(57)【要約】【課題】芯金と、樹脂製のウォーム本体とからなるウォームホイールの寿命を、これまでよりもさらに延長する。【解決手段】金属製の芯金１１の外周面１１ａと、樹脂製のホイール本体１２の、通孔１２ｂの内周面のうち少なくとも一方に、ポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層２を形成したのち、芯金１１を、ホイール本体１２の通孔１２ｂに圧入して両者を互いに固定したウォームホイール１である。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯金と、
外周面に所定数の歯を有するとともに、中心部に芯金を圧入するための通孔を備えた環状の、樹脂製のホイール本体とを備え、
圧入状態で互いに接する芯金の外周面と、ホイール本体の通孔の内周面のうち、少なくとも一方の面に、ポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層を形成したのち、芯金を、ホイール本体の通孔に圧入して両者を互いに固定したことを特徴とするウォームホイール。
【請求項２】
芯金の外周面をローレット加工したことを特徴とする請求項１記載のウォームホイール。
【請求項３】
樹脂層を形成するポリアミドイミド樹脂を、硬化剤としてエポキシ樹脂を加えて硬化させたことを特徴とする請求項１記載のウォームホイール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＥＰＳ（電動パワーステアリング）用のリダクションギヤなどとして使用されるウォームホイールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
リダクションギヤなどのウォームホイールとしては、摺動抵抗の低減と消音とを目的として、金属製の芯金と、外周面に所定数の歯を有するとともに、中心部の通孔に上記芯金が圧入、固定された環状の、樹脂製のホイール本体とを備えた複合構造を有するものが用いられる（例えば実用新案登録第２５５６８９０号公報、特開平７−２１５２２７号公報等）。
【０００３】
ホイール本体の通孔に芯金を圧入、固定するためには、当該芯金を、高周波誘導加熱などによって、ホイール本体を形成する樹脂の溶融温度以上に加熱した状態で圧入したのち、冷却する方法が採用される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記構造のウォームホイールにおいては、使用時における芯金とホイール本体とのずれ（はく離）を防止するために、芯金の外周面に、ローレット加工を施すのが一般的である。
しかし、とくに高負荷が加わる用途での使用においては、ローレット加工を施しても両者の間にずれが生じやすい。そして、繰り返しずれが起こることによってホイール本体の、ローレット加工面と接する通孔の内周面が徐々に磨耗して行くとともに、この磨耗によって両者の間にガタが生じ、磨耗量が大きくなってガタが一定量を超えた時点で、ウォームホイールの寿命が尽きたことになる。
【０００５】
この発明の目的は、芯金と、樹脂製のウォーム本体とからなるウォームホイールの寿命を、これまでよりもさらに延長することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１記載の発明は、芯金と、
外周面に所定数の歯を有するとともに、中心部に芯金を圧入するための通孔を備えた環状の、樹脂製のホイール本体とを備え、
圧入状態で互いに接する芯金の外周面と、ホイール本体の通孔の内周面のうち、少なくとも一方の面に、ポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層を形成したのち、芯金を、ホイール本体の通孔に圧入して両者を互いに固定したことを特徴とするウォームホイールである。
【０００７】
ポリアミドイミド樹脂は、芯金を形成する素地金属や、あるいはホイール本体を形成する樹脂などとの密着性にすぐれている。すなわちポリアミドイミド樹脂中のイミド基の部分が、主に素地金属との密着力を確保するために機能し、かつアミド基の部分が、主に樹脂との密着力を確保するために機能する。
しかもポリアミドイミド樹脂は、周知のように高い耐熱性を有しているため、芯金をホイール本体の通孔に圧入する際の加熱（通常は２８０〜３５０℃程度）などによって熱劣化することがない。
【０００８】
したがってポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層を介して、金属製の芯金を樹脂製のホイール本体の通孔に圧入することによって、この両者を、これまでよりもさらに強固に接着、固定してずれを確実に防止することが可能となり、ウォームホイールの寿命を、これまでよりもさらに延長することができる。
請求項２記載の発明は、芯金の外周面をローレット加工したことを特徴とする請求項１記載のウォームホイールである。
【０００９】
請求項２の構成によれば、芯金とホイール本体とのずれをより一層、確実に防止することが可能となる。
請求項３記載の発明は、樹脂層を形成するポリアミドイミド樹脂を、硬化剤としてエポキシ樹脂を加えて硬化させたことを特徴とする請求項１記載のウォームホイールである。
請求項３の構成によれば、ポリアミドイミド樹脂を、エポキシ樹脂を加えて硬化させることによって、金属製の芯金と樹脂製のホイール本体とをより一層、強固に固定するとともに、耐熱性をさらに向上することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１（ａ）は、この発明のウォームホイールの、実施の形態の一例としての、ＥＰＳ（電動パワーステアリング）用リダクションギヤを示す正面図、図１（ｂ）は、上記リダクションギヤのうち芯金の外観を示す斜視図である。
これらの図に見るように、この例のリダクションギヤ１は、円筒状の芯金１１と、外周面に所定数の歯１２ａを有するとともに、中心部に芯金１１を圧入するための通孔１２ｂを備えた環状の、樹脂製のホイール本体１２とを備えている。
【００１１】
このうち芯金１１は、その全体を、従来同様に鉄、非鉄金属もしくはこれらの合金などの、種々の金属によって形成することができる。
また、ホイール本体１２は、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の種々の樹脂にて形成できるが、とくにナイロン６６、４６、芳香族ポリアミド（ナイロンＭＸＤ６など）などのポリアミド樹脂にて形成するのが、ポリアミドイミド樹脂からなる樹脂層２との接着性の点で好ましい。
【００１２】
芯金１１の外周面１１ａには綾目模様などのローレット加工を施してあり、それによってホイール本体１２とのずれをより一層、確実に防止している。なおローレット加工に代えて、芯金１１の外周面１１ａに多数の突起を形成しても、同様の効果を得ることができる。
またこの例では、図１（ｂ）中に拡大して示したように、上記外周面１１ａに、ポリアミドイミド樹脂の樹脂層２を形成している。なお樹脂層２は、ホイール本体１２の、通孔１２ｂの内周面に形成してもよいし、この両面に形成してもよい。
【００１３】
樹脂層２を形成するポリアミドイミド樹脂としては、主鎖中にアミド基とイミド基とを有する、従来公知の種々のポリアミドイミド樹脂がいずれも使用可能である。
ただし樹脂層２の耐熱性などを考慮すると、主鎖中に芳香族基を有する芳香族ポリアミドイミド樹脂が好ましい。とくに、溶媒可溶でワニス化が容易である上、乾燥後は高い耐熱性、ヒートサイクル性、耐衝撃性を有する樹脂層２を形成しうる直鎖非熱可塑型の芳香族ポリアミドイミド樹脂が好ましい。
【００１４】
またポリアミドイミド樹脂としては、前記のように主に金属との接着に寄与するイミド基と、樹脂との接着に寄与するアミド基との比率がモル比で１：１であるものが、芯金１１およびホイール本体１２との密着性を向上する効果のバランスにすぐれるためとくに好ましい。
上記の条件を満たすポリアミドイミド樹脂の好適な例としては、あらかじめ溶媒に溶解したワニス状で供給される、東洋紡績（株）製の商品名バイロマックスシリーズのポリアミドイミド樹脂などを挙げることができる。
【００１５】
樹脂層２は、上記ポリアミドイミド樹脂単独でも形成可能であり、その場合も、高い耐熱性を有するとともに、芯金１１とホイール本体１２とを強固に接着し得る樹脂層２を形成できる。ただし、硬化剤を添加して樹脂を硬化させることによってさらに耐熱性を向上するとともに、耐薬品性にもすぐれた樹脂層２を形成することが可能となる。
硬化剤としては、ポリアミドイミド樹脂中の官能基（例えばアミノ基、カルボニル基など）と反応して架橋構造を形成して樹脂を硬化させうる種々の硬化剤を、いずれも使用することができる。
【００１６】
好ましい硬化剤としては、例えばジャパンエポキシレジン（株）製の商品名エピコート１５２などのエポキシ樹脂を挙げることができる。
硬化剤の添加量は、ポリアミドイミド樹脂中の上記官能基と、硬化剤中の官能基（エポキシ樹脂であればエポキシ基）との当量比などに応じて適宜、設定できる。
ただし、例えばワニス状のポリアミドイミド樹脂とエポキシ樹脂との併用系においては、ワニス中の樹脂分１００重量部に対して、エポキシ樹脂の添加量を１〜５重量部とするのが好ましく、３重量部前後とするのがさらに好ましい。
【００１７】
エポキシ樹脂の添加量がこの範囲未満では、当該エポキシ樹脂を硬化剤として添加したことによる、架橋構造を形成して耐熱性などを向上させる効果が十分に得られないおそれがある。一方、添加量がこの範囲を超えると、架橋構造はより緻密になるものの、エポキシ樹脂自体の耐熱性の低さゆえに、樹脂層２自体の耐熱性が低下するおそれがある。
樹脂層２は、上記の各成分を含む液状の塗布液を、例えばディップコート法等の種々の塗布方法によって芯金１の外周面１１ａに塗布したのち、所定の温度で乾燥させて溶媒を除去し、さらに硬化剤を含有する場合は当該硬化剤とポリアミドイミド樹脂とを硬化反応させることで形成するのが好ましい。
【００１８】
樹脂層２の厚みはできるだけ小さいことが好ましく、１〜５０μｍ程度、とくに１〜２０μｍ程度であるのが好ましい。
硬化反応は、芯金１１とホイール本体１２とを、樹脂層２を介して強固に接着することを考慮すると、芯金１１をホイール本体１２の通孔１２ｂに圧入後に行うのが好ましい。
樹脂層２の硬化反応は、芯金１１を高周波誘導加熱などによって加熱することで誘発される。
【００１９】
したがって、前述したように芯金１１を、ホイール本体１２を形成する樹脂の溶融温度以上に加熱した状態で、ホイール本体１２の通孔１２ｂに圧入したのち、冷却してリダクションギヤ１を製造する場合は、この圧入時の加熱によって樹脂層２の硬化反応が開始される。この場合も、芯金１１を加熱後、直ちにホイール本体１２の通孔１２ｂに圧入するので、実質的に樹脂の硬化反応は圧入後に完了することになり、強度的に問題はない。
【００２０】
しかし樹脂層２を、より確実に、芯金１１の圧入後に硬化させるためには、当該芯金１１の、通孔１２ｂへの圧入の締め代を通常より僅かに緩く設定して、芯金１１を加熱せずに圧入可能としておき、非加熱の状態で通孔１２ｂに圧入した後、芯金１１を高周波誘導加熱などによって加熱して、通孔１２ｂの内周面を芯金１１の外周面１１ａになじませるとともに、樹脂層２を硬化反応させるのが好ましい。
【００２１】
このように、締め代を僅かに緩く設定した場合でも、硬化した樹脂層２の機能によって、芯金１１とホイール本体１２とを、これまでよりも強固に接着、固定することが可能である。
【００２２】
【実施例】
以下にこの発明を、実施例、比較例に基づいて説明する。
実施例１
〈芯金の作製〉
芯金１１は、冷間鍛造にて一体形成するとともに、その外周面１１ａに綾目のローレット加工を施した。
【００２３】
〈樹脂層の形成〉
ポリアミドイミド樹脂ワニス〔東洋紡績（株）製の商品名バイロマックスＨＲ１１ＮＮ、樹脂分濃度１５重量％〕と、当該ワニス中の樹脂分１００重量部に対して３重量部のエポキシ樹脂〔ジャパンエポキシレジン（株）製のエピコート１５２、フェノール・ノボラック型液状エポキシ樹脂〕と、有機溶媒としてのＮ−メチル−２−ピロリドンとを混合して、２５℃での粘度１０ｄＰａ・ｓの塗布液を調製した。
【００２４】
次いでこの塗布液を、先の芯金１１の外周面１１ａに、ディップコート法によって塗布した後、８０℃で３０分間、乾燥して有機溶媒を除去するとともに樹脂を予備硬化させて樹脂層２を形成した。樹脂層２の厚みは１０μｍであった。
〈ホイール本体の作製〉
ホイール本体１２は、ポリアミド樹脂〔日本ポリペンコ（株）製のＭＣナイロン（登録商標）、品番ＭＣ９０１、溶融温度２６０℃〕にて形成した。通孔１２ｂの、芯金１１に対する締め代は、芯金１１の外径の３〜１０％とした。
【００２５】
〈リダクションギヤの組み立て〉
上記ホイール本体１２の通孔１２ｂに、芯金１１を、非加熱の状態で圧入したのち、芯金１１を、３５０℃で１０秒間、高周波誘導加熱することで、通孔１２ｂの内周面を芯金１１の外周面１１ａになじませるとともに、樹脂層２を硬化反応させて、芯金１１とホイール本体１２とが硬化した樹脂層２を介して接着、固定されたリダクションギヤ１を製造した。
【００２６】
比較例１
芯金１１の外周面１１ａに樹脂層２を形成しなかったこと以外は実施例１と同様にして、リダクションギヤ１を製造した。
耐久性試験
上記実施例１、比較例１で製造したリダクションギヤ１を駆動軸に組み込んで、負荷トルク６０Ｎ・ｍ、回転角±５４０°、サイクル数１０ｃｐｍの条件で、連続的に、駆動軸を左右に回転振動させた。サイクル数は６０万サイクルとした。
【００２７】
そして回転振動後のリダクションギヤ１における、芯金１１とホイール本体１２の、回転方向のガタの量を回転角度でもって計測した。
結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2004036767.tif 000003
【００２９】
表より、比較例１では０．５′のガタを生じたが、実施例１のリダクションギヤ１は全くガタを生じておらず、耐久性にすぐれ、より長寿命であることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】同図（ａ）は、この発明のウォームホイールの、実施の形態の一例としてのリダクションギヤを示す正面図、同図（ｂ）は、上記リダクションギヤのうち、芯金の外観を示す斜視図である。
【符号の説明】
１　リダクションギヤ（ウォームホイール）
１１　芯金
１１ａ　外周面
１２　ホイール本体
１２ａ　歯
１２ｂ　通孔
２　樹脂層
【図１】
2004036767.tif 000004