(57)【要約】【課題】ポリアミド樹脂製の歯車に比べて寸法安定性が高い上、長期間、使用した際のバックラッシの増加量がこれまでよりも著しく小さい樹脂製の歯車を備えた新規な電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】補助操舵用の電動モータＭの回転を減速する減速機５０のウォームホイール１２を、（ａ）  トリオキサン１００重量部、（ｂ）  単官能グリシジル化合物０．２〜０．６重量部、および（ｃ）  トリオキサンと共重合可能な環状エーテル化合物２〜６重量部を共重合して得られるポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部に、グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜０．５重量部を配合した樹脂組成物にて形成した。【選択図】  図２
2005001604.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助用の電動モータの回転を、小歯車および大歯車を備えた減速機を介して減速して舵取機構に伝える電動パワーステアリング装置であって、上記減速機を構成する両歯車のうち少なくとも一方を、
（ａ）  トリオキサン１００重量部、
（ｂ）  単官能グリシジル化合物０．２〜０．６重量部、および
（ｃ）  トリオキサンと共重合可能な環状エーテル化合物２〜６重量部
を共重合して得られるポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部に、
グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜０．５重量部を配合した樹脂組成物にて形成したことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
樹脂組成物として、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で求められるメルトインデックスが１〜４ｇ／１０分であるものを用いたことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウォームとウォームホイールなどの、小歯車と大歯車とを有する減速機を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用の電動パワーステアリング装置には減速機が用いられる。例えばコラム型ＥＰＳでは、電動モータの回転を、減速機において、ウォーム等の小歯車からウォームホイール等の大歯車に伝えることで減速するとともに出力を増幅したのち、コラムに付与することで、ステアリング操作をトルクアシストしている。
近年、電動パワーステアリング装置においては、歯打ち音の低減による低騒音化や軽量化、摺動抵抗の低減等を考慮して、減速機の、小歯車と大歯車のうち少なくとも一方、より好ましくは大歯車を樹脂化することが一般化しつつある。
【０００３】
上記の構成において歯車本体を形成する樹脂としては、例えばＭＣ（モノマーキャスティング）ナイロン、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ４６などのポリアミド樹脂が一般的である。
中でも特にＭＣナイロンは、歯打ち音の低減効果に優れるだけでなく、耐摩耗性や耐クリープ性にも優れており、なおかつ高い破壊寿命を有することから、電動パワーステアリング装置用の歯車に広く用いられている。
【０００４】
しかし、ＭＣナイロンをはじめとするポリアミド樹脂は、吸水による寸法変化量が大きく、寸法安定性が十分でないことから、吸水して膨張することによる歯車のバックラッシの縮小と、それによる噛み合いの詰まりとを生じて、電動パワーステアリング装置の回転トルクの増大と、それにともなう操作感の低下を引き起こすという問題がある。
また特にＭＣナイロンは、樹脂を切削加工して歯車の歯を形成する際の切削性があまりよくなく、歯の噛み合い精度が低下したり、バリ取りが必要になったりするという問題もある。
【０００５】
しかもＭＣナイロンは、その名のとおりモノマーから重合と同時に成形しなければならないため、射出成形できる通常の樹脂に比べて取り扱いが容易でないという問題がある。
一般的な樹脂製の歯車を形成する樹脂材料としては、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）が広く用いられている。ＰＯＭは、周知のようにホモポリマータイプのものとコポリマータイプのものとに大別される。
【０００６】
かかるＰＯＭは、いずれのタイプのものも、ＭＣナイロンをはじめとするポリアミド樹脂に比べて吸水による寸法変化量が小さく、寸法安定性が高い上、特にＭＣナイロンに比べて切削性に優れていて、樹脂を切削加工して歯車の歯を形成した際に、歯の噛み合い精度を向上し、かつバリ取りを不要にできるという利点がある。しかも、汎用の樹脂と同様に射出成形が可能で取り扱いが容易であるという利点もある。
【０００７】
このためＰＯＭを、電動パワーステアリング装置の歯車に応用することが期待されたが、従来のＰＯＭはいずれも、ポリアミド樹脂に比べて耐摩耗性、耐クリープ性が十分でなく、電動パワーステアリング装置の歯車として長期間、使用した際に、摩耗量とクリープ変形量との合計量で求められるバックラッシの増加量が大きくなりすぎるという問題があり、これまでは使用されていなかった。
しかし近時、コポリマータイプのＰＯＭの改良品として、従来のＰＯＭに比べて剛性が高く、かつクリープ特性に優れる上、摺動特性にも優れた、トリオキサンと、単官能グリシジル化合物と、環状エーテル化合物とを共重合して得られるポリアセタール共重合体が提案された（特許文献１参照）。
【０００８】
そこで発明者は、上記のポリアセタール共重合体を電動パワーステアリング装置の歯車に使用することを検討した。
【０００９】
【特許文献１】
特開２０００−３８４２９号公報（請求項１〜４、第０００３欄〜第０００５欄）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のポリアセタール共重合体を用いて形成した歯車は、確かに耐クリープ性については改善されているものの、電動パワーステアリング装置用として使用するには耐摩耗性が未だ十分でないため、長期間、使用した際のバックラッシの増加量が依然として大きいことが判明した。
本発明の目的は、ポリアミド樹脂製の歯車に比べて寸法安定性が高い上、長期間、使用した際のバックラッシの増加量がこれまでよりも著しく小さい樹脂製の歯車を備えた新規な電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
本発明の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、小歯車および大歯車を備えた減速機を介して減速して舵取機構に伝える電動パワーステアリング装置であって、上記減速機を構成する両歯車のうち少なくとも一方を、
（ａ）  トリオキサン１００重量部、
（ｂ）  単官能グリシジル化合物０．２〜０．６重量部、および
（ｃ）  トリオキサンと共重合可能な環状エーテル化合物２〜６重量部
を共重合して得られるポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部に、
グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜０．５重量部を配合した樹脂組成物にて形成したことを特徴とする。
【００１２】
かかる本発明の電動パワーステアリング装置においては、上記のように小歯車および大歯車のうちの少なくとも一方を、ポリアセタール共重合体にグリセリン脂肪酸エステルを配合して改質した樹脂組成物にて形成してあるため、当該歯車が、ポリアセタール共重合体に固有の、先に述べた、良好な寸法安定性や高い耐クリープ性に加えて、グリセリン脂肪酸エステルを配合したことによる改質効果としての高い耐摩耗性を有するものとなる。
【００１３】
したがって本発明によれば、これまでよりも寸法安定性が高い上、長期間、使用した際のバックラッシの増加量がこれまでよりも著しく小さい樹脂製の歯車を備えた、新規な電動パワーステアリング装置を提供することが可能となる。
なお、歯車を形成する樹脂組成物の物性等については、その使用目的や成形手段等に応じた調整が可能であるが、特に歯車を射出成形によって製造する場合は、歯車を形成する前記樹脂組成物の、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で求められるメルトインデックス（ＭＩ）が１〜４ｇ／１０分であるのが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を説明する。
本発明の電動パワーステアリング装置は、前記のように減速機を構成する小歯車と大歯車のうちの少なくとも一方を、
（ａ）  トリオキサン１００重量部、
（ｂ）  単官能グリシジル化合物０．２〜０．６重量部、および
（ｃ）  トリオキサンと共重合可能な環状エーテル化合物２〜６重量部
を共重合して得られるポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部に、
グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）０．１〜０．５重量部を配合した樹脂組成物にて形成したことを特徴とする。
【００１５】
《樹脂組成物》
〔ポリアセタール共重合体（Ａ）〕
樹脂組成物のもとになるポリアセタール共重合体（Ａ）を形成する、上記（ａ）〜（ｃ）の３成分のうち（ａ）のトリオキサンとは、ホルムアルデヒドの環状三量体であり、一般的には酸性触媒の存在下でホルムアルデヒド水溶液を反応させることによって合成し、これを蒸留等の方法で精製して使用する。重合に用いるトリオキサンは、水、メタノール、蟻酸などの不純物を極力含まないものが好ましい。
【００１６】
また（ｂ）の単官能グリシジル化合物としては、分子中にグリシジル基を１つだけ有する、トリオキサンと共重合可能な種々の化合物がいずれも使用可能である。中でも一般式（１）：
【００１７】
【化１】
2005001604.tif 000003
【００１８】
〔式中、Ｒ１は炭素数１〜３０のアルキル基、炭素数２〜２０のアルケニル基、または炭素数２〜２０のアルキニル基を示し、Ｒ２は炭素数１〜３０のアルキレン基を示し、ｎは０〜２０の整数を示す。〕
で表されるグリシジルエーテル化合物が好ましく、その中でも特に、一般式（１１）：
【００１９】
【化２】
2005001604.tif 000004
【００２０】
〔式中、Ｒ１は炭素数１〜３０のアルキル基を示す。〕
で表されるグリシジルエーテル化合物が好ましい。
また、上記一般式（１１）で表されるグリシジルエーテル化合物の好適な例としては、例えばメチルグリシジルエーテル、エチルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテル、２−メチルオクチルグリシジルエーテル等の１種または２種以上を挙げることができ、中でも特に、一般式（１１）中のＲ１が炭素数４〜８のアルキル基であるブチルグリシジルエーテル、２−エチルヘキシルグリシジルエーテルなどが好ましい。
【００２１】
上記（ｂ）の単官能グリシジル化合物は、（ａ）のトリオキサン１００重量部に対して０．２〜０．６重量部の割合で共重合させる必要がある。
単官能グリシジル化合物の共重合量が上記の範囲未満では、前述した、ポリアセタール共重合体（Ａ）の剛性やクリープ特性を改善する効果が得られず、逆に上記の範囲を超えた場合にはポリアセタール共重合体（Ａ）の結晶性が低下するため、却って剛性が低下するという問題を生じる。
【００２２】
なお単官能グリシジル化合物の共重合量は、上記の範囲内でも特に０．３〜０．５重量部であるのが好ましい。
さらに（ｃ）の環状エーテル化合物としては、上記（ｂ）の単官能グリシジル化合物を除くそれ以外の、そして（ａ）のトリオキサンと共重合可能な種々の環状エーテル化合物を挙げることができる。
かかる環状エーテル化合物としては、例えばエチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、スチレンオキシド、オキセタン、３，３−ビス（クロルメチル）オキセタン、テトラヒドロフラン、トリオキセパン、１，３−ジオキソラン、エチレングリコールホルマール、プロピレングリコールホルマール、ジエチレングリコールホルマール、トリエチレングリコールホルマール、１，４−ブタンジオールホルマール、１，５−ペンタンジオールホルマール、１，６−ヘキサンジオールホルマール等の１種または２種以上を挙げることができる。
【００２３】
上記（ｃ）の環状エーテル化合物は、（ａ）のトリオキサン１００重量部に対して２〜６重量部の割合で共重合させる必要がある。
環状エーテル化合物の共重合量が上記の範囲未満では、重合反応を安定化できないために、目的とするポリアセタール共重合体（Ａ）を収率よく合成できない上、合成したポリアセタール共重合体（Ａ）の熱安定性が低下してしまうという問題を生じる。一方、共重合量が上記の範囲を超える場合には、（ｂ）の単官能グリシジル化合物を共重合させたことによる、前述した、ポリアセタール共重合体（Ａ）の剛性やクリープ特性を改善する効果が得られないという問題を生じる。
【００２４】
なお環状エーテル化合物の共重合量は、上記の範囲内でも特に２〜４重量部であるのが好ましい。
ポリアセタール共重合体（Ａ）は、基本的には、上記（ａ）〜（ｃ）の３成分を、必要に応じて適量の分子量調整剤（連鎖移動剤）を添加した状態で、カチオン重合触媒を用いて塊状重合することによって合成する。
合成したポリアセタール共重合体（Ａ）は、アブラミ指数ｍ＝３であることが好ましく、この要件を満足する場合は剛性、クリープ特性等により一層、優れたポリアセタール共重合体（Ａ）となる。なおアブラミ指数は、熱走査型熱量計（ＤＳＣ）を使用して、窒素雰囲気下、２００℃の加熱状態で３分間保持した後、結晶化温度まで冷却、保持して得られる結晶化ピークの形状から、次式（ｉ）〜（ｉｉｉ）に基づいて算出する。
【００２５】
【数１】
2005001604.tif 000005
【００２６】
〔各式中、Ｘは形態結晶化度、τは球晶の成長が始まるまでの待ち時間、ｖは一個の球晶から成長する球晶の体積、Ｎは結晶核数、Ｘ０はｔ時間後の球晶が占める全体積割合、ｋは速度定数、ｍはアブラミ指数である。〕
アブラミ指数ｍ＝３を満足するポリアセタール共重合体（Ａ）を合成するためには、重合に際して、（ａ）〜（ｃ）の３成分を十分に混合した均一溶液を重合装置に供給し、触媒を添加して重合させる方法、あらかじめ（ｂ）の単官能グリシジル化合物と（ｃ）の環状エーテル化合物と触媒とを均一に混合しておき、これをさらに、（ａ）のトリオキサンの溶融物と混合して重合装置に供給して重合させる方法、あるいは別途、重合装置に供給する（ａ）のトリオキサンの溶融物に、上記の混合物を添加して重合させる方法等を挙げることができる。
【００２７】
このように、（ａ）〜（ｃ）の３成分と触媒とをあらかじめ混合して均一な溶液状態としておくことで、（ｂ）の単官能グリシジル化合物に由来する分岐構造の分散状態が良好となるため、アブラミ指数ｍ＝３である、剛性やクリープ特性に優れたポリアセタール共重合体（Ａ）を得ることができる。
ポリアセタール共重合体（Ａ）を製造するための重合装置は特に限定されず、バッチ式や連続式の、従来公知の種々の装置がいずれも使用可能である。
【００２８】
重合に際しては、重合温度を６５〜１３５℃に保つのが好ましい。また重合後の失活は、重合反応後、重合装置より排出させる反応生成物、あるいは重合装置中の反応生成物に、塩基性化合物やその水溶液等を加えて行う。
カチオン重合触媒としては、例えば四塩化鉛、四塩化スズ、四塩化チタン、三塩化アルミニウム、塩化亜鉛、三塩化バナジウム、三塩化アンチモン、五フッ化リン、五フッ化アンチモン、三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート、三フッ化ホウ素ジブチルエーテラート、三フッ化ホウ素ジオキサネート、三フッ化ホウ素アセチックアンハイドレート、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯化合物等の三フッ化ホウ素配位化合物、過塩素酸、アセチルパークロレート、ｔ−ブチルパークロレート、ヒドロキシ酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸、ｐ−トルエンスルホン酸等の無機および有機酸、トリエチルオキソニウムテトラフロロボレート、トリフェニルメチルヘキサフロロアンチモネート、アリルジアゾニウムヘキサフロロホスフェート、アリルジアゾニウムテトラフロロボレート等の複合塩化合物、ジエチル亜鉛、トリエチルアルミニウム、ジエチルアルミニウムクロライド等のアルキル金属塩、ヘテロポリ酸、イソポリ酸等の１種または２種以上を挙げることができる。
【００２９】
中でも特に三フッ化ホウ素、三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート、三フッ化ホウ素ジブチルエーテラート、三フッ化ホウ素ジオキサネート、三フッ化ホウ素アセチックアンハイドレート、三フッ化ホウ素トリエチルアミン錯化合物等の三フッ化ホウ素配位化合物が好ましい。
これらの触媒は、有機溶剤等であらかじめ希釈して用いることもできる。
本発明に用いるポリアセタール共重合体（Ａ）は、基本的に前記（ａ）〜（ｃ）の３成分を共重合させて合成するが、上記３成分に加えてさらに、分岐構造を形成するための第４の成分を共重合させることも可能である。分岐構造を形成する第４の成分としては、例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリブチレングリコールジグリシジルエーテル、グリセリンおよびその誘導体、ペンタエリスリトールおよびその誘導体等の１種または２種以上を挙げることができる。
【００３０】
また重合反応時に添加してもよい分子量調整剤としては、例えばメチラール、メトキシメチラール、ジメトキシメチラール、トリメトキシメチラール、オキシメチレンジ−ｎ−ブチルエーテル等のアルコキシ基を有する低分子量アセタール化合物、メタノール、エタノール、ブタノール等のアルコール類、エステル化合物などの１種または２種以上を挙げることができる。中でも特に、アルコキシ基を有する低分子量アセタール化合物が好ましい。分子量調整剤の添加量は、本発明の効果を損なわない範囲であれば特に限定されない。
【００３１】
重合反応後に重合触媒を中和して失活させるための塩基性化合物としては、例えばアンモニアや、あるいはトリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエタノールアミン、トリブタノールアミン等のアミン類、アルカリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物塩類その他、公知の触媒失活剤の１種または２種以上を挙げることができる。
重合反応後の生成物に、これら塩基性化合物の水溶液を速やかに加えて失活させることが好ましい。
【００３２】
かかる失活処理の後、必要に応じてさらに洗浄、未反応モノマーの分離回収、乾燥等を、従来公知の方法にて行う。
そしてさらに必要に応じて、不安定末端部の分解除去や、あるいは安定物質による不安定末端の封止等の、公知の安定化処理を行うことによって、樹脂組成物のもとになるポリアセタール共重合体（Ａ）を合成することができる。
〔添加剤〕
次に、上記のポリアセタール共重合体（Ａ）に、必要な添加剤を配合することで、歯車を形成するための樹脂組成物を作製する。
【００３３】
添加剤としては、先に述べたようにポリアセタール共重合体（Ａ）を改質して歯車の耐摩耗性を向上するためのグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）が必須の成分である。
かかるグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）としては、グリセリンと、各種脂肪酸や油脂とを加熱反応させることによって合成する、従来公知の種々のエステルを挙げることができ、特にグリセリンモノステアレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノオレエートなどが好ましい。
【００３４】
グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の配合割合は、前記ポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部に対して０．１〜０．５重量部である必要がある。
グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の配合割合が上記の範囲未満では、当該グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）による改質効果が十分に得られないため、歯車の耐摩耗性を向上することができない。また逆に、配合割合が上記の範囲を超えた場合には、歯車の機械的物性が低下してしまう上、過剰のグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）が歯車の表面に染み出して、歯車の潤滑のために減速機に充てんするグリース等を劣化させる場合もある。
【００３５】
なお、ポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部に対するグリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の配合割合は、上記の範囲内でも特に０．１〜０．４重量部であるのが好ましく、０．２〜０．３重量部であるのがさらに好ましい。
樹脂組成物には、上記グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）の他に、必要に応じて、従来公知の種々の、他の添加剤を配合することもできる。
かかる他の添加剤としては、まず安定剤を挙げることができ、安定剤としては、例えばヒンダートフェノール系化合物、窒素含有化合物、アルカリあるいはアルカリ土類金属の水酸化物、無機塩、カルボン酸塩等の１種または２種以上を挙げることができる。
【００３６】
また、安定剤以外のさらに他の添加剤としては、熱可塑性樹脂に対する一般的な添加剤、例えば染料、顔料等の着色剤、滑剤、核剤、離型剤、帯電防止剤、界面活性剤、有機高分子材料、無機または有機の繊維状、粉体状、または板状の充填材等の１種または２種以上を挙げることができる。
安定剤やその他の添加剤の配合割合は、従来と同程度でよい。
〔樹脂組成物〕
上記の各成分を配合した樹脂組成物の物性等については特に制約はなく、その使用目的や成形手段等に応じた調整が可能であるが、射出成形用に供する場合は、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇの条件下で求められるメルトインデックス（ＭＩ）が１〜４ｇ／１０分であるのが好ましく、特に１〜３ｇ／１０分であるのがさらに好ましい。
【００３７】
樹脂組成物のメルトインデックスは、例えばポリアセタール共重合体（Ａ）の重合時に分子量調整剤（連鎖移動剤）として用いるメチラールなどの添加量を増減することによって、上記の範囲に調整することができる。
樹脂組成物は、一般に樹脂の組成物を調製するために用いる設備と方法を用いて作製することができる。例えば上記各原料成分のうち充填材以外の各成分をヘンシェルミキサー、タンブラー等によって予備混合し、必要があればガラス繊維等の充填材を加えてさらに混合した後、１軸または２軸の押出機を使用して溶融、混練し、押し出して成形用のペレットを製造することができる。
【００３８】
また、必要成分の一部をマスターバッチとしてから残りの成分と混合した後、溶融、混練し、押し出して成形用のペレットを製造する方法や、各成分の分散性を高めるために、使用する原料の一部を粉砕し、粒径を揃えて混合した後、溶融、混練し、押し出して成形用のペレットを製造する方法などを採用することも可能である。
《歯車》
歯車は、上記の樹脂組成物を用いて、従来同様に射出成形などによって製造することができる。
【００３９】
例えば歯車が、ウォームとウォームホイールとを組み合わせた減速機におけるウォーム（リダクションギヤ）であって、芯金と、この芯金の外周に外嵌された環状の、樹脂製の歯車本体とを備えるものである場合には、まず歯車本体の外形に対応した型窩を有するとともに、その中心部に芯金をセットする部分を有する金型を用意する。
そしてこの金型の中心部に芯金をセットした状態で、射出成形機のノズルから加熱、溶融した前記の樹脂組成物を射出し、型窩内に注入して冷却、固化させるいわゆるインサート成形をすることによって、上記の構造を有する歯車を製造することができる。
【００４０】
また、前記の樹脂組成物を用いてあらかじめ射出成形しておいた環状の歯車本体の中心の孔に、芯金を、高周波誘導加熱などによって加熱しながら圧入、一体化して本発明の歯車を製造することもできる。
歯車本体の外周の歯は成形時に同時に形成してもよいし、先に述べたように成形後、切削加工などによって形成してもよい。
《減速機および電動パワーステアリング装置》
図１は、本発明の一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の概略断面図である。また図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００４１】
図１を参照して、この例の電動パワーステアリング装置では、ステアリングホイール１を取り付けている入力軸としての第１の操舵軸２と、ラックアンドピニオン機構等の舵取機構（図示せず）に連結される出力軸としての第２の操舵軸３とがトーションバー４を介して同軸的に連結されている。
第１および第２の操舵軸２、３を支持するハウジング５は、例えばアルミニウム合金からなり、車体（図示せず）に取り付けられている。ハウジング５は、互いに嵌め合わされるセンサハウジング６とギヤハウジング７により構成されている。具体的には、ギヤハウジング７は筒状をなし、その上端の環状縁部７ａがセンサハウジング６の下端外周の環状段部６ａに嵌め合わされている。ギヤハウジング７は減速機構としてのウォームギヤ機構８を収容し、センサハウジング６はトルクセンサ９および制御基板１０等を収容している。ギヤハウジング７にウォームギヤ機構８を収容することで減速機５０が構成されている。
【００４２】
上記ウォームギヤ機構８は、図２に示すように、電動モータＭの回転軸３２に例えばスプライン継手３３等の継手機構を介して連結されるウォーム軸１１と、このウォーム軸１１と噛み合い、且つ図１に示すように、第２の操舵軸３の軸方向中間部に一体回転可能で且つ軸方向移動を規制されたウォームホイール１２とを備える。ウォーム軸１１は、ギヤハウジング７内に一対の軸受３４、３５を介して回転自在に支持されている。
【００４３】
ウォームホイール１２は、前記で説明した歯車の構成を有するもので、第２の操舵軸３に一体回転可能に結合される環状の芯金１２ａと、芯金１２ａの周囲を取り囲んで外周面部に歯を有する、前述した樹脂組成物からなる歯車本体１２ｂとを備えている。
ギヤハウジング７内において、ウォーム軸１１とウォームホイール１２の噛み合い部分Ａを少なくとも含む領域には潤滑剤が充填される。すなわち潤滑剤は、噛み合い部分Ａのみに充填しても良いし、噛み合い部分Ａとウォーム軸１１の周縁全体に充填しても良いし、ギヤハウジング７内全体に充填しても良い。
【００４４】
第２の操舵軸３は、ウォームホイール１２を軸方向の上下に挟んで配置される第１および第２の転がり軸受１３、１４により回転自在に支持されている。
第１の転がり軸受１３の外輪１５は、センサハウジング６の下端の筒状突起６ｂ内に設けられた軸受保持孔１６に嵌め入れられて保持されている。第１の転がり軸受１３の外輪１５の上端面は環状の段部１７に当接しており、センサハウジング６に対する軸方向上方への移動が規制されている。一方、第１の転がり軸受１３の内輪１８は第２の操舵軸３に締まりばめにより嵌め合わされている。内輪１８の下端面はウォームホイール１２の芯金１２ａの上端面に当接している。
【００４５】
また、第２の転がり軸受１４の外輪１９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔２０に嵌め入れられて保持されている。第２の転がり軸受１４の外輪１９の下端面は、環状の段部２１に当接し、ギヤハウジング７に対する軸方向下方への移動が規制されている。第２の転がり軸受１４の内輪２２は、第２の操舵軸３に一体回転可能で且つ軸方向相対移動を規制されて取り付けられている。内輪２２は第２の操舵軸３の段部２３と、第２の操舵軸３のねじ部に締め込まれるナット２４との間に挟持されている。
【００４６】
トーションバー４は第１および第２の操舵軸２、３を貫通している。トーションバー４の上端４ａは、連結ピン２５により第１の操舵軸２と一体回転可能に連結され、トーションバー４の下端４ｂは、連結ピン２６により第２の操舵軸３と一体回転可能に連結されている。第２の操舵軸３の下端は、図示しない中間軸を介してラックアンドピニオン機構等の舵取機構に連結されている。
上記の連結ピン２５は、第１の操舵軸２と同軸に配置される第３の操舵軸２７を、第１の操舵軸２と一体回転可能に連結している。第３の操舵軸２７はステアリングコラムを構成するチューブ２８内を貫通している。
【００４７】
第１の操舵軸２の上部は、例えば針状ころ軸受からなる第３の転がり軸受２９を介してセンサハウジング６に回転自在に支持されている。第１の操舵軸２の下部の縮径部３０と第２の操舵軸３の上部の孔３１とは、第１および第２の操舵軸２、３の相対回転を所定の範囲に規制するように、回転方向に所定の遊びを設けて嵌め合わされている。
次いで、図２を参照して、ウォーム軸１１はギヤハウジング７により保持される第４および第５の転がり軸受３４、３５によりそれぞれ回転自在に支持されている。第４および第５の転がり軸受３４、３５は例えば玉軸受からなる。
【００４８】
第４および第５の転がり軸受３４、３５の内輪３６、３７がウォーム軸１１の対応するくびれ部に嵌合されている。また、第４および第５の転がり軸受３４、３５の外輪３８、３９は、ギヤハウジング７の軸受保持孔４０、４１にそれぞれ保持されている。
ギヤハウジング７は、ウォーム軸１１の周面の一部に対して径方向に対向する部分７ｂを含んでいる。また、ウォーム軸１１の一端部１１ａを支持する第４の転がり軸受３４の外輪３８は、ギヤハウジング７の段部４２に当接して位置決めされている。一方、第４の転がり軸受３４の内輪３６は、ウォーム軸１１の位置決め段部４３に当接することにより、ウォーム軸１１の他端部１１ｂ側への移動が規制されている。
【００４９】
ウォーム軸１１の他端部１１ｂ（継手側端部）の近傍を支持する第５の転がり軸受３５の内輪３７はウォーム軸１１の位置決め段部４４に当接することにより、ウォーム軸１１の一端部１１ａ側への移動が規制されている。
また、第５の転がり軸受３５の外輪３９は予圧調整用のねじ部材４５により、第４の転がり軸受３４側へ付勢されている。ねじ部材４５は、ギヤハウジング７に形成されるねじ孔４６にねじ込まれることにより、一対の転がり軸受３４、３５に予圧を付与すると共に、ウォーム軸１１を軸方向に位置決めしている。４７は予圧調整後のねじ部材４５を止定するためにねじ部材４５に係合されるロックナットである。
【００５０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば減速機としては、ウォーム軸とウォームホイールとからなるものを例示したが、例えばベベルギヤ、ハイポイドギヤ、はすば歯車などを用いる減速機であってもよい。これらのギヤを、前述した樹脂組成物によって形成すればよい。
その他、本発明の特許請求の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【００５１】
【実施例】
以下に本発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例１
ポリアセタール共重合体（Ａ）としては、前記（ａ）〜（ｃ）の３成分を共重合させて合成したものを用いた。
そしてこのポリアセタール共重合体（Ａ）１００重量部と、グリセリン脂肪酸エステル（Ｂ）としてのグリセリンモノステアレート０．２５重量部と、安定剤としてのペンタエリスリチル−テトラキス〔３−（３，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−４ヒドロキシフェニル）プロピオネート〕０．０３重量部と、メラミン０．１５重量部とを溶融、混練し、ペレット化して樹脂組成物を作製した。
【００５２】
比較例１
グリセリンモノステアレートを配合しなかったこと以外は実施例１と同様にして樹脂組成物を作製した。
比較例２
従来の、コポリマータイプのＰＯＭ〔ポリプラスチックス（株）製のジュラコン（登録商標）Ｍ２５−０１〕を比較例２の樹脂組成物とした。
【００５３】
比較例３
従来の、ホモポリマータイプのＰＯＭ〔デュポン社製のデルリン（登録商標）１００〕を比較例３の樹脂組成物とした。
吸水性試験
実施例１の樹脂組成物と、比較のためのＭＣナイロンとを、それぞれ温度５０℃、相対湿度９５％ＲＨの高温、高湿条件下で吸水させた際の、吸水率の推移を求めた。結果を図３に示す。
【００５４】
図より、実施例１の樹脂組成物は、ＭＣナイロンに比べて吸水率が長時間にわたって殆ど増加しないことから、吸水しにくいものであることが判った。またこのことから実施例１の樹脂組成物は、ＭＣナイロンに比べて、寸法安定性に優れることが確認された。
引張クリープ試験
実施例１および比較例２の樹脂組成物を用いて、それぞれ日本工業規格ＪＩＳＫ７１１５−１９９９「プラスチック−クリープ特性の試験方法−第１部：引張クリープ」所載の引張クリープ試験用の試験片を作製した。
【００５５】
そしてこの試験片を用いて、上記規格に則って、試験温度：８０℃、試験雰囲気：空気中、荷重：２１．７ＭＰａの条件で引張クリープ試験を行った。結果を図４に示す。
図より、実施例１の樹脂組成物は、比較例２の、従来のコポリマータイプのＰＯＭに比べて、耐クリープ性を飛躍的に向上できることが確認された。
摩擦摩耗試験
実施例１および比較例１〜３の樹脂組成物を用いて、中空円筒状の試験片（外形φ２５．６、内径φ２０）を作製した。
【００５６】
そしてこの試験片を用いて、スラスト型摩擦摩耗試験機（鈴木式）により、負か：０．９８ＭＰａ、摺動速度３００ｍｍ／ｓｅｃ、試験時間：２４時間、相手材：Ｓ５５Ｃの条件で摩擦摩耗試験を行った。
結果を図５に示す。
図より、実施例１の樹脂組成物は、比較例１の、グリセリンモノステアレートを配合しなかった樹脂組成物、比較例２の、従来のコポリマータイプのＰＯＭ、および比較例３の、従来のホモポリマータイプのＰＯＭに比べて比摩耗量を著しく小さくして、耐摩耗性を飛躍的に向上できることが確認された。
【００５７】
実機試験
実施例１および比較例１〜３の樹脂組成物を用いて、インサート成形により、図１、２に示すように環状の芯金１２ａと、芯金１２ａの周囲を取り囲んで外周面部に歯を有する歯車本体１２ｂとを備えたウォームホイール１２を製造した。
そしてこのウォームホイール１２を、上記図１、２に示す電動パワーステアリング装置の実機の減速機５０に組み込んで耐久試験を行った後、バックラッシの増加量を測定した。なおウォーム軸１１は鉄製とした。そして、ＭＣナイロン製のウォームホイールを同条件で耐久試験した際の、バックラッシの増加量を１としたときの、実施例、比較例の樹脂組成物にて形成したウォームホイールにおける、バックラッシの増加量の比を求めた。
【００５８】
結果を図６に示す。
図より、実施例１の樹脂組成物にて形成したウォームホイールは、バックラッシの増加量を、比較例１〜３は言うまでもなく、ＭＣナイロンに比べても、著しく少なくできることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、一実施形態にかかる電動パワーステアリング装置の概略断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】本発明の実施例１で作製した樹脂組成物と、従来のＭＣナイロンを高温、高湿条件下で吸水させた際の、吸水率の推移を示すグラフである。
【図４】上記実施例１の樹脂組成物と、比較例２の、従来のコポリマータイプのＰＯＭについて、引張クリープ試験を行った結果を示すグラフである。
【図５】実施例１、比較例１の樹脂組成物と、比較例２、３の、従来のＰＯＭについて、摩擦磨耗試験を行った結果を示すグラフである。
【図６】実施例１、比較例１の樹脂組成物と、比較例２、３の、従来のＰＯＭと、従来のＭＣナイロンで形成したウォームホイールを、実機の電動パワーステアリング装置に組み込んで耐久試験を行った際の、バックラッシの増加量の比を示すグラフである。
【符号の説明】
８  ウォームギヤ機構
１１  ウォーム軸（小歯車）
１２  ウォームホイール（大歯車）
５０  減速機
Ｍ  電動モータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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