(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車部が、熱硬化性樹脂と、繊維長が１〜１０ｍｍである単繊維状のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維とを必須の構成成分として含有する樹脂成形材料にて形成されてなるものであることを特徴とする電動パワーステアリング装置用樹脂歯車。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂が、フェノール樹脂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用樹脂歯車。
【請求項３】
前記フェノール樹脂が、重量平均分子量が３０００以上のフェノール樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車。
【請求項４】
前記樹脂成形材料が、更に補強繊維を含有して構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車。
【請求項５】
操舵補助力発生用電動アクチュエータの回転を、ウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールとを介して車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、該ウォームホイールとして、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を用い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６】
操舵補助力発生用電動アクチュエータの回転を、駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛み合う従動ギヤとを介して車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、該駆動ギヤ及び／又は該従動ギヤとして、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を用い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７】
操舵補助力発生用電動アクチュエータの回転を、駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛み合う中間ギヤと、該中間ギヤに噛み合う従動ギヤとを介して車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、該駆動ギヤ、該中間ギヤ及び該従動ギヤのうちの少なくとも何れか一つとして、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を用いたことを特徴とす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樹脂歯車及びそれを備えた電動パワーステアリング装置に係り、特に、高出力の操舵補助力発生用電動アクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置において好適に採用され得る電動パワーステアリング装置用樹脂歯車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車においては、運転者に快適な操作性を提供することを目的として、ハンドル（ステアリングホイール）操舵力を補助するための機構を備えたパワーステアリング装置が広く採用されており、特に、軽自動車や小型自動車においては、操舵補助力発生用の電動アクチュエータの回転を、所定のギヤ等を介して減速させて、車輪に伝達する、電動パワーステアリングが採用されている。ここで、そのような電動パワーステアリング装置においては、電動アクチュエータの回転を車輪に伝達するギヤ（特に、従動ギヤ）として、一般に、ハブ部たる金属製スリーブ等の外周面上に合成樹脂製の歯車部が設けられてなる構造のもの（樹脂歯車）が用いられているのであり、そのような樹脂歯車の採用により、電動パワーステアリング装置の軽量化及び低騒音化が図られると共に、軽自動車等の低燃費化も有利に実現されている。【０００３】
その一方、車重が２トン近くにもなる大型自動車においては、操舵補助力として、エンジンの動力を用いる油圧式パワーステアリング装置が一般的に採用されているが、近年、環境問題の観点から車両の低燃費化が要望されているところから、かかる大型自動車にあっても、その低燃費化に大きく寄与し得る電動パワーステアリング装置の採用が望まれている。【０００４】
しかしながら、電動パワーステアリング装置を大型自動車に搭載するに際しては、その電動アクチュエータとして、軽自動車や小型自動車のものより高出力の電動アクチュエータが必要とされるところ、従来の樹脂歯車にあっては、そのような高出力化された電動アクチュエータに耐え得るだけの十分な強度、及び耐久性を有するものではなかった。【０００５】
そこで、高出力化された電動アクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置においても有利に用いられ得るような、優れた機械的強度及び耐久性を有する電動パワーステアリング装置用樹脂歯車の研究、開発が進められているのであり、例えば、本願に係る一の出願人は、先に、特許文献１（特開２００２−３９３２９号公報）において、アラミド樹脂が充填された熱硬化性合成樹脂によって形成された樹脂歯車（ウォームホイール）、及びそれを備えた電動式舵取装置を、提案している。【０００６】
しかしながら、かかる特許文献１において提案されている如き樹脂歯車（ウォームホイール）にあっても、ある程度の機械的強度及び耐久性等の向上は認められるものの、未だ十分なものではなかったため、より優れた機械的強度及び耐久性を発揮し得る電動パワーステアリング装置用樹脂歯車の開発が、強く望まれているのが現状である。【０００７】
【特許文献１】特開２００２−３９３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為されたものであって、その解決すべき課題とするところは、高出力の電動アクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置に使用した場合にあっても、歯欠け等を生じない、機械的強度及び耐久性に優れた電動パワーステアリング装置用樹脂歯車、及び、かかる樹脂歯車を備えた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そして、本発明者等は、そのような課題を解決すべく、鋭意検討を重ねたところ、歯車部を、熱硬化性樹脂と、繊維長が１〜１０ｍｍである単繊維状のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維とを必須の構成成分として含有する樹脂成形材料にて形成してなる樹脂歯車にあっては、優れた機械的強度及び耐久性を有することを見出し、本発明を完成するに至ったのである。
【００１０】
すなわち、本発明は、歯車部が、熱硬化性樹脂と、繊維長が１〜１０ｍｍである単繊維状のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維とを必須の構成成分として含有する樹脂成形材料にて形成されてなるものであることを特徴とする電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を、その要旨とするものである。
【００１１】
なお、そのような本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車における好ましい態様の一つにおいては、前記熱硬化性樹脂がフェノール樹脂であり、より好ましくは、重量平均分子量が３０００以上のフェノール樹脂である。【００１２】
また、本発明の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車における別の好ましい態様の一つにおいては、前記樹脂成形材料が、更に補強繊維を含有して構成されるものである。【００１３】
そして、本発明は、そのような電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を、１）操舵補助力発生用電動アクチュエータの回転を、ウォームと、該ウォームに噛み合うウォームホイールとを介して車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、該ウォームホイールとして用いた電動パワーステアリング装置や、２）操舵補助力発生用電動アクチュエータの回転を、駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛み合う従動ギヤとを介して車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、上述の如き電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を該駆動ギヤ及び／又は該従動ギヤとして用いた電動パワーステアリング装置、更には、３）操舵補助力発生用電動アクチュエータの回転を、駆動ギヤと、該駆動ギヤに噛み合う中間ギヤと、該中間ギヤに噛み合う従動ギヤとを介して車輪に伝達する電動パワーステアリング装置において、上述の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を、該駆動ギヤ、該中間ギヤ及び該従動ギヤのうちの少なくとも何れか一つとして用いた電動パワーステアリング装置をも、その要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
このように、本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車にあっては、その歯車部が、熱硬化性樹脂と、補強繊維としての、繊維長が１〜１０ｍｍである単繊維状のポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（以下、ＰＢＯ繊維ともいう）とを必須の構成成分として含有する樹脂成形材料にて形成されてなるものであるところから、熱硬化性樹脂とＰＢＯ繊維とが相俟って、優れた機械的強度及び耐久性を発揮するのである。
【００１５】
また、かかる樹脂歯車の歯車部を構成する樹脂材料中に含有せしめられているＰＢＯ繊維は、相手材への攻撃性が低いものであるため、例えば、本発明の樹脂歯車たるウォームホイールを、金属製ウォームと組み合わせて電動パワーステアリング装置において使用しても、かかる金属製ウォームの摩耗が効果的に抑制され得ることとなり、以て、電動パワーステアリング装置全体の寿命が、有利に向上する。【００１６】
そのような優れた効果は、熱硬化性樹脂として、フェノール樹脂、中でも、重量平均分子量が３０００以上のフェノール樹脂を用いたり、また、前記樹脂成形材料として、ＰＢＯ繊維と共に他の種類の補強繊維を更に含んでなるものを用いることによって、より有利に享受することが可能である。【００１７】
そして、本発明に係る樹脂歯車にあっては、上述したような優れた特性を発揮し得るところから、従来の樹脂歯車では採用され難かった高出力の電動アクチュエータを備えた電動パワーステアリング装置においても、有利に採用され得るのである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車たるウォームホイールの一例を示す部分切り欠き断面図である。
【図２】図１に示されたウォームホイールを備えた電動パワーステアリング装置の一例を示す正面断面説明図である。
【図３】図２におけるＩ−Ｉ面の断面説明図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０  ウォームホイール                  １２  金属製スリーブ
１４  歯                                １６  歯車部
１８  凸条                              ２０  電動パワーステアリング装置
２２  モータ                            ２４  ステアリングホイール
２６  ステアリングシャフト              ２８  ピニオン
３０  ラック                            ３２  車輪
３４  ピン                              ３６  ブッシュ
３８  トーションバー                    ４０  ピン
４２  ハウジング                        ４４  ステアリングコラム
４６  ブッシュ                          ５２  係止突部
５４  トルクセンサー                    ５６  第１の検出リング
５８  第２の検出リング                  ６０  検出コイル
６２  駆動シャフト                      ６４  ウォーム
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
ところで、本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車にあっては、金属製部材（一般に円筒体）からなるハブ部の外周面上に、所定の樹脂成形材料を用いて形成された歯車部を有するものである。かかる構造を呈する本発明の樹脂歯車を製造するに際しては、先ず、所定の樹脂成形材料、即ち、熱硬化性樹脂とポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）とを必須の構成成分として含有する樹脂成形材料が、準備されることとなる。そこにおいて、本発明において用いられる熱硬化性樹脂としては、従来より電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を製造する際に用いられているものであれば、如何なるものであっても用いることが可能である。具体的には、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、架橋ポリエステルアミド樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、ウレタン樹脂等を例示することが出来、これらの中から、最終的に得られる樹脂歯車に要求される特性に応じたものが適宜に選択されて、単独で、若しくは２種以上が組み合わされて、使用される。それらの熱硬化性樹脂の中でも、本発明においては、フェノール樹脂が有利に用いられる。【００２１】
本発明において用いられるフェノール樹脂は、レゾール型フェノール樹脂、ノボラック型フェノール樹脂等、何れのタイプのものであっても構わないが、有利には、重量平均分子量が３０００以上のフェノール樹脂が、更に有利には、重量平均分子量が４０００以上のフェノール樹脂が用いられる。これらの中でも、レゾール型フェノール樹脂や、樹脂中に硬化剤を含んでなる変性ノボラック型フェノール樹脂等が好ましい。このような所定の重量平均分子量を有するフェノール樹脂を用いることにより、その硬化の際に発生するガスの量が低減され、成形体たる樹脂歯車内における微細なガス欠陥の発生を効果的に抑制でき、その結果、耐久性及び機械的強度に優れた電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を有利に得ることが出来る。なお、フェノール樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）により測定されるポリスチレン換算で算出することが出来る。【００２２】
なお、重量平均分子量が４０００以上のフェノール樹脂としては、従来より公知の各種のものが用いられ得る。それらの中でも、本発明においては、重量平均分子量が４０００以下のレゾール型フェノール樹脂（フェノール樹脂（Ａ））と、重量平均分子量が５０００以上で、且つ、煮沸メタノールへの溶解度が７０％以上であるフェノール樹脂（フェノール樹脂（Ｂ））とを、所定の割合にて混合してなるフェノール樹脂（混合物）であって、その全体の重量平均分子量が４０００以上となるように調製されたものが、有利に用いられる。このようなフェノール樹脂（混合物）であれば、成形時における樹脂成形材料の流動性が十分に確保され、全体として、均一な機械的強度等を発揮する電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を製造することが出来る。なお、煮沸メタノールへの溶解度は、５０℃のテトラヒドロフランへの溶解度で代用することも可能である。【００２３】
具体的に、かかるフェノール樹脂（Ａ）としては、固形で扱いやすいジメチレンエーテル型（ベンジリックエーテル型）レゾール樹脂が好ましい。また、フェノール樹脂（Ｂ）としては、特公昭６２−３０２１０号公報及び特公昭６２−３０２１１号公報にて開示されているような、反応系内の温度を所定温度以下に保った状態において、フェノール類を、塩酸と過剰のホルムアルデヒドとを含む塩酸−ホルムアルデヒド浴に接触させることにより製造されるベルパール（商品名、エア・ウォーター・ベルパール株式会社製）や、懸濁重合法によって形成された変性ノボラック樹脂であって、樹脂中に硬化剤が分散されてなるユニベックス（商品名、ユニチカ株式会社製）等を挙げることが出来、本発明においては、特にベルパール（商品名）が有利に用いられる。【００２４】
本発明の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を製造するに当たり、熱硬化性樹脂として、上述の如きフェノール樹脂（Ａ）及びフェノール樹脂（Ｂ）を併用する場合には、それらの配合割合は、用いられるフェノール樹脂（Ａ）等の種類に応じて、適宜に設定されることとなる。かかる配合割合は、一般には、フェノール樹脂（Ａ）とフェノール樹脂（Ｂ）との質量比〔フェノール樹脂（Ａ）／フェノール樹脂（Ｂ）〕が、５／９５〜９５／５の範囲内となるように、好ましくは２５／７５〜７５／２５の範囲内となるように、より好ましくは３５／６５〜６０／４０の範囲内となるように、設定される。このような割合にて配合されたフェノール樹脂（混合物）を用いることにより、得られる樹脂歯車にあっては、優れた機械的強度及び耐久性、更には、全体として均一な機械的特性を発揮することとなる。【００２５】
なお、本発明の樹脂歯車を製造するに際しては、作業性等の観点から、熱硬化性樹脂として、常温で固体のものが有利に用いられるのであり、具体的には、上述したような熱硬化性樹脂であって、平均粒径が１〜１００μｍ程度の粒子状のもの、好ましくは１〜５０μｍ程度の粒子状のものが、用いられる。【００２６】
一方、本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を製造する際に用いられる樹脂成形材料において、上述の如き熱硬化性樹脂と共に必須の構成成分とされるポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）にあっては、樹脂成形材料中及び成形工程における繊維の分散性や、作業性等を考慮して、繊維長が１〜１０ｍｍ程度の単繊維状のものが使用される。具体的には、東洋紡績株式会社製のザイロン（商品名）が、有利に用いられる。
【００２７】
そのようなポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）の、樹脂成形材料中の配合割合は、ＰＢＯ繊維と熱硬化性樹脂との質量比（ＰＢＯ繊維／熱硬化性樹脂）が、７０／３０〜３０／７０となるように、好ましくは６０／４０〜４０／６０となるように、設定される。このような配合割合を採用することにより、目的とする、優れた機械的強度及び耐久性を発揮する樹脂歯車が有利に得られる。【００２８】
なお、本発明に係る電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を製造するに際して、特に、後述するような湿式抄造法に従って樹脂成形材料を準備する場合には、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）として、水中に分散させた状態でのゼータ電位の絶対値が１０ｍＶ以上、好ましくは２０ｍＶ以上、更に好ましくは２５ｍＶ以上のＰＢＯ繊維が、有利に用いられる。このようなＰＢＯ繊維は、スラリー状の樹脂成形材料中において効果的に分散し、かかるスラリーを脱水、乾燥等せしめることにより、ＰＢＯ繊維が均一に分散した樹脂成形材料（固体）が得られるところから、かかる樹脂成形材料を用いてなる樹脂歯車においては、その歯車部において均一な機械的特性を発揮することとなる。【００２９】
ところで、本発明においては、電動パワーステアリング装置用樹脂歯車における種々の特性を向上させることを目的として、上述の如き熱硬化性樹脂及びポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維に対して、更に、従来より一般的に用いられる各種の補強繊維を配合することも可能である。そのような補強繊維としては、アラミド繊維（アラミドパルプを含む）、超高強力ポリエチレン繊維、炭素繊維、ボロン繊維、アルミナ繊維、ガラス繊維（シランカップリング剤等で表面処理を施したものを含む）、炭化ケイ素繊維、全芳香族ポリエステル繊維等が挙げられ、これらの中から１種若しくは２種以上のものが適宜に選択されて、用いられる。それらの中でも、樹脂歯車の耐久性、機械的特性及び耐衝撃性、並びに、相手材たる金属製部材（例えば、金属製歯車や金属製ウォーム等）に対する攻撃性等を考慮すると、有機繊維が好適であり、特に、アラミド繊維（アラミドパルプを含む）が有利に用いられる。【００３０】
かかる補強繊維は、前述したポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維との質量比（ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維／補強繊維）において、１００／０〜１０／９０となるように、好ましくは９５／５〜２０／８０となるように、より好ましくは９５／５〜４０／６０となるように、樹脂成形材料中に配合されることとなる。このような配合割合にて配合することにより、補強繊維の添加効果を有利に享受することが可能である。【００３１】
また、本発明に係る樹脂歯車を製造するに際しては、本発明の目的及び効果に反しない限りにおいて、ステアリン酸塩等の離型剤等を、樹脂成形材料中に配合することも可能である。【００３２】
そして、本発明の電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を製造するに際しては、上述したような熱硬化性樹脂、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）、更には必要に応じて補強繊維等を用いて、先ず、樹脂成形材料が準備されることとなる。なお、本発明の樹脂歯車は、従来より公知の何れの手法によっても製造することが可能であるが、特に、ＰＢＯ繊維が均一に分散した樹脂成形材料が得られる等の理由により、上述の如き各成分を所定の溶媒中に分散せしめてスラリー状とし、かかるスラリーを脱水、乾燥等せしめて樹脂成形材料を得るという手法が、有利に採用され得る。具体的には、溶媒として水を用いる湿式抄造法に従って、樹脂成形材料を作製することが好ましい。【００３３】
かかる湿式抄造法によれば、先ず、多量の水を入れた離解叩解機（例えば、パルパー、リファイナー、ヘンシェルミキサー等）内に、熱硬化性樹脂、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維、及び必要に応じて他の補強繊維等を投入し、高速攪拌混合することにより、混合物をスラリー化する。次いで、得られた混合物のスラリーを、攪拌翼付混合槽内に移し、粒子捕集剤を添加した後、低速攪拌混合して、熱硬化性樹脂の濃度が０．０１〜１０％程度の抄造用スラリーとする。そして、この抄造用スラリーを、所望寸法のシート状若しくは円筒モールド型内に流し込み、濾過、減圧、圧搾等を施すことにより脱水し、更に、乾燥装置（例えば、ドラム式乾燥機、誘電加熱乾燥機、遠赤外線乾燥機、熱風通気乾燥機等）にて乾燥することにより、シート状若しくは円筒状の樹脂成形材料が得られるのである。なお、ここにおいて使用される粒子捕集剤は、特に限定されるものではなく、一般的に製紙工程や水処理に使用される粒子捕集剤（凝集剤ともいわれる）を使用することが可能である。【００３４】
そのようにして樹脂成形材料を準備する一方で、樹脂歯車のハブ部としての、一般に円筒状を呈する金属製部材と、所定の成形型（金型）とを準備し、かかる金属製部材を、成形型内の所定の位置に配置し、その全体を加熱する。成形型内に配置された金属製部材の周囲は、別途作製した樹脂成形材料にて充填する。具体的には、シート状の樹脂成形材料にあっては円筒状に巻き、円筒状の樹脂成形材料にあっては、そのまま成形型内に挿入される。かかる操作の後、樹脂成形材料中の熱硬化性樹脂が任意の時間で硬化する温度にて、コンプレッション成形等の手法に従って成形することにより、金属製部材の表面に、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維を含有する熱硬化性樹脂の硬化体にて構成される樹脂層が、所定厚さにて形成され、以て、樹脂歯車の中間成形体が得られる。なお、コンプレッション成形を実施する際の条件としては、１１０〜３００℃程度の加熱温度、３０〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の成形圧力が、採用される。【００３５】
そして、得られた中間成形体における樹脂層に対して、従来より公知のギヤ歯加工が施されて、歯車部とされることにより、本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車が得られるのである。【００３６】
以下に、図面を用いて、本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車、及びそれを備えた電動パワーステアリング装置について、説明する。【００３７】
先ず、図１は、本発明に係る電動パワーステアリング装置用樹脂歯車たるウォームホイールの一例を、その一部を切り欠いた状態にて示した説明図である。そこにおいて示されているウォームホイール１０は、上述した湿式抄造法に従って製造された円筒状の樹脂成形材料と、得られるウォームホイールにおいてハブ部となる金属製スリーブ１２とを用いて、コンプレッション成形により、金属製スリーブ１２の外周面上に、所定厚さの樹脂成形材料の硬化体よりなる層（樹脂層）を形成せしめて、中間成形体を作製した後、かかる中間成形体の樹脂層に対して、所定のギヤ歯加工を施すことにより製造されたものである。そして、その構成は、図１からも明らかなように、ハブ部たる金属製スリーブ１２の周囲に、複数の歯１４を有する樹脂製の歯車部１６が一体的に設けられてなるものである。【００３８】
そこにおいて用いられている金属製スリーブ１２の外周面には、歯車部１６と金属製スリーブ１２との相対回転、及び、金属製スリーブ１２がスラスト方向に脱落することを防止するために、予め、ローレット加工により、格子状の凸条１８が設けられている。なお、かかる凸条１８の高さが低すぎたり、ピッチが小さすぎると、十分な回転トルク及びスラスト方向抜け荷重が得られない恐れがあり、一方、凸条１８の高さが高すぎると、強化繊維たるポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維を、隣接する凸条１８の間に充填することが困難となり、凸条１８近辺の歯車部１６の強度が低下する恐れがある。従って、金属製スリーブ１２の外周面に設けられる凸条１８は、最終的に備え付けられる電動パワーステアリング装置の操舵補助力等に応じて、その高さ及びピッチが定められ、そのような凸条１８を与え得るローレットが用いられる。そのようなローレットとしては、例えば、山高さ：約０．７ｍｍ、ピッチ：２ｍｍのものを、例示することが出来る。【００３９】
また、図２は、図１に示したウォームホイール１０を備えた電動パワーステアリング装置の構成を、概略的に示した断面図であり、更に、図３は、かかる図２のＩ−Ｉ断面図で
あって、電動パワーステアリング装置における減速機構及びモータ部分の構成を示すものである。なお、そこにおいて示されている電動パワーステアリング装置２０は、何らかの理由によりモータ２２からの操舵補助力が得られない場合には、一般的なステアリング装置と同様の機能を発揮する。具体的には、ステアリングホイール２４の操舵により発生する操舵トルクが、ステアリングシャフト２６によってピニオン２８に伝達され、かかるピニオン２８が、それに噛み合うラック３０を左右方向に移動させる。かかるラック３０の左右方向の動きが、タイロッドやナックルアーム等（図示せず）を介して車輪３２に伝達されることにより、舵角が変化することとなる。【００４０】
図２及び図３に示された電動パワーステアリング装置２０の作用を説明すべく、電動パワーステアリング装置２０の構成を詳細に観察すると、ステアリングシャフト２６は、ステアリングホイール２４に連結された第１のシャフト２６ａと、かかる第１のシャフト２６ａに、ピン３４によって連結された筒状の第２のシャフト２６ｂと、かかる第２のシャフト２６ｂの外周に、ブッシュ３６を介して相対回転可能に嵌め合わされた筒状の第３のシャフト２６ｃとによって構成されている。また、それら各シャフト２６ａ、２６ｂ、２６ｃの内部には、上下方向に長い、弾性部材たるトーションバー３８が挿入されている。かかるトーションバー３８の上端は、ピン３４によって、第１のシャフト２６ａ及び第２のシャフト２６ｂに連結され、その下端は、ピン４０によって、第３のシャフト２６ｃに連結されている。これにより、第２のシャフト２６ｂと第３のシャフト２６ｃは、操舵トルクに応じて弾性的に相対回転可能とされているのである。【００４１】
また、第２のシャフト２６ｂは、その上端付近において、ハウジング４２に圧入されたステアリングコラム４４によって、ブッシュ４６を介して支持され、更に、第３のシャフト２６ｃは、ハウジング４２により軸受４８、５０を介して、支持されている。【００４２】
そして、かかる第３のシャフト２６ｃにあっては、その中央よりやや上部側に設けられた係止突部５２の下面と、ウォームホイール１０を構成する金属製スリーブ１２の上面とが接するように、ウォームホイール１０の金属製スリーブ１２内に圧入されることにより、第３のシャフト２６ｃとウォームホイール１０は、一体回転可能とされているのである。なお、そのような固定は、キー等を介して為されても良い。また、過大なトルクが作用した場合においても、第３のシャフト２６ｃ及びウォームホイール１０が有利に相対回転するように、金属製スリーブ１２と第３のシャフト２６ｃとの間に、従来より公知のトルクリミッター機構を設置することも可能である。【００４３】
また、ステアリングシャフト２６により伝達される操舵トルクに応じた操舵補助力を与えるための、操舵トルクを検出するトルクセンサー５４が設けられている。かかるトルクセンサー５４は、第２のシャフト２６ｂに固定された、磁性材製の第１の検出リング５６と、第３のシャフト２６ｃに固定された、磁性材製の第２の検出リング５８と、それら検出リング５６、５８を外側から部分的に覆うように配設された検出コイル６０から、構成されている。【００４４】
さらに、かかるトルクセンサー５４により検出された操舵トルクに応じて駆動するモータ２２にあっては、その駆動シャフト６２の外周面上に配置された金属製のウォーム６４と、第３のシャフト２６ｃに固定せしめられたウォームホイール１０とが噛み合う位置において、ハウジング４２に取り付けられる。加えて、その駆動シャフト６２は、軸受６６、６８を介して、ハウジング４２により支持される。【００４５】
そして、かかる構造の電動パワーステアリング装置２０において、運転者がステアリングホイール２４を操舵すると、操舵トルクが発生し、かかる操舵トルクに応じて、第２のシャフト２６ｂと第３のシャフト２６ｃとの間に弾性的な相対回転が生じ、第１の検出リング５６の下面から下方に向かって立設せしめられた複数の歯５６ａと、第２の検出リング５８の上面から上方に向かって立設せしめられた複数の歯５８ａとの対向面積が変化する。かかる対向面積の変化に対応して、検出コイル６０の発生磁束に対する磁気抵抗が変化することから、検出コイル６０の出力に基づいて、操舵トルクが検出され、その検出された操舵トルクに対応した信号によってモータ２２が駆動して、駆動シャフト６２が回転する。そして、かかるモータ２２の駆動（駆動シャフト６２の回転）は、ウォーム６４及びウォームホイール１０を介することにより減速して、操舵補助力としてステアリングシャフト２６に伝達され、以て、操舵の際の運転者の労力が、有利に軽減されることとなるのである。【００４６】
そこにおいて、電動パワーステアリング装置２０に備えられたウォームホイール１０にあっては、その歯車部１６が、熱硬化性樹脂とポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維とを必須の構成成分として含有する樹脂成形材料にて形成されてなるものであり、従来の樹脂製の歯車部を有するウォームホイールと比較して、優れた耐久性及び機械的強度を発揮するものであるところから、操舵補助力が高出力であっても、ウォームホイール１０は、その歯車部１６の歯１４が欠けることもなく、操舵補助力をステアリングシャフト２６に効果的に伝達することが可能ならしめられているのである。【００４７】
従って、そのような高出力な操舵補助力に与え得る電動パワーステアリング装置は、従来、電動パワーステアリング装置の搭載が困難とされていた大型自動車においても、有利に用いられ得るものとなっているのである。【００４８】
また、本発明に従うウォームホイール（樹脂歯車）の歯車部は、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ＰＢＯ繊維）を含有する樹脂層にて形成されており、かかるＰＢＯ繊維は、相手材への攻撃性が低いものであるため、そのようなウォームホイール（樹脂歯車）を、金属製ウォーム（金属製歯車等の金属製部材）と組み合わせて電動パワーステアリング装置において使用しても、かかる金属製ウォームの摩耗が効果的に抑制され得、以て、電動パワーステアリング装置全体の寿命が有利に向上するのである。【００４９】
以上、本発明に従う電動パワーステアリング装置用樹脂歯車を用いた電動パワーステアリング装置の一例について説明してきたが、本発明の樹脂歯車が、上述した以外の構造を有する電動パワーステアリング装置においても採用され得ることは、言うまでもないところである。【００５０】
すなわち、図１及び図２において開示の電動パワーステアリング装置２０にあっては、モータ２２の駆動（駆動シャフト６２の回転）を、駆動ギヤたるウォーム６４、及び従動ギヤたるウォームホイール１０を介して減速せしめて、操舵補助力としてステアリングシャフト２６に伝達する機構となっているが、特開２００２−１５６０２５号公報における図４や、特開２００４−１１４９７２号公報、特開２００５−１６２０８４号公報等において開示されている如き、モータ（操舵補助力発生用電動アクチュエータ）の駆動（回転）を、所定のギヤの組み合わせによって減速せしめて、操舵補助力として、車輪に連結されたラック軸（操舵軸）に伝達する機構を有する電動パワーステアリング装置においても、本発明の樹脂歯車は有利に用いられ得る。【００５１】
ここで、そのような各種の電動パワーステアリング装置における、モータ（操舵補助力発生用電動アクチュエータ）の駆動（回転）を減速せしめるギヤの種類は、モータの駆動軸（又はかかる駆動軸と同軸的に連結された他の部材）と、ステアリングシャフト又はラック軸（若しくはこれら部材の何れかと同軸的に配置された部材）との相対的な位置関係に対応して、従来より公知のギヤの中から適宜に選択される。【００５２】
例えば、特開２００５−１６２０８４号公報においては、一端が操舵モータ３のモータ軸３ａにスプライン結合された歯車軸４０と、ラック軸（操舵軸）１とが、各々の軸線が交差するような位置関係にある電動パワーステアリング装置が明らかにされており（当該公報中の図２を参照）、そこにおいては、駆動ギヤ及び従動ギヤとして傘歯車（小傘歯車４、大傘歯車６）が採用されているが、それら傘歯車の両方若しくは何れか一方を、本発明の樹脂歯車とすることが出来る。なお、かかる公報において開示の如き構造の電動パワーステアリング装置においては、傘歯車（ベベルギヤ）に代えて、ハイポイドギヤを駆動ギヤ及び従動ギヤとすることも可能である。【００５３】
また、モータの駆動軸（又はかかる駆動軸と同軸的に連結された他の部材）と、ステアリングシャフト又はラック軸（若しくはこれら部材の何れかと同軸的に連結された部材）とが平行な位置関係にある電動パワーステアリング装置においては、駆動ギヤ、中間ギヤ及び従動ギヤを介してモータの駆動（回転）を減速せしめる構造のものもあり、そのような電動パワーステアリング装置においては、駆動ギヤ、中間ギヤ（アイドラギヤ）及び従動ギヤのうちの少なくとも一つを、特に有利には中間ギヤ（アイドラギヤ）を、本発明の樹脂歯車とすることにより、本発明の効果を有利に享受することが出来る。なお、かかる構造の電動パワーステアリング装置における駆動ギヤ及び従動ギヤとしては、平歯車やはす歯歯車等が採用される。
【実施例】
【００５４】
以下に、本発明の実施例を幾つか示し、本発明を更に具体的に明らかにすることとするが、本発明が、そのような実施例の記載によって、何等の制約をも受けるものでないことは、言うまでもないところである。また、本発明には、以下の実施例の他にも、更には上記した具体的記述以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等が加え得るものであることが、理解されるべきである。なお、本実施例で使用するフェノール樹脂の重量平均分子量（Ｍｗ）、及び得られた電動パワーステアリング装置用ウォームホイールの性能は、以下に示す方法に従って評価した。【００５５】
〈重量平均分子量（Ｍｗ）〉
東ソー株式会社製ゲル濾過クロマトグラフＳＣ−８０２０シリーズ・ビルドアップシステム（カラム：Ｇ２０００ＨXL＋Ｇ４０００ＨXL、検出器：ＵＶ２５４ｎｍ、キャリヤ：テトラヒドロフラン１ｍＬ／分、カラム温度：３８℃）を用いたＧＰＣ測定によって、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量（Ｍｗ）を求めた。【００５６】
〈曲げ強度、引張り強度の測定〉
シート状に作製した各樹脂成形材料を用いて、テストピースを作製し、かかるテストピースの曲げ強度及び引張り強度を、ＪＩＳ−Ｋ−６９１１に準拠して測定した。【００５７】
〈耐久性の評価〉
製造されたウォームホイールを、図２に示す減速機構（ギヤアッセンブリー）内に装着し、車輪側である第３のシャフト２６ｃから一定の負荷を作用させた状態にて、ステアリングホイール２４を一定回転角度にて往復摺動させ、ウォームホイールの歯が破損した時の往復回転数を測定した。実施例１〜実施例５及び比較例２については、比較例１のウォームホイールの往復回転数を１として、かかる比較例１の値に対する比率にて評価し、実施例６については、比較例３の値に対する比率にて評価した。【００５８】
−実施例１−
ヘンシェルミキサー内に、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール繊維（ザイロン繊維、東洋紡績株式会社製、繊維長：３．０ｍｍ）と、重量平均分子量が４０００以上のフェノール樹脂（旭有機材工業株式会社製、重量平均分子量：５２００、平均粒径２０μｍ）とを、５０／５０（質量比）の割合にて仕込み、更に、適量の水を加えて高速攪拌混合することにより、かかる繊維及び樹脂の混合物の濃度が１質量％とされたスラリー状の混合物を得た。【００５９】
次いで、得られたスラリー状の混合物を、標準角型シートマシーン（東洋精機製作所製）にて濾過、圧搾脱水し、シート状の湿潤樹脂成形材料（抄造材料）を得た。かかる湿潤樹脂成形材料を、５０℃の熱風循環乾燥機内にて乾燥することにより、シート状の樹脂成形材料を製造した。そして、得られたシート状の樹脂成形材料を、１８０℃に加熱された金型内に充填し、プレス成形を実施することにより成形体を得て、その成形体より、曲げ強度測定用、及び引張り強度測定用の各試験片を作製して、その曲げ強度及び引張り強度を測定した。その測定結果を、下記表１に示す。【００６０】
一方、上記したＰＢＯ繊維及びフェノール樹脂を用いて、上記と同様の手法に従って、スラリー状の混合物を調製し、かかる混合物を、下面がメッシュとされた円筒状の成形型内に投入し、濾過、圧搾脱水し、円筒状の湿潤樹脂成形材料を得た。かかる湿潤樹脂成形材料を、５０℃の熱風循環乾燥機内にて乾燥することにより、円筒状の樹脂成形材料を製造した。【００６１】
次いで、１８０℃に加熱された金型内に金属スリーブを配置した後、得られた円筒状の樹脂成形材料を金型内に挿入して、金属スリーブの周囲を樹脂成形材料にて充填した。かかる状態において、プレス成形を実施することにより、ウォームホイールの中間成形体を作製し、更に、得られた中間成形体に対して機械加工を施すことにより、図１に示されている如き形状を有するウォームホイールを製造した。得られたウォームホイールについて、その耐久性を評価した。その結果を、下記表１に示す。【００６２】
−実施例２〜実施例６−
樹脂成形材料を構成する成分及びその配合割合を、下記表１又は表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の手法に従って、曲げ強度測定用試験片、引張り強度測定用試験片及びウォームホイールを製造し、それらについて、各々、実施例１と同様に評価した。なお、実施例６においては、熱硬化性樹脂として、ジクミルパーオキサイドを１．０％外添したジアリルフタレート樹脂（ダイソー株式会社製、商品名：イソダップ、平均粒径：２０μｍ）を用い、また、補強繊維として、実施例２〜実施例６においてはアラミドパルプ（デュポン株式会社製）を、実施例３においてはｍ−アラミド繊維（帝人株式会社製、繊維長：３．０ｍｍ）を、実施例４〜実施例６にておいてはｐ−アラミド繊維（帝人株式会社製、繊維長：３．０ｍｍ）を、それぞれ用いた。測定及び評価した結果を、下記表１及び表２に示す。【００６３】
−比較例１〜比較例３−
樹脂成形材料を構成する成分及びその配合割合を、下記表１又は表２に示すように変更した以外は、実施例１と同様の手法に従って、曲げ強度測定用試験片、引張り強度測定用試験片及びウォームホイールを製造し、それらについて、各々、実施例１と同様に評価した。その結果を、下記表１及び表２に示す。【００６４】
【表１】
0004902534.tif 000002
【００６５】
【表２】
0004902534.tif 000003
【００６６】
かかる表１の結果からも明らかなように、本発明の如く、熱硬化性樹脂（フェノール樹脂）とＰＢＯ繊維とを配合してなる樹脂成形材料を用いて成形されたウォームホイール（実施例１〜実施例５）にあっては、ＰＢＯ繊維が配合されていない比較例１及び比較例２のものと比較して、同程度かそれ以上の曲げ強度及び引張り強度を有しつつ、優れた耐久性をも有するものであることが認められた。また、表２の結果より、熱硬化性樹脂として、ジクミルパーオキサイドを１．０％外添したジアリルフタレート樹脂を用いた場合にあっても、フェノール樹脂を用いた場合と同様の結果が得られたのである。
【図１】
0004902534.tif 000004
【図２】
0004902534.tif 000005
【図３】
0004902534.tif 000006