けられる。ボルト孔83には、図3に示すボルト39が挿入される。
(Gear box cover)
FIG. 4A is a perspective view showing a schematic configuration of the
The
また、ギヤボックスカバー37は、一対の突起部85を結ぶ線に直交する方向の一方の側に、板状のリブ87が径方向直交方向(図4(A)の下方向、図4(B)の上方向)に突出して設けられる。また、他方の側に、ボルト孔89を有する一対のボス91が、リブ87と同じ方向に突出して設けられる。
Further, in the
(ギヤボックスカバーの抄造型)
図5はギヤボックスカバー37のプリフォームを抄造する抄造型の概略的な斜視図、図6は図5に示す下型113のVI−VI線断面図である。
(Gear box cover fabrication mold)
FIG. 5 is a schematic perspective view of a papermaking mold for making a preform of the
図5及び図6に示すように、抄造型111は、下型113と上型135とを有する。下型113には、後述する繊維含有スラリーが注入される碗状凹部115と、突出面形成部117、突起部形成部119、リブ形成部121、ボス形成部123と、が設けられる。突出面形成部117は、ギヤボックスカバー37の一方の面、即ち、リブ87と一対のボス91が突出する側の面を形成する。また、突起部形成部119は突起部85を形成し、リブ形成部121はリブ87を形成し、ボス形成部123は一対のボス91を形成する。突出面形成部117は、ギヤボックスカバー37の母体となる主要面を形成する主凹部であり、中央に軸受孔形成部118が突起して軸受孔を形成する。突起部形成部119、リブ形成部121、ボス形成部123は、主凹部の一部から分岐して、それぞれの突出した部位を形成する分岐凹部となる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the drafting
なお、ここでは説明の簡単化のため、ギヤボックスカバー37のボルト孔83,89を形成する中子、スライドコア等の型の付帯機構については省略する。
In addition, for the sake of simplification of the description, the auxiliary mechanism of the type such as the core and the slide core forming the bolt holes 83 and 89 of the
リブ形成部121とボス形成部123の下方には、碗状凹部115に注入された繊維含有スラリーの溶媒を排出するための排液孔125,127が設けられる。排液孔125はリブ形成部121と下型113の外部とを連通させ、排液孔127はボス形成部123と下型113の外部とを連通させる。
Below the
リブ形成部121の下側先端部と排液孔125との間、及びボス形成部123の下側先端部と排液孔127との間には、それぞれ繊維含有スラリーに含まれる強化繊維と溶媒とを分離させるメッシュ状のフィルタ部129,131(図6参照)が設けられる。フィルタ部129,131は、繊維含有スラリーから強化繊維の流出を阻止しつつ、溶媒のみを通過させる。
The reinforcing fibers and the solvent contained in the fiber-containing slurry are between the lower tip of the
また、上型135は、下型113の碗状凹部115に対応する凸状部136を有して形成される。凸状部136は、その凸状先端にメッシュ状のフィルタ部133を有する。このフィルタ部133は、強化繊維の流出を阻止し、溶媒のみが通過可能な網目サイズであればよい。
Further, the
これらフィルタ部129,131,133は、多孔質のフィルタを介して構成されてもよい。多孔質のフィルタとしては、例えば、スポンジ、ゼオライト等の多孔質体、不織布、綿等の繊維質の塊等が挙げられる。また、フィルタ部129,131,133は、金型自体に網目(細目)部が形成された形態であってもよく、更に、網目の隙間にスポンジ等の多孔質フィルタが装填された形態であってもよい。
These
(ギヤボックスカバーの製造工程)
次に、ギヤボックスカバー37の製造工程を説明する。
ギヤボックスカバー37の製造工程は、強化繊維の開繊工程と、ギヤボックスカバー37のプリフォーム37Aを抄造する抄造工程と、抄造されたプリフォーム37Aに樹脂材料に含浸させ、芯材をインサート成形する成形工程とを、この順に有する。
(Gear box cover manufacturing process)
Next, the manufacturing process of the
The manufacturing process of the
図7(A),(B)は開繊工程で繊維含有スラリーを作製する様子を示す工程説明図である。
開繊工程においては、図7(A)に示すように、強化繊維である炭素繊維を含む多数のピレット141を、溶媒143を収容した容器145内に投入し、攪拌機147を駆動する。これにより、図7(B)に示すように、ピレット141に含まれる炭素繊維を溶媒143中で開繊させた、均質な繊維含有スラリー149を得る。溶媒143としては、安定性、取り扱い性、コストの観点から水(白水)が好ましいが、エタノール、メタノール等の溶剤、又はこれらの混合物であってもよい。
7 (A) and 7 (B) are process explanatory views showing how a fiber-containing slurry is produced in the fiber-spreading step.
In the fiber opening step, as shown in FIG. 7A, a large number of
投入する繊維状充填材の平均繊維長は、1mm以上であることが望ましい。これにより、炭素繊維の一部が開繊中に折れて短くなり、開繊後の平均繊維長を0.5mm以上にできる。 The average fiber length of the fibrous filler to be charged is preferably 1 mm or more. As a result, a part of the carbon fibers is broken during opening and shortened, and the average fiber length after opening can be 0.5 mm or more.
図8(A)〜(E)は抄造工程を段階的に説明する工程説明図である。
抄造工程においては、まず、図8(A)に示す抄造型の下型113内に、ノズル151を通じて繊維含有スラリー149を注入する。その後、図8(B)及び図8(C)に示すように、上型135を下型113に向けて移動させる(矢印P)。これにより、繊維含有スラリー149中の溶媒143のみが、上型135の押圧によってメッシュ状のフィルタ部133を通過して、抄造型のキャビティ外に排出される。同様に、フィルタ部129,131を介して、各排液孔125,127から繊維含有スラリー149の溶媒143が抄造型のキャビティ外に排出される。
8 (A) to 8 (E) are process explanatory views for stepwise explaining the papermaking process.
In the papermaking process, first, the fiber-containing
図9はボス形成部に流入する繊維含有スラリー149の流動方向を示す説明図である。
溶媒排出時の繊維含有スラリー149中の強化繊維は、その繊維長手方向が繊維含有スラリー149の流れによって、流動方向と平行に揃えられる。つまり、繊維含有スラリー149は、ボス形成部123に流入する際に、図中矢印Fで示すように、下型113のエッジ部113aを円弧状に回り込んで、ボス形成部123の底部のフィルタ部131に向かう。つまり、本構成の繊維含有スラリー149は、繊維長手方向が、溶媒排出による流れによって、その流動方向と平行に揃えられる。これにより、熱膨張係数の異方性を生じさせることなく、ボス形成部123の厚さを高い精度で均一にできる。
FIG. 9 is an explanatory view showing the flow direction of the fiber-containing
The reinforcing fibers in the fiber-containing
そして、図8(C)に示す上型135を更に下型113に向けて移動、加圧することで、図8(D)に示すように、ギヤボックスカバー37とほぼ同形のプリフォーム(繊維積層体)37Aが抄造される。
Then, by further moving and pressurizing the
次いで、図8(E)に示すように、下型113から湿潤状態のプリフォーム37Aを取り出し、プリフォーム37Aを乾燥処理する。
Next, as shown in FIG. 8 (E), the
成形工程では、乾燥されたプリフォーム37Aを、図示しない公知の成形用型に配置する。このとき、連結部材であるカバー側芯金43(図3参照)をプリフォーム37Aに取り付けてもよい。そして、熱硬化性樹脂を成形用型内に注入して、プリフォーム37Aに含浸させて成形する。
In the molding step, the dried
ここで、熱硬化性樹脂を成形用型へ注入する前に、成形用型を予備加熱しておくことが好ましい。これにより、熱硬化性樹脂が均一に加熱されて、成形不良が生じにくくなり、硬化時間が短縮されて生産性が向上する。また、カバー側芯金43は、プリフォーム37Aに接着剤により接着させることが好ましい。その場合、接着剤の強度と相まって、カバー側芯金43の樹脂材料との接合強度が向上し、しかも、成形時における位置ずれが生じにくくなる。
Here, it is preferable to preheat the molding die before injecting the thermosetting resin into the molding die. As a result, the thermosetting resin is uniformly heated, molding defects are less likely to occur, the curing time is shortened, and productivity is improved. Further, it is preferable that the cover
図10は上記した製造方法により成形されたギヤボックスカバー37のボス91を模式的に示す部分拡大図である。ギヤボックスカバー37のボス91においては、強化繊維155が、繊維長手方向をボス91の外形面に沿わせて配置される。つまり、ボス91が立ち上がる根元部157においては、ボス外形面の屈曲の円弧方向に沿って強化繊維155が配置される。また、ボス91の全体にわたって、外形面と平行に強化繊維155が配置される。
FIG. 10 is a partially enlarged view schematically showing the
よって、ボス91に引張力や曲げモーメントが作用しても、ボス91における最大応力の発生方向と繊維方向とがほぼ一致するため、強化繊維155による補強効果が高められる。その結果、上記屈曲の円弧方向に垂直な方向に強化繊維155が配置される場合と比較して、ボス91の耐強度(ちぎれにくさ)が向上する。この補強効果は、ボス91に限らず、リブ87(図4B参照)等、他の部位についても同様にして得られる。また、上型135のフィルタ部133についても同様に、ギヤボックスカバー37の特に高い応力が作用する部位の繊維方向を、所望の向きに揃えることに寄与する。
Therefore, even if a tensile force or a bending moment acts on the
上記例では、フィルタ部129,131を、リブ87とボス91に対応して設けてあるが、これに限らない。例えば、突起部85(図4(A),(B)参照)等の他の部位に設けてあってもよい。また、フィルタ部は、リブ87やボス91の下方先端部に配置しているが、これに限らない。例えば、ボス91においては、図10に示すボス91のボルト孔89の軸方向端面、ボス91の円弧状の外形面等、任意位置に設けた構成であってもよい。
In the above example, the
一般に、射出成形法においては、樹脂中に強化繊維を混在させる場合、樹脂ペレットの流動性が小さいため、型内における樹脂の流動性が低下する。その状態で無理に成形しようとすると、強化繊維の過剰な切断を招き、ギヤボックスの賦形性が低下する。また、樹脂を攪拌機(スクリュー)で溶融混成する際、及び射出成形された材料が金型ゲートを通過する際に、強化繊維が剪断によって切断されてしまう。このようなことから、射出成形法により製造したギヤボックスでは、その力学特性の低下が避けられない。
しかし、本構成の場合、抄造により強化繊維を配置したプリフォームを形性した後、プリフォームに樹脂材料を含浸させる方式であるため、上記のような強化繊維の剪断が生じず、力学特性の低下を回避できる。また、本構成のギアボックスは、歯車を収容するため一部が曲面で形成されるため、樹脂材料の淀みが少なく、良好な樹脂の流動性が得られる。
Generally, in the injection molding method, when reinforcing fibers are mixed in the resin, the fluidity of the resin pellets is small, so that the fluidity of the resin in the mold is lowered. If it is forcibly molded in that state, the reinforcing fibers will be excessively cut, and the shapeability of the gearbox will be reduced. Further, when the resin is melt-mixed with a stirrer (screw) and when the injection-molded material passes through the mold gate, the reinforcing fibers are cut by shearing. For this reason, in a gearbox manufactured by an injection molding method, deterioration of its mechanical properties is unavoidable.
However, in the case of this configuration, since the preform in which the reinforcing fibers are arranged is formed by papermaking and then the preform is impregnated with the resin material, the above-mentioned shearing of the reinforcing fibers does not occur, and the mechanical properties are The drop can be avoided. Further, since the gearbox having this configuration is partially formed with a curved surface to accommodate the gears, the resin material has less stagnation and good resin fluidity can be obtained.
このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified or applied by those skilled in the art based on the combination of the configurations of the embodiments with each other, the description of the specification, and the well-known technique. This is also the subject of the present invention and is included in the scope for which protection is sought.
本発明のギヤボックスは、上記した電動パワーステアリング装置に備わるギヤボックスの他、例えば、軽量化が求められる自動車、オートバイ、鉄道車両、航空機、船舶等の各種輸送機に適用されるギヤボックスであってもよく、更には、エレベーター等の建築設備や、各種製造装置に適用されるギヤボックスであってもよい。 The gearbox of the present invention is a gearbox applied to various transport machines such as automobiles, motorcycles, railroad vehicles, aircrafts, and ships that are required to be lightweight, in addition to the gearbox provided in the electric power steering device described above. Further, it may be a gear box applied to building equipment such as an elevator or various manufacturing devices.
以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) 歯車機構が収容されるギヤボックスを構成するギヤボックス構成部品であって、
平均繊維長が0.5mm以上の繊維状充填材が樹脂材料内に分散する繊維強化樹脂組成物によって形成されたギヤボックス構成部品。
このギヤボックス構成部品によれば、従来の金属製のギヤボックス部品と比べて高い寸法精度を有して軽量化されると共に、耐衝撃性、クリープ特性、剛性が優れた構成にできる。
As described above, the following matters are disclosed in this specification.
(1) A gearbox component that constitutes a gearbox in which a gear mechanism is housed.
A gearbox component formed of a fiber-reinforced resin composition in which a fibrous filler having an average fiber length of 0.5 mm or more is dispersed in a resin material.
According to this gearbox component, it is possible to have a structure having high dimensional accuracy and weight reduction as compared with a conventional metal gearbox component, and also having excellent impact resistance, creep characteristics, and rigidity.
(2) 前記樹脂材料は、熱硬化性樹脂である(1)に記載のギヤボックス構成部品。
このギヤボックス構成部品によれば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることで、耐熱性、機械的強度に優れた構成にできる。
(2) The gearbox component according to (1), wherein the resin material is a thermosetting resin.
According to this gearbox component, by using a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin, a configuration having excellent heat resistance and mechanical strength can be obtained.
(3) 前記繊維強化樹脂組成物中の前記繊維状充填材の配合量は、10〜60重量%である(1)に記載のギヤボックス構成部品。
このギヤボックス構成部品によれば、繊維充填材が適正量だけ配合されることで、従来品と同等の耐久性が得られ、且つ材料の靱性が維持される。
(3) The gearbox component according to (1), wherein the amount of the fibrous filler in the fiber-reinforced resin composition is 10 to 60% by weight.
According to this gearbox component, by blending an appropriate amount of the fiber filler, durability equivalent to that of the conventional product can be obtained, and the toughness of the material can be maintained.
(4)前記繊維状充填材は、ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、芳香族ポリアミド繊維、液晶ポリエステル繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維、ボロン繊維、セルロース、セルロースナノファイバーのうち、少なくとも1種類から選択されるものである(3)に記載のギヤボックス構成部品。
このギヤボックス構成部品によれば、高い繊維強度によって、繊維強化樹脂組成物の強度を向上できる。
(4) The fibrous filler is at least one of glass fiber, carbon fiber, metal fiber, aramid fiber, aromatic polyamide fiber, liquid crystal polyester fiber, silicon carbide fiber, alumina fiber, boron fiber, cellulose and cellulose nanofiber. The gearbox component according to (3), which is selected from one type.
According to this gearbox component, the strength of the fiber-reinforced resin composition can be improved due to the high fiber strength.
(5) 前記繊維強化樹脂組成物中の前記繊維状充填材は、繊維長手方向を揃えて配置された(1)〜(4)のいずれか一つのギヤボックス構成部品。
このギヤボックス構成部品によれば、繊維状充填材の繊維長手方向が応力の発生方向に沿う方向になりやすく、機械的強度が向上する。
(5) The fibrous filler in the fiber-reinforced resin composition is a gearbox component according to any one of (1) to (4), which is arranged so that the fiber longitudinal directions are aligned.
According to this gearbox component, the fiber longitudinal direction of the fibrous filler tends to be in the direction along the stress generation direction, and the mechanical strength is improved.
(6) (1)〜(5)のいずれか一つに記載のギヤボックス構成部品の少なくとも一部に金属製の連結部材が埋設され、
複数の前記ギヤボックス構成部品が、前記連結部材同士を締結部材により連結されたギヤボックス。
このギヤボックスによれば、金属製の連結部材同士でギヤボックス構成部品を連結するため、連結強度を向上できる。
(6) A metal connecting member is embedded in at least a part of the gearbox component according to any one of (1) to (5).
A gearbox in which a plurality of the gearbox components are connected to each other by fastening members.
According to this gearbox, since the gearbox components are connected to each other by the metal connecting members, the connecting strength can be improved.
(7) 歯車機構が収容されるギヤボックスを構成するギヤボックス構成部品の製造方法あって、
繊維状充填材を溶媒中で開繊させて繊維含有スラリーを得る開繊工程と、
前記繊維含有スラリーを抄造型に注入し、前記抄造型内から前記溶媒を除去して前記ギヤボックス構成部品とほぼ同形のプリフォームを成形する抄造工程と、
前記プリフォームを成形用型に装填して、前記プリフォームに樹脂材料を含浸させて前記ギヤボックス構成部品を成形する成形工程と、
を有するギヤボックス構成部品の製造方法。
このギヤボックス構成部品の製造方法によれば、従来の金属製のギヤボックス部品と比べて高い寸法精度を有して軽量化されると共に、耐衝撃性、クリープ特性、剛性が優れた構成のギヤボックス構成部品を製造できる。
(7) There is a method for manufacturing gearbox components that make up a gearbox that houses a gear mechanism.
A fiber-spreading process in which a fibrous filler is opened in a solvent to obtain a fiber-containing slurry.
A papermaking process in which the fiber-containing slurry is injected into a papermaking mold, the solvent is removed from the papermaking mold, and a preform having substantially the same shape as the gearbox component is formed.
A molding step of loading the preform into a molding die, impregnating the preform with a resin material, and molding the gearbox component.
A method of manufacturing a gearbox component having.
According to the manufacturing method of this gearbox component, a gear having a high dimensional accuracy and weight reduction as compared with a conventional metal gearbox component, and having excellent impact resistance, creep characteristics, and rigidity. Can manufacture box components.
(8) 前記成形工程は、前記成形用型のキャビティ内に金属製の連結部材を配置して、前記プリフォームと前記連結部材とを前記樹脂材料によりインサート成形する工程である(7)に記載のギヤボックス構成部品の製造方法。
このギヤボックス構成部品の製造方法によれば、簡単に連結部材をインサート成形できる。
(8) The molding step is a step of arranging a metal connecting member in the cavity of the molding mold and insert molding the preform and the connecting member with the resin material. How to manufacture gearbox components.
According to this method of manufacturing the gearbox component, the connecting member can be easily insert-molded.
(9) 前記ギヤボックス構成部品は、母体と、前記母体の一部から母体外側に突起して設けられた突起部とを有し、
前記抄造型は、前記母体を形成する主凹部と、前記主凹部から分岐して前記突起部を形成する分岐凹部とを有し、
前記分岐凹部に接続された排出経路から、前記分岐凹部内に注入された前記繊維含有スラリー中の前記溶媒のみを前記抄造型の型外に排出する(7)又は(8)に記載のギヤボックス構成部品の製造方法。
このギヤボックス構成部品の製造方法によれば、分岐凹部に繊維含有スラリーが流れ込み、溶媒が排出経路から排出される。これにより、繊維状充填材の繊維長手方向が排出経路に向かう方向に並んだ状態にでき、意図的に機械的強度が得られやすい繊維方向にした抄造が可能となる。
(9) The gearbox component has a mother body and a protrusion provided so as to project from a part of the mother body to the outside of the mother body.
The papermaking mold has a main recess forming the base body and a branch recess that branches from the main recess to form the protrusion.
The gear box according to (7) or (8), wherein only the solvent in the fiber-containing slurry injected into the branch recess is discharged from the discharge path connected to the branch recess to the outside of the molding mold. Manufacturing method of components.
According to this method of manufacturing the gearbox component, the fiber-containing slurry flows into the branch recess and the solvent is discharged from the discharge path. As a result, the fiber longitudinal direction of the fibrous filler can be arranged in the direction toward the discharge path, and it is possible to intentionally make a papermaking in the fiber direction in which mechanical strength can be easily obtained.
(10) 前記排出経路は、
前記分岐凹部の先端部に面して配置されて、前記繊維状充填材と前記溶媒とを分離するフィルタ部と、
前記フィルタ部により分離された前記溶媒を前記型外に排出する排液孔と、
を有する(9)に記載のギヤボックス構成部品の製造方法。
このギヤボックス構成部品の製造方法によれば、フィルタ部によって、繊維含有スラリーから繊維状充填材と溶媒とを確実に分離して、繊維状充填材を残して溶媒のみを排出できる。
(10) The discharge route is
A filter unit that is arranged facing the tip of the branch recess and separates the fibrous filler and the solvent.
A drainage hole for discharging the solvent separated by the filter unit to the outside of the mold,
The method for manufacturing a gearbox component according to (9).
According to this method for manufacturing the gearbox component, the filter unit can reliably separate the fibrous filler and the solvent from the fiber-containing slurry, leaving only the fibrous filler and discharging only the solvent.
11 電動モータ
13 減速歯車機構
15 ステアリング機構
33 ギヤボックス
35 ギヤボックス本体(ギヤボックス構成部品)
37 ギヤボックスカバー(ギヤボックス構成部品)
37A プリフォーム
39 ボルト(締結部材)
43 カバー側芯金(連結部材)
100 電動パワーステアリング装置
111 抄造型
113 下型
117 突出面形成部(主凹部)
118 軸受孔形成部
121 リブ形成部(分岐凹部)
123 ボス形成部(分岐凹部)
125,127 排液孔(排出経路)
129,131,133 フィルタ部(排出経路)
141 ピレット(繊維状充填材)
143 溶媒
149 繊維含有スラリー
155 強化繊維(繊維状充填材)
11
37 Gearbox cover (gearbox components)
43 Cover side core metal (connecting member)
100 Electric
118 Bearing
123 Boss forming part (branch recess)
125,127 Drainage hole (drainage route)
129, 131, 133 Filter section (excretion path)
141 Pillet (fibrous filler)
143
Claims (8)
平均繊維長が0.5mm以上の繊維状充填材が樹脂材料内に分散する繊維強化樹脂組成物によって形成され、
母体と、前記母体の一部から母体外側に突起して設けられた突出部位とを有し、
前記突出部位に含まれる前記繊維強化樹脂組成物中の前記繊維状充填材は、繊維長手方向を前記突出部位の外形面における屈曲の円弧方向に沿って揃えて配置されている、
ギヤボックス構成部品。 A gearbox component that constitutes a gearbox that houses a gear mechanism.
A fibrous filler having an average fiber length of 0.5 mm or more is formed of a fiber-reinforced resin composition in which a fibrous filler is dispersed in the resin material .
It has a mother body and a protruding portion provided so as to project from a part of the mother body to the outside of the mother body.
The fibrous filler in the fiber-reinforced resin composition contained in the protruding portion is arranged so that the fiber longitudinal direction is aligned along the arc direction of bending on the outer surface of the protruding portion.
Gearbox components.
複数の前記ギヤボックス構成部品が、前記連結部材同士を締結部材により連結されたギヤボックス。 A metal connecting member is embedded in at least a part of the gearbox component according to any one of claims 1 to 4.
A gearbox in which a plurality of the gearbox components are connected to each other by fastening members.
繊維状充填材を溶媒中で開繊させて繊維含有スラリーを得る開繊工程と、
前記繊維含有スラリーを抄造型に注入し、前記抄造型内から前記溶媒を除去して前記ギヤボックス構成部品とほぼ同形のプリフォームを成形する抄造工程と、
前記プリフォームを成形用型に装填して、前記プリフォームに樹脂材料を含浸させて前記ギヤボックス構成部品を成形する成形工程と、
を有し、
前記ギヤボックス構成部品は、母体と、前記母体の一部から母体外側に突起して設けられた突出部位とを有し、
前記抄造型は、前記母体を形成する主凹部と、前記主凹部から分岐して前記突出部位を形成する分岐凹部とを有し、
前記抄造工程は、
前記分岐凹部の下側先端部に接続された排出経路から、前記分岐凹部内に注入された前記繊維含有スラリー中の前記溶媒のみを前記抄造型の型外に排出して、前記繊維含有スラリー中の開繊された繊維の繊維長手方向を、前記突出部位の外形面における屈曲の円弧方向に沿って揃えて配置させる、
ギヤボックス構成部品の製造方法。 There is a method of manufacturing gearbox components that make up the gearbox that houses the gear mechanism.
A fiber-spreading process in which a fibrous filler is opened in a solvent to obtain a fiber-containing slurry.
A papermaking process in which the fiber-containing slurry is injected into a papermaking mold, the solvent is removed from the papermaking mold, and a preform having substantially the same shape as the gearbox component is formed.
A molding step of loading the preform into a molding die, impregnating the preform with a resin material, and molding the gearbox component.
Have a,
The gearbox component has a mother body and a protruding portion provided so as to project from a part of the mother body to the outside of the mother body.
The papermaking mold has a main recess forming the base body and a branch recess branching from the main recess to form the protruding portion.
The papermaking process is
From the discharge path connected to the lower tip of the branch recess, only the solvent in the fiber-containing slurry injected into the branch recess is discharged out of the molding mold to be discharged into the fiber-containing slurry. The fiber longitudinal direction of the opened fiber is aligned along the arc direction of bending on the outer surface of the protruding portion.
How to manufacture gearbox components.
前記分岐凹部の先端部に面して配置されて、前記繊維状充填材と前記溶媒とを分離するフィルタ部と、
前記フィルタ部により分離された前記溶媒を前記型外に排出する排液孔と、
を有する請求項6又は7に記載のギヤボックス構成部品の製造方法。 The discharge route is
A filter unit that is arranged facing the tip of the branch recess and separates the fibrous filler and the solvent.
A drainage hole for discharging the solvent separated by the filter unit to the outside of the mold,
The method for manufacturing a gearbox component according to claim 6 or 7.
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