(57)【要約】【課題】静音性、耐摩耗性、寸法安定性、耐熱性、及び成形性に優れる電動パワーステアリング装置用減速ギヤ及び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の歯車減速機３０は、電動モータ１３から出力された操舵補助力が伝達されるウォーム３２と、ウォーム３２に噛み合い操舵補助力をステアリング軸１１に伝達するウォームホイール３１と、を備えている。ウォームホイール３１は、芯管４１と、芯管４１の外周部に一体的に設けられ外周面にギヤ歯４３が形成された環状の樹脂部４２と、で構成されており、樹脂部４２は、軟質繊維からなる強化材と熱可塑性樹脂とを含有する樹脂材料で構成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータから出力された操舵補助力が伝達される駆動歯車と、該駆動歯車に噛み合い前記操舵補助力をステアリング軸に伝達する従動歯車と、を備え、
前記従動歯車は、芯管と、該芯管の外周部に一体的に設けられ外周面にギヤ歯が形成された環状の樹脂部と、で構成され、
前記樹脂部は、軟質繊維からなる強化材と熱可塑性樹脂とを含有する樹脂材料で構成されている電動パワーステアリング装置用減速ギヤ。
【請求項２】
前記軟質繊維が有機繊維及びグラスウールの少なくとも一方である請求項１に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ。
【請求項３】
前記有機繊維がアラミド繊維及びポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維の少なくとも一方である請求項２に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂がポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、及びポリフェニレンサルファイドから選ばれる少なくとも１つである請求項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用減速ギヤ。
【請求項５】
ステアリング軸に入力された操舵力に応じて、前記操舵力を補助する操舵補助力を出力する電動モータと、前記操舵補助力を減速して前記ステアリング軸に伝達する歯車減速機と、を備え、前記歯車減速機として、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電動パワーステアリング装置用減速ギヤを備える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用減速ギヤ及び電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に組み込まれる電動パワーステアリング装置に用いられる歯車減速機としては、一組の歯車で大きな減速比が得られる等の理由から、一般的には、電動モータの回転軸に連結するウォームとウォームに噛み合うウォームホイールとから構成される電動パワーステアリング装置用減速ギヤが使用される。
このような電動パワーステアリング装置用減速ギヤでは、ウォームとウォームホイールの両方を金属製とすると、テアリングホイールの操作時に、歯打ち音や振動音等の騒音が発生するという不具合が生じやすい。そこで、外周面にギヤ歯が形成された環状の樹脂部を金属製の芯管の外周部に一体的に設けてなるウォームホイールを使用して、騒音対策を行っている。
【０００３】
樹脂部を構成する樹脂材料としては、例えば、特許文献１に示されるように、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアセタール、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）等のベース樹脂をガラス繊維、炭素繊維等の強化材で強化した樹脂組成物があげられる。また、ガラス繊維、炭素繊維等の強化材を含有しないＭＣナイロン（クオドラントポリペンコジャパン株式会社の登録商標）、ポリアミド６、ポリアミド６６等もあげられる。これらの中でも、性能とコストのバランスから、強化材を含有しないＭＣナイロンや、ガラス繊維で強化したポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６等が現在主流となっている。
【０００４】
電動パワーステアリング装置には、車室内に搭載されるコラムアシスト式とエンジンルーム内に搭載されるラックアシスト式があるが、上記の現在主流の樹脂材料は、特に、コラムアシスト式の電動パワーステアリング装置において好適に適用されることが多い。
しかしながら、電動パワーステアリング装置用減速ギヤのウォームホイールの材料として、ガラス繊維、炭素繊維等の強化材で強化した樹脂組成物を適用した場合には、強度、剛性、及び寸法安定性は著しく優れているものの、ガラス繊維、炭素繊維等の強化材はウォームへの攻撃性が強いため、騒音が発生するおそれがあった。したがって、静音性という点では、改良の余地があった。
【０００５】
また、通常の使用に伴う正常摩耗の進行によってウォームホイールのギヤ歯から脱落した強化材が、ウォームホイールのギヤ歯とウォームとの間に介在することにより、ギヤ歯の歯面のアブレシブ摩耗が促進されるおそれがあった。その結果、ステアリングの操舵感が経時的に変化するおそれがあった。さらに、強化材で強化した樹脂組成物を射出成形すると、ガラス繊維、炭素繊維等の強化材は射出成形機のスクリューも傷付けてしまうため、スクリューの寿命が短くなるおそれがあった。
【０００６】
ガラス繊維、炭素繊維等の強化材による相手部材（相手歯車や射出成形機のスクリューなど）の傷付きを改良する技術としては、例えば特許文献２〜４に開示の技術が知られている。特許文献２，３に開示の技術は、樹脂組成物中の樹脂を変性することによって、強化材が相手部材を傷付けることを抑制するというものである。また、特許文献４に開示の技術は、アラミド繊維のシートが充填された熱硬化性合成樹脂を用いることによって、強化材が相手部材を傷付けることを抑制するというものである。
【０００７】
しかしながら、特許文献２，３に開示の技術には、樹脂の変性に時間を要する、樹脂の結晶化速度が遅くなり樹脂組成物の成形サイクルが長くなるという問題があった。また、強化材としてガラス繊維を使用しているので、相手部材の傷付きを抑制する効果は十分ではなかった。さらに、特許文献４に開示の技術には、アラミド繊維のシートが用いられているため射出成形を行うことができず成形性が低いという問題があった。
【０００８】
一方、例えば、強化材を含有しないＭＣナイロンをウォームホイールの材料として適用した場合には、上記の静音性やアブレシブ摩耗の問題は生じないが、耐熱性の観点から、エンジンルーム内に搭載されるラックアシスト式への適用が困難であった。さらに、寸法安定性に寄与する強化材を樹脂材料が含有しないため、吸水による寸法安定性は改良の余地があった。さらに、ＭＣナイロンは、遠心成形時に重合、高分子量化するモノマーキャスティング製法により製造されるため、ハイサイクル成形が困難である。よって、製造面からのコスト低減策を講じることが非常に困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特公平６−６０６７４号公報
【特許文献２】特開平５−３０６３７１号公報
【特許文献３】特開平１０−１４１４７７号公報
【特許文献４】特開２００２−３９３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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、静音性、耐摩耗性、寸法安定性、耐熱性、及び成形性に優れる電動パワーステアリング装置用減速ギヤ及び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】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明の一態様に係る電動パワーステアリング装置用減速ギヤは、電動モータから出力された操舵補助力が伝達される駆動歯車と、該駆動歯車に噛み合い前記操舵補助力をステアリング軸に伝達する従動歯車と、を備え、前記従動歯車は、芯管と、該芯管の外周部に一体的に設けられ外周面にギヤ歯が形成された環状の樹脂部と、で構成され、前記樹脂部は、軟質繊維からなる強化材と熱可塑性樹脂とを含有する樹脂材料で構成されている。
【００１２】
この電動パワーステアリング装置用減速ギヤにおいては、前記軟質繊維が有機繊維及びグラスウールの少なくとも一方であってもよい。また、前記有機繊維がアラミド繊維及びポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維の少なくとも一方であってもよい。さらに、前記熱可塑性樹脂がポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、及びポリフェニレンサルファイドから選ばれる少なくとも１つであってもよい。
さらに、本発明の他の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力に応じて、前記操舵力を補助する操舵補助力を出力する電動モータと、前記操舵補助力を減速して前記ステアリング軸に伝達する歯車減速機と、を備え、前記歯車減速機として、前記電動パワーステアリング装置用減速ギヤを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電動パワーステアリング装置用減速ギヤ及び電動パワーステアリング装置は、静音性、耐摩耗性、寸法安定性、耐熱性、及び成形性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】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コラムアシスト式電動パワーステアリング装置の構成を説明する図である。
【図２】図１のコラムアシスト式電動パワーステアリング装置に備えられた電動パワーステアリング装置用減速ギヤの構成を示す部分断面図である。
【図３】図２の電動パワーステアリング装置用減速ギヤの斜視図である。
【図４】本発明に係る電動パワーステアリング装置の他の実施形態であるラックアシスト式電動パワーステアリング装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。自動車等の運転者によって操舵力が入力されるステアリングホイール１０が、ステアリング軸１１の上端に固定されている。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、ステアリング軸１１に入力された操舵力を補助する操舵補助力を出力する電動パワーステアリング装置が連結されている。この電動パワーステアリング装置は、ステアリング軸１１に入力された操舵力に応じて、その操舵力を補助する操舵補助力を出力する電動モータ１３と、その操舵補助力を減速してステアリング軸１１の下部軸１１ｂに伝達する歯車減速機３０と、を備えている。歯車減速機３０としては、ウォームギヤで構成される電動パワーステアリング装置用減速ギヤが用いられている。
【００１８】
ここで、歯車減速機３０（電動パワーステアリング装置用減速ギヤ）について詳細に説明する。歯車減速機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。そして、歯車減速機３０は、下部軸１１ｂの外周に嵌合されたウォームホイール３１（本発明の構成要件である「従動歯車」に相当する）と、ウォームホイール３１と噛み合う金属製のウォーム３２（本発明の構成要件である「駆動歯車」に相当する）と、を備えている。
【００１９】
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から出力された操舵補助力が、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。
【００２０】
運転者によってステアリングホイール１０に操舵力（回転力）が入力されると、ステアリング軸１１が回転するが、この操舵力はトーションバーにより検出される。そして、検出された操舵力に応じて、電動モータ１３の出力（操舵補助力）が制御される。電動モータ１３から出力された操舵補助力はウォーム３２に伝達され、歯車減速機３０により減速されつつ、ウォームホイール３１からステアリング軸１１の下部軸１１ｂに供給され、操舵力と合わされる。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。
【００２１】
ウォームホイール３１は、例えば金属製の芯管４１と、芯管４１の外周部に一体的に設けられ外周面に複数のギヤ歯４３が形成された環状の樹脂部４２と、で構成されている。そして、ウォームホイール３１の樹脂部４２は、軟質繊維からなる強化材と熱可塑性樹脂とを含有する樹脂材料で構成されている。なお、ウォーム３２は樹脂製とすることもできる。
このような本実施形態の電動パワーステアリング装置及び歯車減速機３０（電動パワーステアリング装置用減速ギヤ）は、軟質繊維からなる強化材と熱可塑性樹脂とを含有する樹脂材料でウォームホイール３１の樹脂部４２が構成されているため、静音性、耐摩耗性、寸法安定性、耐熱性、及び成形性に優れている。
【００２２】
詳述すると、本実施形態の電動パワーステアリング装置及び歯車減速機３０（電動パワーステアリング装置用減速ギヤ）は、ウォームホイール３１のギヤ歯４３が樹脂材料で構成されているため、静音性に優れている。また、樹脂材料の樹脂成分が熱可塑性樹脂であるため、ウォームホイール３１の樹脂部４２は成形性に優れている。さらに、樹脂材料が強化材で強化されているので、ウォームホイール３１の樹脂部４２は耐摩耗性、寸法安定性、耐熱性に優れている。
【００２３】
さらに、ウォームホイール３１の樹脂部４２は耐熱性に優れているので、本実施形態の電動パワーステアリング装置及び歯車減速機３０は、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置はもちろんのこと、エンジンルーム内に搭載されるためより高い耐熱性（例えば、使用環境温度が８０℃）が要求されるラックアシスト式電動パワーステアリング装置にも適用可能である。
【００２４】
さらに、ウォームホイール３１の樹脂部４２の強度、耐熱性が高いため、電動パワーステアリング装置及び歯車減速機３０を、例えば電動モータ１３の操舵補助力が大きい場合（例えば、コラムアシスト式電動パワーステアリング装置における操舵補助力の１．５倍）にも適用することができる。また、過酷な環境下で使用されるラックアシスト式電動パワーステアリング装置にも適用することができる。
【００２５】
ここで、ラックアシスト式電動パワーステアリング装置の構成の一例について、図４を参照しながら説明する。図４のラックアシスト式電動パワーステアリング装置は、ラック軸１０１と、ステアリング軸（図示せず）に連結する第１のピニオン１０５と、電動モータ１１０側の第２のピニオン１０６と、歯車減速機１３０と、を備えている。歯車減速機１３０は、操舵補助力を出力する電動モータ１１０の駆動軸に連結されたウォーム（図示せず）とウォームホイール（図示せず）とから構成されており、第２のピニオン１０６がウォームホイールに固定されている。また、第２のピニオン１０６はラック軸１０１に噛み合っている。
【００２６】
さらに、熱可塑性樹脂の種類は特に限定されるものではないが、ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド４６、及びポリフェニレンサルファイドから選ばれる少なくとも１つとすることができる。
さらに、強化材が軟質繊維からなるため、強化材がガラス繊維、炭素繊維である場合とは異なり、強化材による相手部材（相手歯車や射出成形機のスクリューなど）の傷付きや摩耗が抑制される。よって、ウォームホイール３１のギヤ歯４３の歯面やウォーム３２が摩耗しにくいので、ステアリングホイール１０の操舵感の経時的な変化が生じにくい。また、樹脂部４２を成形する射出成形機のスクリューが長寿命となる。
【００２７】
この軟質繊維は、有機繊維及びグラスウールの少なくとも一方とすることができる。有機繊維やグラスウールは、金属製のウォーム３２を過剰に損傷させることがない。また、有機繊維やグラスウールを使用することにより、静音性、耐摩耗性を損なうことなく優れた強度、寸法安定性、耐熱性が得られる。よって、本実施形態の電動パワーステアリング装置及び歯車減速機３０は、過酷な環境下で使用されるラックアシスト式電動パワーステアリング装置に適用しても十分な耐久信頼性を備える。
【００２８】
有機繊維としては、ポリアミド繊維（アラミド繊維、ナイロン繊維）、芳香族ポリイミド繊維、ポリエステル繊維（ポリアリレート繊維）、ポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維があげられ、これらのうち１種を単独で使用してもよいし２種類以上を併用してもよい。これらの有機繊維の中では、アラミド繊維及びポリ（パラフェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維の少なくとも一方が好ましい。
【００２９】
また、グラスウールは、遠心法で製造された繊維径１μｍ以上９μｍ以下のガラス繊維である。グラスウールは無機繊維であるが軟質であるため、強化材による相手部材（相手歯車や射出成形機のスクリューなど）の傷付きや摩耗が抑制される。
また、強化材は、サイジング剤による表面処理が施されたものであることが好ましい。サイジング剤の種類は特に限定されるものではないが、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビスマレイミド樹脂等のサイジング剤が好ましい。
【００３０】
さらに、樹脂材料における強化材の配合比は、３５質量％以下とすることが好ましい。３５質量％超過であると、樹脂材料の溶融流動性が低下して成形性が低くなり、成形性に優れる射出成形が行えなくなるおそれがある。
さらに、樹脂材料にナノサイズフィラーを添加して、耐久信頼性をさらに向上させてもよい。ナノサイズフィラーとしては、例えば、厚さ約１ｎｍの結晶が積層された層状結晶構造を有するモンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト等のスメクタイトが特に好適である。このスメクタイトの層状結晶を樹脂材料中に均一に分散させることによって、樹脂材料の強度、弾性率、寸法安定性等の機械的特性や、熱変形温度等の熱的特性を向上させることができる。
【００３１】
また、ナノサイズフィラーとして、ＰＯＳＳ（ｐｏｌｙｈｅｄｒａｌ  ｏｌｉｇｏｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）と呼ばれるナノマテリアルを使用してもよい。ＰＯＳＳは、有機−無機ハイブリッド材料の一つであり、その分子構造は、中央部にケイ素（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）からなる立方体状骨格を有し、その頂点に有機置換基が結合した籠型構造である。
樹脂材料におけるナノサイズフィラーの配合比は、０．１質量％以上３０質量％以下が好ましく、０．５質量％以上１５質量％以下がより好ましい。０．１質量％未満であると、機械的特性や熱的特性の向上効果が不十分となるおそれがあり、３０質量％超過であると、樹脂材料中でナノサイズフィラーが凝集してしまい、均一分散化を実現することが困難となるおそれがある。その結果、ナノサイズフィラーを多量に使用した効果が発現しないおそれがある。
【００３２】
さらに、樹脂材料は、酸化防止剤、潤滑剤等の添加剤を含有していてもよい。酸化防止剤を添加することにより、樹脂材料の成形時及び使用時の熱による劣化を抑制することができる。酸化防止剤としては、ヨウ化物系熱安定剤、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤があげられる。これらの酸化防止剤は、１種を単独で使用してもよいし２種類以上を併用してもよい。
【００３３】
さらに、ウォーム３２とウォームホイール３１は、グリース等の潤滑剤で潤滑してもよい。グリースの種類は特に限定されるものではないが、例えば基油はポリα−オレフィン油を主成分とするものとすることができ、増ちょう剤は、ウレア化合物（例えば、アミンとイソシアネートの反応で得られる）、Ｌｉ石けん、Ｌｉコンプレックス石けん、Ｂａ石けん、Ｂａコンプレックス石けん等の中から選択することができる。
基油には、ポリα−オレフィン油の潤滑性を改善するために、ジエステル油や芳香族エステル油を混合してもよい。その混合比は、基油全体の３０質量％以下が好ましい。
【００３４】
さらに、このグリースには、潤滑剤用の添加剤を添加してもよい。潤滑剤用の添加剤の例としては、アミン系、フェノール系等の酸化防止剤や、カルシウムスルホネート等の防錆剤や、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン等の極圧添加剤があげられる。また、モンタン酸エステルワックス、モンタン酸エステル部分けん化ワックス、ポリエチレンワックス、オレイン酸等の油性向上剤などがあげられる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、歯車減速機３０（電動パワーステアリング装置用減速ギヤ）がウォームとウォームホイールとからなる円筒ウォームギヤで構成される例を示して本発明を説明したが、歯車減速機３０はこれに限定されるものではなく、他の形式の歯車で構成されるものでも問題ないことは言うまでもない。例えば、平歯車，はすば歯車，傘歯車，ハイポイドギア等でもよい。いずれの形式の歯車であっても、従動歯車は、金属製の芯管の外周部に、外周面にギヤ歯が形成された環状の樹脂部を一体的に設けたものである。
【００３６】
以下に実施例を示して、本発明をさらに具体的に説明する。ウォームホイールの樹脂部に用いる樹脂材料として、４種の樹脂材料を用意した。実施例１の樹脂材料は、ポリアミド６６（旭化成株式会社製のレオナ（商品名）１３００Ｓ）に強化材としてパラ系アラミド繊維（帝人株式会社製のテクノーラ（商品名））を配合した樹脂組成物である。パラ系アラミド繊維の配合比は樹脂材料全体の２０質量％である。
【００３７】
また、実施例２の樹脂材料は、ポリアミド６６に強化材としてグラスウールを配合した樹脂組成物（ナノダックス株式会社製）である。グラスウールの配合比は樹脂材料全体の３３質量％である。
さらに、比較例１の樹脂材料は、ポリアミド６６にガラス繊維を配合したガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物（東レ株式会社製のアミラン（商品名）ＣＭ３００６Ｇ−３０）である。ガラス繊維の配合比は樹脂材料全体の３０質量％である。さらに、比較例２の樹脂材料は、ＭＣナイロン（クオドラントポリペンコジャパン株式会社製のＭＣ９０１）であり、強化材は配合されていない。
【００３８】
〔ウォームホイールのウォームに対する攻撃性の評価〕
ウォームホイールのウォームに対する攻撃性を評価するため、実施例１，２及び比較例１の樹脂材料を成形して板状試験片を作製し、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１８のＣ法に準拠して雰囲気温度２３℃においてすべり摩耗試験を行い、試験終了後の相手材（金属製円板）の損傷状態を評価した。すべり摩耗試験においては、ウォームギヤの状況を再現するために、板状試験片と相手材との間にグリース（基油：ポリα−オレフィン油、増ちょう剤：ウレア化合物）を介在させた。結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
比較例１の樹脂材料はガラス繊維で強化されているので、試験後の相手材の表面にガラス繊維による損傷痕が明確に認められた。これに対して、実施例１，２の樹脂材料はガラス繊維を含有しないため、相手材を攻撃することがなく、試験後の相手材の表面には損傷痕は認められず、表面状態は極めて良好であった。
これらの結果から、実施例１，２の樹脂材料でウォームホイールの樹脂部を製造すれば、従来のガラス繊維強化ポリアミド樹脂組成物でウォームホイールの樹脂部を製造した場合とは異なり、操舵時にガラス繊維がウォームを攻撃しながら摺動することによって生じる騒音を抑制できることが分かる。また、実施例１，２の樹脂材料は、射出成形時に射出成形機のスクリューを傷付けにくいと考えられる。
【００４１】
〔ウォームホイールの耐久性の評価〕
ウォームホイールの耐久性を評価するため、実施例１，２及び比較例１，２の樹脂材料を使用してウォームホイールを作製した。まず、外径４５ｍｍ、幅１３ｍｍのＳ４５Ｃ製の芯管にクロスローレット加工を施した後に、脱脂した。この芯管を、スプルー及びディスクゲートを装着した金型内に配置し、実施例１，２及び比較例１，２の樹脂材料を射出成形して、芯管の外周部に環状の樹脂部を一体的に形成し、外径６０ｍｍ、幅１３ｍｍのウォームホイールブランク材を得た。このウォームホイールブランク材の樹脂部の外周面を切削加工してギヤ歯を形成し、ウォームホイール試験体を得た。
【００４２】
このようにして得られたウォームホイール試験体を、実際の自動車の電動パワーステアリング装置に組み込み、雰囲気温度を８０℃に制御しつつ１０万回の操舵を行った。そして、試験後のウォームホイール試験体の樹脂部のギヤ歯に生じた破損や摩耗量により耐久性を評価した。耐久性については、ギヤ歯に歯元クラック等の破損が認められず、且つ、摩耗量が所定量以下であるものを合格と判定した。結果を表１に示す。
【００４３】
実施例１，２の樹脂材料を使用して作製したウォームホイール試験体は、１０万回の操舵の後もギヤ歯に歯元クラック等の損傷は認められず、また、摩耗量も少なく、問題なく作動したことから、合格と判定された。これに対して、比較例１の樹脂材料を使用して作製したウォームホイール試験体は、１０万回操舵後にギヤ歯に異常摩耗の発生が認められたため不合格であった。また、比較例２の樹脂材料を使用して作製したウォームホイール試験体は、樹脂材料の疲労強度不足が原因でギヤ歯に歯元クラック等の損傷が認められたため不合格であった。なお、ギヤ歯に歯元クラック等の損傷が認められたため、摩耗量の評価は行わなかった。
【００４４】
〔ウォームホイールの寸法安定性の評価〕
耐久性の評価に用いたものと同様のウォームホイール試験体を用いて寸法安定性の評価を行った。ウォームホイール試験体を温度８０℃、湿度９０％ＲＨの環境下に放置し、５００時間経過後に外径寸法の変化量を測定した。結果を表１に示す。前記環境下に５００時間放置した後の外径寸法の変化量が４０μｍ以下であった場合を合格とし、表１においては○印で示した。また、外径寸法の変化量が４０μｍ超過であった場合を不合格とし、表１においては×印で示した。
表１の結果から明らかなように、実施例１，２の樹脂材料を使用して作製したウォームホイール試験体は、ガラス繊維が３０質量％配合されたポリアミド６６と同等の寸法安定性を有している。
【符号の説明】
【００４５】
１１      ステアリング軸
１３      電動モータ
３０      歯車減速機（電動パワーステアリング装置用減速ギヤ）
３１      ウォームホイール（従動歯車）
３２      ウォーム（駆動歯車）
４１      芯管
４２      樹脂部
４３      ギヤ歯
【図１】
2016064714.tif 000004
【図２】
2016064714.tif 000005
【図３】
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【図４】
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