(57)【要約】      （修正有）【課題】減速歯車機構を収容するギヤボックスが軽量で信頼性が高く且つ寸法安定性及び耐熱性に優れる電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】電動パワーステアリング装置は、減速歯車機構３０を収容するハウジング部材３３Ａと、ハウジング部材３３Ａの開口部を覆うカバー部材３３Ｂとが、ボルト３３Ｃ及びナットにより締結され一体化されたギヤボックス３３を備えている。このハウジング部材３３Ａ及びカバー部材３３Ｂは、ボルト３３Ｃが挿通されるボルト穴を有する金属製の芯金３６Ｂをインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものである。この樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂を含有する材料である。【選択図】図２
2013112052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリング軸に入力された操舵トルクに応じて、前記操舵トルクを補助する補助トルクを出力する電動モータと、前記補助トルクを減速して前記ステアリング軸に伝達する減速歯車機構と、を備える電動パワーステアリング装置であって、
前記減速歯車機構を収容するハウジング部材と、該ハウジング部材の開口部を覆うカバー部材と、を有し、前記ハウジング部材及び前記カバー部材がボルトにより締結され一体化されたギヤボックスを備え、
前記ハウジング部材及び前記カバー部材は、前記ボルトが挿通されるボルト穴を有する金属製の芯金をインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものであり、
前記樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂を含有する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】
前記樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上で数平均分子量が１５０００以上３００００以下である半芳香族ポリアミド樹脂と、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方からなる繊維状補強材と、を含有する繊維強化樹脂組成物であり、該繊維強化樹脂組成物に含まれる前記繊維状補強材の割合は２０質量％以上５０質量％以下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。
【請求項３】
前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面に、接着剤を含有する接着剤層を備え、前記接着剤層は、前記芯金の表面上に形成された下層と、その上側に積層された上層とを備え、前記下層はフェノール樹脂系接着剤又はカップリング剤を含有し、前記上層はフェノール樹脂系接着剤を含有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面が粗面化されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動パワーステアリング装置は、自動車の運転者によってステアリングホイールを介してステアリング軸に操舵トルクが入力された場合に、この操舵トルクを補助する補助トルクとして電動モータの出力を、減速歯車機構を介してステアリング軸に伝達して、運転者の操舵を補助する装置である。
そして、コラム型の電動パワーステアリング装置においては、減速歯車機構を収容するギヤボックス、すなわち、減速歯車機構を収容する略筒状のハウジング部材と、該ハウジング部材にボルト等で取り付けられ該ハウジング部材の開口部を覆うカバー部材とが、アルミニウム合金等の金属材料で構成されている。
【０００３】
一方、近年においては、自動車の省資源化・省エネルギー化や、二酸化炭素排出量低減のための低燃費化が求められているため、自動車の軽量化が図られている。そのため、電動パワーステアリング装置についても、さらなる軽量化が求められ、金属で構成されているギヤボックスの軽量化が検討された。
金属で構成されているギヤボックスの軽量化を図るには、より比重の小さい材料、すなわち樹脂材料で構成すればよいが、単に材料を変更するだけでは、従来品と同等の品質を確保できないおそれがある。特に問題となるのは、樹脂製の構造体に金属製の部品を固定する方法である。
【０００４】
例えば、従来と同様に、ハウジング部材とカバー部材とをボルトで締結したり、ステアリング軸及びウォーム軸を支持する軸受をギヤボックスに直接圧入し固定したりすると、ボルトの軸力あるいは軸受の圧入力によって樹脂材料が劣化するおそれがあった。その結果、ボルトの軸力や軸受の圧入力が徐々に低下するため、最悪の場合にはボルトや軸受がギヤボックスから脱落してしまうおそれがあった。
【０００５】
このような信頼性の問題を改善する技術が、特許文献１に提案されている。特許文献１に開示の電動パワーステアリング装置は、操舵状態検出センサを収容するセンサハウジングと減速歯車機構を収容するギヤハウジングとから構成されるハウジングを全て樹脂材料で構成することにより、軽量化が図られている。このとき、センサハウジングとギヤハウジングは、それぞれレーザーエネルギー透過性を有する樹脂（ポリアミド系樹脂）及びレーザーエネルギー吸収性を有する樹脂（カーボン粉末が添加されたポリアミド系樹脂）で構成されており、組立て後にレーザーを照射して接合面を加熱溶着させることによって一体化されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９８２４６号公報
【特許文献２】特開２００５−２３１３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、レーザー溶着という接合方法は、例えば特許文献２に開示されているような手法を適用しなければ、信頼性の高い接合を実現することは難しいと考えられる。
また、特許文献１に開示の技術では、樹脂製のセンサハウジングとギヤハウジングを成形した後に、当該ハウジングに、ステアリング軸を支持する軸受を圧入し固定しているので、軸受の圧入力によって樹脂材料が劣化し、その圧入力が徐々に低下して、最悪の場合には軸受がハウジングから脱落してしまうおそれがあった。よって、信頼性において改善の余地があった。
【０００８】
さらに、センサハウジングとギヤハウジングを全てポリアミド系樹脂材料で構成しているため、吸水による変形が生じやすく、寸法安定性の面でも改善の余地があった。さらに、耐熱性（例えば高温剛性）も十分であるとは言えなかった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、減速歯車機構を収容するギヤボックスが軽量で信頼性が高く且つ寸法安定性及び耐熱性に優れる電動パワーステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の態様は次のような構成からなる。すなわち、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸に入力された操舵トルクに応じて、前記操舵トルクを補助する補助トルクを出力する電動モータと、前記補助トルクを減速して前記ステアリング軸に伝達する減速歯車機構と、を備える電動パワーステアリング装置であって、前記減速歯車機構を収容するハウジング部材と、該ハウジング部材の開口部を覆うカバー部材と、を有し、前記ハウジング部材及び前記カバー部材がボルトにより締結され一体化されたギヤボックスを備え、前記ハウジング部材及び前記カバー部材は、前記ボルトが挿通されるボルト穴を有する金属製の芯金をインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものであり、前記樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂を含有することを特徴とする。
【００１０】
このような電動パワーステアリング装置においては、前記樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上で数平均分子量が１５０００以上３００００以下である半芳香族ポリアミド樹脂と、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方からなる繊維状補強材と、を含有する繊維強化樹脂組成物であり、該繊維強化樹脂組成物に含まれる前記繊維状補強材の割合は２０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。
【００１１】
また、前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面に、接着剤を含有する接着剤層を備え、前記接着剤層は、前記芯金の表面上に形成された下層と、その上側に積層された上層とを備え、前記下層はフェノール樹脂系接着剤又はカップリング剤を含有し、前記上層はフェノール樹脂系接着剤を含有することが好ましい。
さらに、前記ハウジング部材及び前記カバー部材の少なくとも一方は、前記芯金の表面が粗面化されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の電動パワーステアリング装置は、ハウジング部材及びカバー部材が、金属製の芯金をインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されており、ボルトにより締結され一体化されている上、前記樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂を含有しているので、ギヤボックスが軽量で信頼性が高く且つ寸法安定性及び耐熱性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。
【図２】減速歯車機構の構成を示す部分断面図である。
【図３】減速歯車機構の構成を示す部分断面図である。
【図４】ギヤボックスのカバー部材の図である。
【図５】ギヤボックスのハウジング部材の図である。
【図６】変形例の電動パワーステアリング装置が備える減速歯車機構の構成を示す部分断面図である。
【図７】図６の電動パワーステアリング装置が備えるギヤボックスのカバー部材の図である。
【図８】図６の電動パワーステアリング装置が備えるギヤボックスのハウジング部材の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明に係る電動パワーステアリング装置の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一実施形態である、自動車のコラム式電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。また、図２，３は、図１の電動パワーステアリング装置が備える減速歯車機構の構成を示す部分断面図であり、図２は、ステアリング軸に直交する平面で切断した部分断面図であり、図３は、ステアリング軸に平行な平面で切断した部分断面図である。さらに、図４は、ギヤボックスのカバー部材をステアリング軸の軸方向上端部側から見た図であり、図５は、ギヤボックスのハウジング部材をステアリング軸の軸方向上端部側から見た図である。なお、各図における格子状のハッチングは、この部分が樹脂で構成されている部分であることを示している。
【００１５】
図１の電動パワーステアリング装置は、自動車の運転者によってステアリングホイール１０に入力された操舵トルクが伝達されるステアリング軸１１を備えている。このステアリング軸１１は、図示しないトーションバーで連結された上部軸１１ａと下部軸１１ｂとで構成されており、ステアリング軸用ハウジング１２の内部に、軸心を中心に回転自在に支持されている。ステアリング軸用ハウジング１２は、下部を車両の前方に向けて傾斜させた姿勢で、車室内部の所定位置に固定されている。なお、ステアリングホイール１０は、ステアリング軸用ハウジング１２から突出している上部軸１１ａの上端に固定されている。
【００１６】
ステアリング軸１１の回転を左右の転舵輪（図示せず）の運動に変換するラックアンドピニオン機構２０は、軸方向に移動可能なラック２１と、ラック２１の軸心に対して斜めに支持されラック２１の歯に噛み合う歯を備えたピニオン２２と、ラック２１及びピニオン２２を支持する筒状のラック用ハウジング２３と、を備えている。そして、ラックアンドピニオン機構２０は、その長手方向が車両の幅方向に沿うようにして、車両の前部のエンジンルーム内にほぼ水平に配置されている。
【００１７】
ピニオン２２の上端部とステアリング軸１１の下部軸１１ｂの下端部とは、２個の自在継手２５，２６を介して連結されているので、ステアリング軸１１の回転がラックアンドピニオン機構２０によってラック２１の左右方向のスライド運動に変換され、ラック２１の両端部に連結された図示しない転舵輪が転舵される。
ステアリング軸１１の下部軸１１ｂには、前記操舵トルクを補助する補助トルクを下部軸１１ｂに供給する操舵補助機構が連結されている。この操舵補助機構は、下部軸１１ｂに連結された例えばウォームギヤで構成される減速歯車機構３０と、補助トルクを出力し減速歯車機構３０に供給する電動モータ１３と、を備えている。
【００１８】
減速歯車機構３０は、ステアリング軸用ハウジング１２に連続して設けられたギヤボックス３３に収容されている。詳述すると、略筒状のハウジング部材３３Ａの内部に減速歯車機構３０が収容され、ハウジング部材３３Ａの開口部がカバー部材３３Ｂによって覆われている。そして、ハウジング部材３３Ａとカバー部材３３Ｂとは、ボルト３３Ｃによって締結され一体化されている。
【００１９】
ハウジング部材３３Ａとカバー部材３３Ｂはいずれも、金属製の芯金３６Ａ，３６Ｂをインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものである。この樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂を含有する材料である。両芯金３６Ａ，３６Ｂはボルト穴３７を有しているので、両ボルト穴３７にボルト３３Ｃを挿通した上でナットで締め付けるなどすれば、ハウジング部材３３Ａとカバー部材３３Ｂとを一体化することができる。
【００２０】
ここで、減速歯車機構３０の構成を、図２，３を参照しながら説明する。減速歯車機構３０は、下部軸１１ｂの外周に嵌合されたウォームホイール３１と、ウォームホイール３１と噛み合うウォーム３２とを備えている。ウォーム３２の両端にはウォーム軸３２ａ，３２ｂが一体的に形成されており、これらウォーム軸３２ａ，３２ｂはそれぞれ、ギヤボックス３３に圧入固定された転がり軸受３４ａ，３４ｂによって回転自在に支持されている。また、ギヤボックス３３には、例えばボルト締結等の手段により電動モータ１３が取り付けられており、この電動モータ１３の駆動軸１３ａとウォーム軸３２ｂとが、例えばスプライン結合又はセレーション結合している。
ウォームホイール３１は下部軸１１ｂと連結しているので、電動モータ１３の回転（補助トルク）が、ウォーム３２及びウォームホイール３１を介して減速されつつ下部軸１１ｂに伝達されることとなる。
【００２１】
運転者によってステアリングホイール１０に操舵トルク（回転力）が入力されると、ステアリング軸１１が回転するが、この操舵トルクはトーションバーにより検出される。そして、検出された操舵トルクに基づいて、電動モータ１３の出力（操舵を補助する回転力）が制御される。電動モータ１３の出力（補助トルク）は減速歯車機構３０により減速されつつ、ステアリング軸１１の下部軸１１ｂに供給され、前記操舵トルクと合わされる。そして、このステアリング軸１１の回転に伴ってピニオン２２が回転し、このピニオン２２の回転がラックアンドピニオン機構２０によってラック２１の左右方向のスライド運動に変換され、転舵輪が駆動されて自動車が操舵される。
【００２２】
ここで、ギヤボックス３３について、図２〜５を参照しながらさらに詳細に説明する。前述したように、ハウジング部材３３Ａ及びカバー部材３３Ｂはいずれも、金属製の芯金３６Ａ，３６Ｂをインサートとした樹脂材料のインサート成形によって製造されたものであり、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面の一部又は全部が樹脂材料で覆われている。
【００２３】
なお、図２〜５のギヤボックス３３は、電動モータによる補助トルクが比較的小さい、軽自動車又は排気量１５００ｃｃ以下の小型車に搭載する電動パワーステアリング装置に好適なものである。一方、図６〜８のギヤボックス３３は、芯金３６Ａ，３６Ｂが補強のためのアーム４０を備えているので、図２〜５の例と比べて電動モータによる補助トルクが比較的大きい、中・大型車に搭載する電動パワーステアリング装置に好適なものである。図６は、減速歯車機構３０の構成を示す部分断面図であり、ステアリング軸１１に平行な平面で切断した断面図である。また、図７は、ギヤボックス３３のカバー部材３３Ｂをステアリング軸１１の軸方向上端部側から見た図であり、図８は、ギヤボックス３３のハウジング部材３３Ａをステアリング軸１１の軸方向上端部側から見た図である。
【００２４】
ギヤボックス３３を構成するハウジング部材３３Ａ及びカバー部材３３Ｂは、芯金３６Ａ，３６Ｂ以外の部分が樹脂材料で構成されているので、全体が金属材料で構成されている従来のギヤボックスと比べて軽量であり、全体が樹脂材料で構成されている従来のギヤボックスと比べて寸法安定性に優れている。また、樹脂材料は、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂を含有しているので、ギヤボックス３３は耐熱性（例えば高温剛性）に優れる。
【００２５】
さらに、ハウジング部材３３Ａの芯金３６Ａとカバー部材３３Ｂの芯金３６Ｂは、ボルト３３Ｃが挿通されるボルト穴３７を有しているので、ハウジング部材３３Ａとカバー部材３３Ｂをボルト３３Ｃで固定することができる。よって、両者３３Ａ，３３Ｂの接合強度が高い。また、ボルト３３Ｃの軸力によって樹脂材料が劣化するおそれがない。よって、ボルト３３Ｃの軸力が低下してボルト３３Ｃがギヤボックス３３から脱落してしまうおそれがほとんどなく、信頼性が高い。
【００２６】
なお、インサート成形によって芯金３６Ａ，３６Ｂのボルト穴３７の周辺部分が樹脂材料で覆われてしまう場合は、この部分の樹脂材料の劣化によってボルト３３Ｃの軸力が低下することが懸念される。よって、ボルト穴３７の周辺部分が樹脂材料で覆われないように、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面の出代を十分に確保することが好ましい。また、芯金３６Ａ，３６Ｂのボルト穴３７の周辺部分には、ギヤボックス３３内に封入されているグリース等の潤滑剤が外部に漏出することを防ぐために、Ｏリング等の密封部材を装着する溝を設けてもよい。
【００２７】
さらに、インサート成形法によれば、転がり軸受３４ａ，３４ｂ（あるいは、ステアリング軸１１を挿通するためにインサートされる転がり軸受３５ａ，３５ｂ及び軸受用金属製スリーブ３８や、転がり軸受３４ａ，３４ｂを圧入固定するためにインサートされる金属製スリーブ３９）を、樹脂材料の射出成形と同時に樹脂製の構造体と一体化させることが可能である。すなわち、インサート成形法によれば、射出成形と同時に樹脂部分と金属部品（インサート）との一体化が達成される。よって、樹脂材料の成形後に金属部品を圧入する必要がないので、製造工程を簡略化することができる。また、インサート成形法を用いれば、転がり軸受３４ａ，３４ｂがハウジング部材３３Ａに圧入されることなく固定されるので、圧入力による樹脂材料の劣化が生じるおそれがない。よって、転がり軸受３４ａ，３４ｂがギヤボックス３３から脱落するおそれがほとんどなく、信頼性が高い。なお、スリーブ３８，３９の軸方向幅を、転がり軸受３４ｂ，３５ａの軸方向幅よりも大きくすることが好ましい。
【００２８】
さらに、インサート成形法によれば、全体がアルミ合金で構成されている従来のギヤボックスと比べて、ギヤボックス３３を低コストで製造することができる。全体がアルミ合金で構成されている従来のギヤボックスを製造する際には、アルミ合金の二次加工工程が必要となるが、インサート成形法によれば、この工程が不要となるからである。
【００２９】
インサート成形法を行う際には、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面に、接着剤を含有する接着剤層を予め設けておくことが好ましい。すなわち、表面に接着剤層を被覆した芯金３６Ａ，３６Ｂをインサートとして用いてインサート成形法を行うことが好ましい。そうすれば、芯金３６Ａ，３６Ｂと樹脂材料とが接着剤により強固に接着されるため、ハウジング部材３３Ａとカバー部材３３Ｂの寸法安定性が良好なものとなる。接着剤層を設ける方法は特に限定されるものではないが、接着剤を含有する溶液又は接着剤そのものの塗布や噴霧があげられる。
【００３０】
以下に、芯金３６Ａ，３６Ｂを構成する金属材料、インサート成形法に用いる樹脂材料、及び接着剤について詳細に説明する。
芯金３６Ａ，３６Ｂを構成する金属材料の種類は特に限定されるものではないが、例えば、Ｓ５３Ｃ等の機械構造用炭素鋼、ＳＵＪ２等の軸受鋼、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）、ＳＵＳ４３０，ＳＵＳ４１０等のステンレス鋼を使用することができる。ただし、軽量化の観点から、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム合金等の軽金属が好適である。
【００３１】
なお、芯金３６Ａ，３６Ｂと樹脂材料との密着性を高めるために、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面を粗面化することが好ましい。表面を粗面化した芯金３６Ａ，３６Ｂを用いれば、芯金３６Ａ，３６Ｂに接着剤層を設けた場合は接着剤による接着力を高めることができるし、接着剤層を設けない場合でも芯金３６Ａ，３６Ｂと樹脂材料との密着性を高めることができる。芯金３６Ａ，３６Ｂの表面を粗面化する方法は特に限定されるものではないが、ショットブラスト法や化学エッチング法が好適である。
【００３２】
次に、接着剤層について説明する。接着剤層は単層でも差し支えないが、複数の接着剤層を積層してなるものでもよい。複数の接着剤層を積層する場合には、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面上に形成する下層には、フェノール樹脂を含有するフェノール樹脂系接着剤を用いることが好ましい。また、接着剤の代わりに、プライマーとしてカップリング剤を用いてもよい。そして、下層の上側に積層される上層には、フェノール樹脂を含有するフェノール樹脂系接着剤を用いることが好ましい。
【００３３】
ポリアミド樹脂とフェノール樹脂は相溶性が良好であるため、接着剤層の上層にフェノール樹脂系接着剤を用いると、芯金３６Ａ，３６Ｂと樹脂材料とがフェノール樹脂系接着剤によって非常に強固に接着される。よって、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面を粗面化しなくても、十分に強固な接着力が得られる。ただし、芯金３６Ａ，３６Ｂの表面を粗面化した方が、接着力がより高くなることは勿論である。
下層に使用する接着剤に含有されるフェノール樹脂は、具体的にはレゾール型フェノール樹脂が好ましく、フェノール類とホルムアルデヒドとを塩基性触媒の存在下で反応させることによって得られる。
【００３４】
また、下層に使用する接着剤にはエポキシ樹脂を含有させてもよく、具体的にはグリシジル型のものが好ましく、エピクロロヒドリンと活性水素化合物とから得られる。この活性水素化合物としては、フェノール誘導体類，グリコール類，有機酸類，アミン類等があげられるが、接着剤としての保存安定性やコスト面を考慮するとフェノール誘導体が好適である。なお、下層に使用する接着剤の具体例としては、ロードファーイースト社製のＸＰＪ−６０があげられる。
【００３５】
さらに、接着剤の代わりにプライマーとして使用するカップリング剤の種類は、特に限定されるものではないが、シラン系，クロム系，チタン系，アルミネート系のカップリング剤が好ましい。ただし、現在はシラン系カップリング剤が主流である。シラン系カップリング剤は、金属製の芯金３６Ａ，３６Ｂと結合するシラノール基を分子の一端に有し、樹脂材料（又は上層）と結合可能な有機官能基を分子の他端に有している。
【００３６】
本発明においては、各種樹脂材料に対する反応性の高さから、シラン系カップリング剤の中でもアミノシラン系カップリング剤が特に好適である。アミノシラン系力ップリング剤としては、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランが好適である。なお、アミノシラン系力ップリング剤の具体例としては、信越シリコーン株式会社製のＫＢＰ−４０やＫＢＰ−４３があげられる。
【００３７】
下層を形成する際には、イソプロピルアルコール，メチルエチルケトン，メチルイソブチルケトン等の有機溶剤、又はこれらの混合溶剤に、前記接着剤を０．５〜２０質量％の濃度になるように溶解させた有機溶剤溶液を用いることができる。また、接着剤の代わりにカップリング剤を用いる場合には、０．１〜２．０質量％の濃度になるように、前記カップリング剤を水，アルコール，又は水とアルコールの混合溶剤で希釈して用いることができる。
【００３８】
そして、接着剤の有機溶剤溶液又はカップリング剤の希釈液を、浸漬、噴霧、塗付（刷毛塗り）等の方法により芯金の表面に配して、厚さ０．５〜５μｍの膜状とし、室温下で乾燥した後に、例えば１５０〜２５０℃で５〜３０分間乾燥・硬化させると、下層が芯金に焼き付けられる。
一方、上層に使用する接着剤としては、レゾール型フェノール樹脂を主成分とする接着剤組成物を、５〜４０質量％の固形分濃度で有機溶剤に溶解させた有機溶剤溶液を用いることが好ましい。レゾール型フェノール樹脂を主成分とする接着剤組成物としては、例えば、ロードファーイースト社製のＴＳ１６７７−１３や、東洋化学研究所製のメタロックＮ−１５、メタロックＮ−２３（これらは、若干量のエポキシ樹脂を含有する）があげられる。
【００３９】
そして、この有機溶剤溶液を、浸漬、噴霧、塗付（刷毛塗り）等の方法により芯金の表面に配して、厚さ０．５〜５μｍの膜状とし、室温下で乾燥した後に、例えば１００〜１５０℃で数分〜３０分間乾燥・硬化させると、インサート成形時の高温高圧の溶融樹脂によって流失されない程度の半硬化状態で、上層が芯金に焼き付けられる。そして、インサート成形時の溶融樹脂からの熱、さらには、それに引き続く二次加熱（例えば、１５０℃で２時間の熱処理）によって、上層が完全に硬化する。
【００４０】
次に、樹脂材料について説明する。樹脂材料としては、前述したように、ガラス転移温度が８０℃以上であるポリアミド樹脂が使用されるが、ガラス転移温度が８０℃以上で数平均分子量が１５０００以上３００００以下である半芳香族ポリアミド樹脂と、有機繊維及び無機繊維の少なくとも一方からなる繊維状補強材と、を含有する繊維強化樹脂組成物が好ましい。そして、成形品の耐久信頼性、耐衝撃性を考慮すると、半芳香族ポリアミド樹脂の数平均分子量は、１５０００以上３００００以下がより好ましく、２００００以上２８０００以下がさらに好ましい。
【００４１】
なお、半芳香族ポリアミド樹脂とは、芳香族モノマーと脂肪族モノマーとを重合させてなるポリアミド樹脂である。例えば、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとの重合体や、芳香族ジアミンと脂肪族ジカルボン酸との重合体があげられる。半芳香族ポリアミド樹脂は、分子構造中にベンゼン環を有しているため、脂肪族ポリアミド樹脂と比べて耐熱性等の諸物性が優れている。
【００４２】
半芳香族ポリアミド樹脂のガラス転移温度が、ギヤボックス３３が常用される温度以上の８０℃以上であると、使用時に高温（例えば８０℃）での剛性低下がほとんど無く、また、高温でのクリープ変形が実用上無視できるレベルに抑えられる。例えば、ナイロン６やナイロン６６は、ガラス転移温度が約６０℃であるため、高温（例えば８０℃）での剛性低下が生じる。
【００４３】
半芳香族ポリアミド樹脂の種類は特に限定されるものではないが、具体例としては、アジピン酸ユニットにテレフタル酸を一部共重合させた半芳香族ナイロンであるナイロン６Ｔ／６Ｉ（三井化学株式会社製のＡｒｌｅｎ）、ナイロン６Ｔ／６Ｉ／６−６（ソルベイアドバンストポリマーズ社製のＡｍｏｄｅｌ）、ナイロン６Ｔ（Ｄｕ  Ｐｏｎｔ社製のＺｙｔｅｌ  ＨＴＮ）、ナイロン９Ｔ（クラレ株式会社製のＧｅｎｅｓｔａｒ）があげられる。
【００４４】
これらの半芳香族ポリアミド樹脂は、例えばナイロン６やナイロン６６と比較して、吸水性が低い。よって、ギヤボックス３３は、優れた寸法安定性（吸水による寸法変化が小さい）及び環境信頼性（吸水による強度低下が小さい）を有している。
また、繊維状補強材の種類は特に限定されるものではないが、アラミド繊維等の有機繊維や、ガラス繊維，炭素繊維，金属繊維（金属の種類はステンレス，鉄，アルミニウム等があげられる）等の無機繊維が好適である。あるいは、有機繊維と無機繊維を併用してもよい。
【００４５】
繊維強化樹脂組成物における繊維状補強材の含有量は、１０〜５０質量％が好ましい。１０質量％未満であると、樹脂材料の機械的強度及び寸法安定性が不十分となるおそれがあり、５０質量％超過であると、樹脂材料の靭性や耐冷熱衝撃性が不十分となるおそれがある。このような不都合がより生じにくくするためには、繊維強化樹脂組成物における繊維状補強材の含有量は、２０〜５０質量％とすることがより好ましく、２５〜４５質量％とすることがさらに好ましい。
【００４６】
このような繊維強化樹脂組成物には、その物性を向上させるために、目的に応じて種々の添加剤を添加してもよい。例えば、ポリアミド樹脂の結晶化度を高めるために、結晶核剤を添加してもよい。結晶核剤の種類は特に限定されるものではないが、タルク、シリカ等の無機微粒子や、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム等の金属酸化物があげられる。結晶核剤の添加量は、繊維強化樹脂組成物の０．０１質量％以上５質量％以下が好ましく、０．０３質量％以上３質量％以下がより好ましい。
【００４７】
また、ポリアミド樹脂の酸化劣化を抑制する目的で、繊維強化樹脂組成物に酸化防止剤を配合してもよい。酸化防止剤の種類は特に限定されるものではないが、アミン系酸化防止剤、フェノール系酸化防止剤、ハイドロキノン系酸化防止剤があげられる。
アミン系酸化防止剤としては、２，２，４−トリメチル−１，２−ジヒドロキノリンポリマーに代表されるアミン・ケトン系酸化防止剤や、ｐ，ｐ’−ジクミルジフェニルアミンに代表されるジアリルアミン系酸化防止剤や、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミンに代表されるｐ−フェニレンジアミン系酸化防止剤があげられる。
【００４８】
フェノール系酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールに代表されるモノフェノール系酸化防止剤や、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）に代表されるポリフェノール系酸化防止剤があげられる。
ハイドロキノン系酸化防止剤としては、２，５−ジ−ｔ−ブチルヒドロキノンがあげられる。
【００４９】
さらに、繊維強化樹脂組成物には、上記のアミン系，フェノール系，及びハイドロキノン系の酸化防止剤と共に、過酸化物分解型酸化防止剤（二次酸化防止剤）を併用してもよい。二次酸化防止剤としては、２−メルカプトベンズイミダゾールのような硫黄系二次酸化防止剤やトリス（ノニル化フェニル）フォスファイトのようなリン系二次酸化防止剤があげられる。
【００５０】
なお、上記のような酸化防止剤の配合量は、ポリアミド樹脂に対して０．１質量％以上３．０質量％以下程度が好ましいが、酸化防止剤の種類によっては、ブルームしない範囲あるいはポリアミド樹脂の物性に悪影響を及ぼさない範囲であれば、それ以上の量を配合してもよい。
さらに、繊維強化樹脂組成物には、光安定剤、帯電防止剤、可塑剤、無機又は有機難燃剤、その他補強材等を、必要に応じて適宜添加してもよい。
【００５１】
〔実施例〕
以下に実施例をあげて、本発明をさらに具体的に説明する。電動パワーステアリング装置のギヤボックスの製造方法について、以下に説明する。
まず、ハウジング部材及びカバー部材のアルミニウム合金製芯金（図４，５に示す形状の芯金）にエアーブラスト等の処理を施して、芯金の表面を粗面化した。次に、粗面化した芯金の表面にフェノール樹脂系接着剤（プライマーでもよい）を塗布した後に、室温下で風乾させ、さらに続けて１５０〜２５０℃の高温で処理して焼付けし完全に硬化させることにより、接着剤層の下層を形成した。
【００５２】
さらに、下層の上に上層用のフェノール樹脂系接着剤を塗布した後に、室温下で風乾させ、さらに続けて熱処理して上層用の接着剤を半硬化状態で焼き付けることにより、接着剤層の上層を形成した。
このようにして得られた芯金と、ステアリング軸を挿通するための金属製スリーブ及びウォーム軸を支持する転がり軸受を圧入固定するための金属製スリーブとを、インサートとして金型内にセットし、樹脂材料のインサート成形を行った。
【００５３】
樹脂材料としては、３５質量％のガラス繊維と６５質量％の半芳香族ナイロンとからなる樹脂組成物である三井化学株式会社製のアーレンＡ３３５（表１においては「樹脂材料Ａ」と記す）、４５質量％のガラス繊維と５５質量％の半芳香族ナイロンとからなる樹脂組成物であるソルベイアドバンストポリマーズ社製のアモデルＡＳ−１１４５ＨＳ（表１においては「樹脂材料Ｂ」と記す）、４５質量％のガラス繊維と５５質量％のナイロン６６とからなる樹脂組成物であるデュポン社製のザイテルＨＴＮ  ５１Ｇ４５ＨＳＬ（表１においては「樹脂材料Ｃ」と記す）、３５質量％のガラス繊維と６５質量％の半芳香族ナイロンとからなる樹脂組成物であるクラレ株式会社製のジェネスタＧ１３００Ａ（表１においては「樹脂材料Ｄ」と記す）、３０質量％のガラス繊維と７０質量％のナイロン６６とからなる樹脂組成物である東洋紡株式会社製のグラマイドＴ６６３Ｇ３０（表１においては「樹脂材料Ｅ」と記す）、又は、３０質量％のガラス繊維と７０質量％のナイロン６とからなる樹脂組成物である宇部興産株式会社製のＵＢＥ  ＮＹＬＯＮ  １０１５ＧＵ６（表１においては「樹脂材料Ｆ」と記す）を使用した。
【００５４】
【表１】
2013112052.tif 000003
【００５５】
インサート成形により得られたハウジング部材及びカバー部材を、ボルト及びナットにより締結し一体化して、ギヤボックスを完成させた。
表１に示すように、樹脂材料の種類が異なる６種のギヤボックス（実施例１〜４及び比較例１，２）を製造した。そして、これらのギヤボックスについて、落錘衝撃試験及び吸湿試験を行った。
【００５６】
まず、落錘衝撃試験（吸水処理前）について説明する。−４０℃，２５℃，８０℃の各温度環境下において、ギヤボックスに対して約５０ｇの錘を７５ｃｍの高さから自由落下させ、ギヤボックスの表面に生じる損傷の程度を確認した。
ギヤボックスの表面に付いた圧痕の深さが１５０μｍ以下であった場合は合格と評価して、表１においては○印で示した。また、ギヤボックスの表面に付いた圧痕の深さが１５０μｍ超過であった場合、又は、ひび割れ、クラックが発生した場合は、不合格と評価して、表１においては×印で示した。
【００５７】
表１から分かるように、実施例１〜４のギヤボックスは、ガラス転移温度が８０℃以上である高温剛性に優れたポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、ガラス転移温度が低いポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されている比較例１，２と比べて、−４０℃及び２５℃は勿論のこと、８０℃の高温環境下においても損傷が小さかった。
【００５８】
次に、吸水処理を施した後の落錘衝撃試験について説明する。ギヤボックスを温度８０℃、湿度９０％ＲＨの環境下に３００時間保持して吸水させた後、２５℃の温度環境下において前述と同様の落錘衝撃試験を行い、ギヤボックスの表面に生じる損傷の程度を確認した。なお、合否の判定基準は、前述の落錘衝撃試験と同様である。
表１から分かるように、実施例１〜４のギヤボックスは、低吸水性の半芳香族ポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、吸水率の大きいポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されている比較例１，２と比べて、損傷が小さかった。
【００５９】
次に、吸湿試験について説明する。ギヤボックスを温度８０℃，湿度９０％ＲＨの環境下に５００時間保持して吸湿させた後に、ギヤボックスの外径寸法を測定した。そして、吸湿前後での外径寸法の変化量が３０μｍ未満のものは、寸法安定性が良好と判断して合格とし、表１においては○印で示し、３０μｍ以上のものは不合格として、表１においては×印で示した。
表１から分かるように、実施例１〜４のギヤボックスは、低吸水性の半芳香族ポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、寸法安定性が良好であった。一方、比較例１，２のギヤボックスは、吸水率の大きいポリアミド樹脂を含有する樹脂材料で構成されているため、不合格であった。
【符号の説明】
【００６０】
１１      ステアリング軸
１３      電動モータ
３０      減速歯車機構
３３      ギヤボックス
３３Ａ    ハウジング部材
３３Ｂ    カバー部材
３３Ｃ    ボルト
３６Ａ，３６Ｂ    芯金
３７      ボルト穴
【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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【図７】
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【図８】
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