(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン系接着剤で接着したシリコーン系接着構造体における接着部の接着せん断強度の管理方法において、接着面のチッソ、イオウの元素の量と、前記接着部の接着せん断強度を測定することによって、予め、チッソ、イオウのモルと、前記接着せん断強度が比例関係にある近似関数を設定し、測定対象の接着面のチッソ、イオウの元素の量を測定してモルに換算し、測定結果の前記モルと、前記近似関数より、測定対象の接着部の接着せん断強度を推定することを特徴とするシリコーン系接着構造体における接着部の接着せん断強度の管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコーン系接着剤を使用する接着構造体の接着せん断強度を管理する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置のモータの永久磁石の接着には耐熱性があり、接着せん断強度の高いエポキシ接着剤が使用されているが、使用条件により永久磁石と金属部品間に生じる残留応力や環境劣化(熱、温度など)によって接着せん断強度が低下し、永久磁石が剥がれて操舵不良となる耐久性低下がある。そのため、接着と機械的固定の併用が不可避であった。一方、接着せん断強度を高めるため、柔軟で化学的安定性に優れたシリコーン接着剤が使用されているが、シリコーン系接着剤は白金触媒の失活による接着不良の問題があり、使用は限定されている。このような背景で耐熱性を有し耐久性の良い接着構造体が要求されている。
【０００３】
シリコーン系接着剤の上記問題を解決するためエポキシ接着剤の改良がなされている。（特許文献１）一方、耐熱性の良いシリコーン系接着剤を用いられる場合もあるが、接着せん断強度の不足や、硬化阻害といった、品質上の管理が重要であり、種々のシリコーン材料の改良がなされている。（特許文献２） 
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１５５６３
【特許文献２】特公平５−７４２７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
パワーステアリング装置部品、特にモータを構成する永久磁石の接着部には高い耐熱性や耐久性を要求されている。そのため、永久磁石の接着には接着せん断強度に難があるエポキシ系接着剤に代わり、耐熱性のよいシリコーン系接着剤の要求が大きい。そこで、シリコーン系接着剤の硬化阻害の許容値を明確にすることで、管理方法・製造工程を改良して、シリコーン系接着剤を大型車の電動パワーステアリング装置に要求されるような高い接着せん断強度を広い温度範囲で満たすともに、冷熱サイクル後にも接着せん断強度を維持することができるシリコーン系接着剤を使用したシリコーン系接着構造体を提供することが要求されている。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するために、優れた接着せん断強度を有したシリコーン系接着剤を使用するシリコーン系接着構造体の接着せん断強度を管理する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、シリコーン系接着剤で接着したシリコーン系接着構造体における接着部の接着せん断強度の管理方法において、接着面のチッソ、イオウの元素の量と、前記接着部の接着せん断強度を測定することによって、予め、チッソ、イオウのモルと、前記接着せん断強度が比例関係にある近似関数を設定し、測定対象の接着面のチッソ、イオウの元素の量を測定してモルに換算し、測定結果の前記モルと、前記近似関数より、測定対象の接着部の接着せん断強度を推定することを特徴とするシリコーン系接着構造体における接着部の接着せん断強度の管理方法を要旨としている。
【０００８】
接着面のチッソ、イオウの元素の量と、前記接着部の接着せん断強度を測定することによって、予め、チッソ、イオウのモルと、前記接着せん断強度が比例関係にある近似関数を設定し、測定対象の接着面のチッソ、イオウの元素の量を測定してモルに換算し、測定結果の前記モルと、前記近似関数より、測定対象の接着部の接着せん断強度を推定することで、接着面の洗浄剤に含まれる汚染物質であるチッソ、イオウのモルを規定量以下に管理すれば必要な接着せん断強度を得ることができ、シリコーン系接着構造体の接着せん断強度を管理できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、測定対象の接着面のチッソ、イオウの元素の量を測定してモルに換算し、測定結果の前記モルと、予め求めた近似関数を使用して測定対象の接着部の接着せん断強度を推定することで、接着面のチッソ、イオウのモルを規定量以下に管理すれば必要な接着せん断強度を得ることができ、シリコーン系接着構造体の接着せん断強度を管理できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】電動パワーステアリング装置の全体図である。
【図２】電動パワーステアリング装置の要部拡大図である。
【図３】汚染物質のモルと接着せん断強度の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１１】
１１  電動パワーステアリング装置
１２  第１ラックハウジング
１３  第２ラックハウジング
１４  モータハウジング
１６  ラック軸
１８  モータ軸
２０  第２ベアリング（軸受）
２１  第１ベアリング（軸受）
２６  ボールねじナット
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下において、本発明のシリコーン系接着剤を適応することができる電動パワーステアリング装置について説明する。図１は電動パワーステアリング装置の全体図である。電動パワーステアリング装置１１は、中空円筒状の第１ラックハウジング１２と中空円筒状の第２ラックハウジング１３と、前記両ラックハウジングに同軸的に結合された中空円筒状のモータハウジング１４とが、図示しない車体のボディに、第１ラックハウジング１２に形成された取付部１５を介して、ねじ止めされて支持されている。
【００１３】
第１ラックハウジング１２と第２ラックハウジング１３とモータハウジング１４とから構成された筒状体内には、回転不能かつ軸線方向に移動可能にラック軸１６が内蔵されており、ラック軸１６の両端部に連結される図示しないタイロッドを介して左右の前輪が連結される。そのラック軸１６は、第1ラックハウジング１２に設けられたピニオン軸１７を介して図示しないステアリングホイールに連結されている。ラック軸１６とピニオン軸１７との間には、ラックアンドピニオン機構の噛み合い部（図示しない）が形成されている。なお、モータハウジング１４は電動パワーステアリング装置のラックハウジングとしても機能している。
【００１４】
次に図１の要部を拡大した図２を用いて説明する。モータハウジング１４の内周には巻線が施されたステータ１９が嵌合され、ラック軸１６の軸線方向の中間部には中空円筒状にモータ軸１８が同軸的にラック軸１６の外側に遊嵌されている。
【００１５】
モータ軸１８は、その一端側（ピニオン軸１７側）に嵌合段部１８ｃが形成され、同嵌合段部１８ｃが軸受としての第１ベアリング２１を介してモータハウジング１４と、第１ラックハウジング１２に対して回転自在に支持されている。前記第１ベアリング２１は、モータハウジング１４の端部内周面及び第１ラックハウジング１２端部内周面をそれぞれ周回するように形成された第１嵌合段部１４ａと嵌合段部１２ａとに対して内嵌固定されている。
【００１６】
また、第１ベアリング２１は、モータ軸１８の端部に螺合された第１ロックナット２２にて締め付けられることにより、軸線方向に押圧されてモータ軸１８に対して固定されている。同モータ軸１８には永久磁石２７が本発明に係るシリコーン系接着剤により外設して固定されている。
【００１７】
次に、本発明の好ましい実施の形態の1例について説明する。
モータの永久磁石の接着構造体において、モータ磁石とモータ軸の接着面はチッソ、イオウの汚染物質のモルは０．１μｍｏｌ／ｃｍ２以下であり、接合剤層の厚さは０．１ｍｍ以上が良品条件である。その厚さが０．１ｍｍ未満であれば、接着物の残留応力が大きくなり、繰り返しの温度変化で疲労により、接着はがれを発生する危険がある。
また、上記接合剤層の接着せん断強度は６ＭＰａ以上が良品条件である。接着せん断強度が６ＭＰａ以下の場合には、上記接合剤層が高温度でクリープを発生して、強度が低下するとともに、接合剤層の厚さが減少して、残留応力が大きくなり、疲労により接着はがれを発生して耐久性が低下するおそれがある。本管理方法により接着表面の汚染物質を測定すれば強度が予測推定できるため、汚染物質のモルを規定量以下に管理すれば必要な接着せん断強度を得ることができる。
【００１８】
上記接着面のチッソ、イオウの元素の量の測定は紫外蛍光分析装置により行い、接合剤層の厚みは、例えばモータ磁石のロータを軸直角方向に切断し、その断面における接合剤層を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって観察することにより測定できる。また、上記接合剤層の接着せん断強度は、接合剤層に対して、せん断方向に応力を加え、せん断時の応力を引張試験機を用いて測定することにより求めることができる。
【００１９】
本発明の電動パワーステアリング装置のための接着構造体は、モータ磁石とモータ軸の接着面にシリコーン系接着剤を塗布し、硬化させることにより形成することができる。上記シリコーン系接着剤としては、公知のシリコーン系の接着剤を使用することができる。具体的には、シリコーン系接着剤は、シリコーンゴム組成物として、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等のアルケニル基を少なくとも２つ含有するジオルガノポリシロキサンと、オルガノハイドロジェンポリシロキサンとを含有する接着剤を用いることができる。
【００２０】
シリコーン系接着剤には、硬化時の白金族金属系触媒としては、例えば白金（白金黒を含む）、ロジウム、パラジウム等の白金族金属単体を用いることができるが、その他、Ｈ２ＰｔＣｌ４・ｎＨ２Ｏ、Ｈ２ＰｔＣｌ６・ｎＨ２Ｏ、ＮａＨＰｔＣｌ６・Ｈ２Ｏ、Ｋ２
ＰｔＣｌ４・ｎＨ２Ｏ、ＰｔＣｌ４・ｎＨ２Ｏ、ＰｔＣｌ２、Ｎａ２ＨＰｔＣｌ４・ｎＨ
２Ｏ（但し、式中、ｎは０〜６の整数であり、好ましくは０又は６である）等の塩化白金
、塩化白金酸及び塩化白金酸塩、アルコール変性塩化白金酸、塩化白金酸とオレフィンとのコンプレックス、白金黒、パラジウム等の白金族金属をアルミナ、シリカ、カーボン等の担体に担持させたもの、ロジウムーオレフィンコンプレックス、クロロトリス（トリフェニルフォスフィン）ロジウム（ウィルキンソン触媒）、塩化白金、塩化白金酸又は塩化白金酸塩とビニル基含有シロキサン、特にビニル基含有環状シロキサンとのコンプレックスなどを含有する。
【００２１】
また、上記シリコーン系接着剤は、上記白金族金属触媒の他にさらに有機過酸化物を含有することが好ましい。この場合には、接着剤の硬化がより一層進行し易くなる。有機過酸化物は、酸素によって硬化阻害を受ける恐れがあるが、上記のように、有機過酸化物と白金族金属触媒とを併用することにより、空気との界面については、白金族金属触媒の働きにより硬化を進行させ、内部にては、有機過酸化物の働きによって硬化を進行させることができる。そのため、上記接合剤層の接着せん断強度をより、向上させることができる。
【００２２】
また、上記有機過酸化物は、樹脂成分をラジカル反応により架橋させる触媒として、機能する。具体的には、例えば、ケトンパーオキサイド、ハイドロパーオキサイド、ジアシルパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシケタール、アルキルパーエステル、パーカーボネート等がある。より具体的には、例えばジー第３ブチルペルオキシド、ジクミルペルイキシド、ジイソプロピルベンゼンヒドロペルオキシド、１，３−ビスベンゼン、１，１−ジ（ｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン等を用いることができる。
【００２３】
前記モータハウジング１４は、端部に設けられた第１当接部１４ｃにて、第１ラックハウジング１２は、端部に設けられた当接部１２ｂにて互いに当接されており、当接部１２ｂを挿通した固定ねじ２４を第１当接部１４ｃに螺着することにより、両者は固定ねじ２４により互いに締付けられて連結されている。前記第１当接部１４ｃと当接部１２ｂとの合わせ面には、薄肉状のパッキン２３が介装されている。同パッキン２３により、モータハウジング１４と第１ラックハウジング１２との勘合部から内部への水、油等の液体の侵入を防止している。この構成によりモータハウジング１４と第１ラックハウジング１２と第１ベアリング２１とは１箇所で嵌合される。さらに、モータハウジング１４と第１ラックハウジング１２とに内嵌された第１ベアリング２１を介して、モータ軸１８の軸線方向の動きが規制されることとなる。
【００２４】
モータ軸１８の他端側（ピニオン軸１７側と反対側）は、中間部分よりも拡径された中空円筒状のナット保持部１８ａが一体に形成されている。また、モータハウジング１４の他端側内周面には、周回する第２嵌合段部１４ｂが形成されている。そして、モータ軸１８は、ナット保持部１８ａが第２嵌合段部１４ｂに内嵌固定された軸受としての第２ベアリング２０に内勘されることにより自身の軸心の回りで回動自在に支持されている。第２ベアリング２０は、モータハウジング１４の第２嵌合段部１４ｂと第２ラックハウジング１３の端部１３ａとの間で軸線方向に動くことが可能な構成となっている。
【００２５】
第２ラックハウジング１３の端部１３ａは、モータハウジング１４に対して内嵌されるとともに、端部１３ａ外周面から張出し形成された当接部１３ｂがモータハウジング１４の第２当接部１４ｄ端面に当接されている。そして、当接部１３ｂを挿通した固定ねじ２５を第２当接部１４ｄに螺着することにより、モータハウジング１４と第２ラックハウジング１３とは固定ねじ２５により互いに締め付けられて連結されている。
【００２６】
モータハウジング１４に内嵌された端部１３ａの外周面には周回溝１３ｄが形成され、同周回溝１３ｄ内には、Ｏリング２９が嵌着されている。そして、同Ｏリング２９により、モータハウジング１４と第２ラックハウジング１３との嵌合部から内部への水、油等の液体の侵入を防止している。
【００２７】
また、モータハウジング１４とモータ軸１８とは、第１ベアリング２１と第２ベアリング２０により、同軸度が精度良く構成されている。以上の構成により、モータ軸１８の両端はモータハウジング１４の両端に設けた第１ベアリング２１と第２ベアリング２０とにより支持される。
【００２８】
モータ軸１８のナット保持部１８ａ内にはボールねじナット２６が同軸的に内嵌されている。このボールねじナット２６は、ナット保持部１８ａ内に第２ロックナット２８が内嵌状態で螺入することにより、抜け止め固定されている。
【００２９】
ラック軸１６の外周面には軸線方向の所定範囲に螺旋状のボールねじ溝１６ａが設けられている。また、ボールねじナット２６の内周面には螺旋状のボールねじ溝２６ａが設けれ、ボールねじ溝１６ａとボールねじ溝２６ａとの間には、図示しない多数のボールが転動可能に受容されている。このように、ラック軸１６のボールねじ溝１６ａとボールねじナット２６とによりボールねじ構造を備えたボールねじ機構が形成されている。そして、このボールねじ機構によりモータ軸１８の正逆回転の回転トルクをラック軸１６の軸線方向の往復動のアシスト力に変換して、ピニオン軸１７に連結された図示しないステアリングホイールの操舵力を軽減するようになっている。
【００３０】
本発明のシリコーン系接着剤は、上記のように、電動パワーステアリング装置のモータ軸１８と永久磁石２７との接着に用いることができる。本発明の接着剤を磁石２７及び／又はモータ軸１８にヘラ、シリンジ自動塗布器などにより塗布し、１２０〜１５０℃の温度で３０〜１２０分間、硬化させることにより接着される。
【００３１】
以上モータ軸１８とラック軸１６とを同軸的に配置したタイプのラックアシスト式電動パワーステアリング装置について記載したが、モータ軸とラック軸とを非同軸的に配置したタイプのラックアシスト式電動パワーステアリング装置、コラムアシスト式、ピニオンアシスト式、ダイレクトドライブ式電動パワーステアリング装置のような他の電動パワーステアリング装置の永久磁石とモータ軸との接着においても本発明のシリコーン系接着剤を用いることができる。さらに、本発明で言う電動パワーステアリング装置には、ステアリングホイールの切れ角と車輪（左右の前輪）の切れ角との関係を諸条件に応じて変更するように電動モータを駆動する伝達比可変機構を備えたステアリング装置をも含むものとし、この伝達比可変機構の電動モータにも本発明を適用可能である。
【表１】
0005625362.tif 000002
【００３２】
以下において、本発明のシリコーン系接着剤の品質管理方法を実施例に基いて説明する。
シリコーン系接着剤は接着面の洗浄剤に含まれる汚染物質（チッソ、イオウ）により硬化阻害を起こすことが知られており、洗浄剤であるモノイソプロパノールアミンＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ２、ジエタノールアミン（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）２ＮＨ、トリエタノールアミン（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）３Ｎ、ドデカンチオールＣＨ３（ＣＨ２）１１ＳＨ各種成分を接着面に添加してその影響を確認した。その結果を図３に示す。接着面の汚染物質の元素の量の測定は紫外蛍光分析装置を使用する。また、汚染物質を添加した接着面を有する接着部の接着せん断強度測定はダブルラップシェアー試験片（材質：ＪＩＳＧ３１４１：ＳＰＣＣ）を用いて、表１の条件で実施した。
【００３３】
次に、汚染物質（チッソ、イオウ）の元素の量をモルに換算し、接着面の面積を除算して単位面積当たりのモルであるμｍｏｌ／ｃｍ２を求める。図３は、こうして求めた接着面の汚染物質（チッソ、イオウ）の単位面積当たりのモルと、接着部の接着せん断強度をプロットしたものである。洗浄剤であるトリエタノールアミン（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）３Ｎを接着面に添加して測定したものは●印でプロットされ、トリエタノールアミンには汚染物質（チッソ）が含まれている。洗浄剤であるモノイソプロパノールアミンＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２ＮＨ２を接着面に添加して測定したものは▲印でプロットされ、モノイソプロパノールアミンには、汚染物質（チッソ）が含まれている。洗浄剤であるジエタノールアミン（ＣＨ３ＣＨ２ＯＨ）２ＮＨを接着面に添加して測定したものは■印でプロットされ、ジエタノールアミンには、汚染物質（チッソ）が含まれている。洗浄剤であるドデカンチオールＣＨ３（ＣＨ２）１１ＳＨを接着面に添加して測定したものは◆印でプロットされ、ドデカンチオールには、汚染物質（イオウ）が含まれている。この後、プロットされた「●」、「▲」、「■」、「◆」に沿って右下がりの直線を描く。この直線から比例関係を表す近似関数を定めることができる。
【００３４】
図３より、接着面の汚染物質（チッソ、イオウ）の単位面積当たりのモルと、接着部の接着せん断強度が、図３に示す近似関数（直線）に示すように比例しており、それは各種汚染物質の種類や量でなくモルが影響することが判明した。接着部の接着せん断強度は接着面の汚染物質（チッソ、イオウ）のモルと比例しており、汚染物質（チッソ、イオウ）のモルが０．１μｍｏｌ／ｃｍ２以下のとき、接着せん断強度は６ＭＰａ以下であると予測推定できる。予め、チッソ、イオウのモルと、前記接着せん断強度が比例関係にある近似関数を設定し、測定対象の接着面のチッソ、イオウの元素の量を測定してモルに換算し、測定結果の前記モルと、前記近似関数より、測定対象の接着部の接着せん断強度を推定することで、接着面の洗浄剤に含まれる汚染物質であるチッソ、イオウのモルを規定量以下に管理すれば必要な接着せん断強度を得ることができ、シリコーン系接着構造体の接着せん断強度を管理できる。
【図１】
0005625362.tif 000003
【図２】
0005625362.tif 000004
【図３】
0005625362.tif 000005