複合部材の製造方法
【課題】芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を複数製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上し得る複合部材の製造方法を提供する。
【解決手段】中心孔１１を有した芯金１５の外周に樹脂製環状体１７を嵌合した組合せ部材２５を複数用い、芯金１５の中心孔１１に軸状治具２７を貫通させて複数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させ、各芯金１５に各樹脂製環状体１７を融着して接合することで複数の複合部材２３を製造する際、樹脂製環状体１７の両端面が芯金１５の両端面より張り出した複数の組合せ部材２５を、隣り合う各組合せ部材２５における樹脂製環状体１７の端面同士を当接させて軸状治具２７に支持させ、各芯金１５を加熱することで各樹脂製環状体１７の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体１７を各芯金１５に融着する。
【解決手段】中心孔１１を有した芯金１５の外周に樹脂製環状体１７を嵌合した組合せ部材２５を複数用い、芯金１５の中心孔１１に軸状治具２７を貫通させて複数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させ、各芯金１５に各樹脂製環状体１７を融着して接合することで複数の複合部材２３を製造する際、樹脂製環状体１７の両端面が芯金１５の両端面より張り出した複数の組合せ部材２５を、隣り合う各組合せ部材２５における樹脂製環状体１７の端面同士を当接させて軸状治具２７に支持させ、各芯金１５を加熱することで各樹脂製環状体１７の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体１７を各芯金１５に融着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材は種々の部品として使用されており、例えば、電動パワーステアリング装置のウオームホイールとしても使用されている。この電動パワーステアリング装置のウオームホイールは、操作性や耐久性等を確保するために、非常に高度な精度が要求される部品である。
【０００３】
この電動パワーステアリング用ウオームホイールでは、金属の芯金の外周に樹脂製環状体が接合され、樹脂製環状体の外周にギアの歯部が形成されている。
【０００４】
電動パワーステアリング用ウオームホイールの製造方法として、例えば下記特許文献１には、金属ボスの外周に樹脂成形体が一体化された部品を多数個取りするための製造方法が提案されている。ここでは、予め最終形状又はそれに近い形状に加工された複数の金属ボスを、軸状治具であるシャフトに串刺し状に固定し、複数の金属ボスに架け渡すように長尺筒状の樹脂成形体を嵌合して接合し、その後、隣接する金属ボス間で樹脂成形体を切断、分離することで、樹脂と金属との複合部材からなるウオームホイールブランクを作製し、このウオームホイールブランクを用いてウオームホイールが製造されていた。
【０００５】
下記特許文献２には、芯金と樹脂製の歯車部とからなる嵌合部材について生産性を高める技術が提案されており、複数の芯金にそれぞれ歯車部を嵌合して複数の嵌合部材を形成し、この複数の嵌合部材を重ねて配置して融着している。ここでは、例えば、嵌合部材間にワッシャを配置して互いに離間させたり、芯金と歯車部の継ぎ目に凹部を設けたり、芯金の中心部分の端面を突出させるように段部を設けることで、芯金と歯車部との間の継ぎ目が隣接する嵌合部材と密着しないように配置して融着し、これにより融着後に隣接する嵌合部材間が接合されることを防止して製造されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３７７９１３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３７４５９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、このような従来の製造方法では、多数個のウオームホイールを製造する場合に手間を要して生産性を確保することが容易でなかった。
【０００８】
即ち、例えば上記特許文献１では、複数の金属ボスをシャフトに配置する際、互いに隣接する金属ボス間にそれぞれスペーサを配置したり、金属ボスに凸部を形成したりする必要があった。そのため多数個のウオームホイールを製造する場合には、その芯金の数と同数のスペーサを配置したり凸部を形成したりしなければならず、融着作業の効率が著しく悪かった。
【０００９】
しかも、融着後に隣接する金属ボス間の位置で長尺の樹脂成形体を切断しなければならず、位置ずれや誤差等による加工ミスも発生し易かった。
【００１０】
上記特許文献２では、複数の嵌合部材を重ねて配置する際、融着後に隣接する嵌合部材間が接合されることを防止するために、例えば、芯金間にワッシャを介在させたり、芯金の端面の中心部分を突出させるように段部を設けたり、芯金及び歯車部の継ぎ目に凹部を加工して形成する必要があった。
【００１１】
そのため多数個のウオームホイールを製造する場合には、芯金の数と同数のワッシャを配置したり、全ての芯金にそれぞれ金属加工して段部や凹部を形成したりしなければならず、やはり融着作業の効率が悪かった。しかも、段部や凹部等は製造時にのみ必要な形状であるため、芯金の外周に歯車部を融着後に除去するような場合には、更に金属加工を行なうことになり、一層生産性が低下し易かった。
【００１２】
そこで、本発明では、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を複数製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上させ得る複合部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する本発明の複合部材の製造方法は、貫通孔を有する芯金の外周に樹脂製環状体が嵌合された組合せ部材を複数用い、芯金の貫通孔に軸状治具を貫通させて複数の組合せ部材を軸状治具上に並べて支持させ、各芯金の外周に各樹脂製環状体を融着して接合することで複数の複合部材を製造する方法であり、樹脂製環状体の両端面が芯金の両端面より張り出した複数の組合せ部材を、隣り合う各組合せ部材における樹脂製環状体の端面同士を当接させて軸状治具に支持させ、各芯金を加熱することで、各樹脂製環状体の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体を各芯金に融着する製造方法である。
【００１４】
このような複合部材の製造方法によれば、樹脂製環状体の端面同士が当接した状態で各芯金の外周に各樹脂製環状体を融着しても、各芯金を加熱することで各樹脂製環状体の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体を各芯金に融着するので、互いに隣り合う組合せ部材同士が接合されることを防止できる。
【００１５】
しかも、各樹脂製環状体の両端面を各芯金の両端面より張り出して複数の組合せ部材を軸状治具に支持させることで、融着時に隣り合う組合せ部材同士が接合されることが防止できるため、各組合せ部材間にスペーサ等を介在させたり、芯金や樹脂製環状体に凹部や段部等の加工を施したりする必要がない。そのため、効率よく作業できて複合部材を容易に製造することが可能になり、多数の複合部材を製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上することができる。
【００１６】
本発明の複合部材の製造方法では、樹脂製環状体が芯金より厚い組合せ部材を複数用い、隣り合う各組合せ部材の樹脂製環状体同士を当接させると共に芯金同士を離間させて複数の組合せ部材を軸状治具に支持させ、各芯金を誘導加熱により加熱するのが好適である。
【００１７】
このようにすれば、芯金を加熱する際、軸状治具に支持された各芯金が互いに離間していても、各芯金を同等に加熱し易く、融着時に各組合せ部材において樹脂製環状体が溶融又は軟化される程度を同等にでき、多数の複合部材の接合を防止して芯金と樹脂製環状体とを融着することが容易である。
【００１８】
その場合、融着後に樹脂製環状体の端面と芯金の端面とを同一平面に加工してもよい。このようにすれば、融着の際に芯金と樹脂製環状体との境界部位からはみ出した樹脂を除去できるため、複合部材の端面を所定形状に精度よく形成できることに加え、加工時には樹脂製環状体に比べて芯金の加工量を少なく抑えることができるため、複合部材の端面の加工が容易である。
【００１９】
本発明では、上述のような複合部材の製造方法によりウオームホイールブランクを製造した後、上記ウオームホイールブランクの外周にギアの歯部を形成することができる。
【００２０】
このようにして電動パワーステアリング用ウオームホイールを製造すれば、上述の複合部材としてウオームホイールブランクを製造するので、隣り合う組合せ部材同士の接合を防止しつつ各芯金と各樹脂製環状体とを接合して複数のウオームホイールブランクを形成することが容易であり、そのため多数のウオームホイールを製造する際の手間を簡略化して生産性を向上し易い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の複合部材の製造方法によれば、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を複数製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上し易い複合部材の製造方法を提供することが可能である。
【００２２】
本発明の複合部材の製造方法を利用して電動パワーステアリング用ウオームホイールを製造すれば、複数のウオームホイールを製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は実施形態の製造方法により製造するウオームホイールの正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２】（ａ）は実施形態の製造方法により製造するウオームホイールブランクの正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図３】本発明の実施形態の製造方法に用いる芯金を、一部断面で示す端面図である。
【図４】実施形態の製造方法に用いる樹脂製環状体を、一部断面で示す端面図である。
【図５】実施形態の製造方法に係る複数の組合せ部材を軸状治具に支持させた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
まず、この実施形態において製造する電動パワーステアリング用ウオームホイールについて説明する。
【００２６】
このウオームホイール１０は、電動パワーステアリング装置の構成部品であり、図１に示すように、貫通孔としての中心孔１１及び外周接合面１３を同軸に有する芯金１５と、芯金１５の外周接合面１３に接合された樹脂製環状体１７とを備えている。芯金１５と樹脂製環状体１７とは強固に融着されて接合されている。
【００２７】
樹脂製環状体１７の外周にはウオームホイールの歯部１９が形成されており、図示しないウオームと噛合可能となっている。一方、中心孔１１にはキー溝２１が設けられており、図示しないシャフトと相対回動不能に接合可能となっている。
【００２８】
次に、このようなウオームホイール１０を本実施形態により製造する方法について説明する。
【００２９】
この実施形態では、まず、図２に示すような複合部材としてのウオームホイールブランク２３を所定精度で製造し、そのウオームホイールブランク２３を加工することでウオームホイール１０を製造する。このようにすることは、ウオームホイールに要求される精度を実現し易くするためである。
【００３０】
ここでウオームホイールブランクとは、ウオームホイール１０を最終形状に仕上げるための中間体である。ウオームホイール１０が各部において、極めて高い精度が要求されているため、加工前のウオームホイールブランク２３の状態でも、高精度が要求される。
【００３１】
この実施形態で、ウオームホイールブランク２３を製造するには、図３に示すような芯金１５と、図４に示すような樹脂製環状体１７とを準備する準備工程と、これらを組み合わせて組合せ部材２５を作製する嵌合工程と、複数の組合せ部材２５を図５等に示すように軸状治具２７に支持させる支持工程と、芯金を加熱することで芯金１５の外周囲に樹脂製環状体１７を融着する融着工程と、ウオームホイールブランク２３としての精度を実現する前加工工程とにより製造する。
【００３２】
まず、準備工程では、軸Ｌに沿う厚さが異なる芯金１５及び樹脂製環状体１７をそれぞれ複数準備する。これらは予め形成されたものを用いてもよいが、この実施形態では、それぞれを作製する。
【００３３】
芯金１５は、図３に示すように、中心部に軸Ｌに沿って厚さ方向に貫通する中心孔１１を有すると共に、外周に略円柱形状の樹脂製環状体１７を接合するための外周接合面１３を有する。ここでは、中心孔１１と外周接合面１３とは、軸Ｌに対して精度よく同軸に形成されており、両端面１５ａはそれぞれ軸Ｌに対して直交するように形成されている。さらに、軸Ｌ方向の厚さが樹脂製環状体１７とは異なる厚さとなっており、樹脂製環状体１７より薄く形成されている。
【００３４】
この芯金１５は、金属の鍛造により成形体を作製し、必要に応じて機械加工等を施すことで作製する。鍛造により芯金１５を作製すると、切削加工等により作製する場合に比べ、材料の無駄を省くことができると共に、多数の芯金１５を所定精度で容易に作製できるため好適である。
【００３５】
機械加工では、例えば中心部の中心孔１１や樹脂製環状体１７を接合するための外周接合面１３を軸Ｌに沿って同軸に所定の精度で形成したり、両端面１５ａを軸Ｌに所定精度で直交するように形成したりする。
【００３６】
なお、芯金１５を構成する材料としては、ウオームホイール１０として要求される強度が確保できる金属であればよい。
【００３７】
芯金１５の外周接合面１３は、芯金１５の両端面１５ａ間全長で軸Ｌと直交する断面形状が一定となるように形成している。ここで、断面形状が一定とは、断面形状が軸Ｌ方向に均一であることの他、軸Ｌ方向に均一な表面を粗面化したり、その表面に凹凸形状を設けたりする場合なども含む。
【００３８】
この実施形態では、鍛造により得られた外表面にローレット加工が施こされた凹凸形状に形成している。これにより芯金１５と樹脂製環状体１７との強固な接合を実現することができる。
【００３９】
一方、樹脂製環状体１７は、図４に示すように、芯金１５の外周接合面１３に接合可能な内周面を有する円環形状を呈する。
【００４０】
樹脂の成形方法は用いる材料に応じて適宜選択できる。具体的には、樹脂製環状体１７を構成する材料としては、ウオームホイール１０として要求される強度が確保できると共に、芯金１５に接触して配置された状態で芯金１５を加熱することで、芯金１５の温度により溶融又は軟化して接合可能な熱可塑性樹脂であればよいが、耐熱製や強度を確保し易くするなどのために、６，６−ナイロン、６ーナイロン、４，６−ナイロンなどのポリアミドを用いるのが好適である（ただし、ナイロンは登録商標）。特に、強度を確保し易くできるなどの理由で、６−ナイロンが好適である。なお、摺動性を確保するためには、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）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等を用いてもよい。
【００４１】
この準備工程における樹脂製環状体１７は、芯金１５の外周接合面１３に対応した内径にすると共に、外径をギアの歯部１９の加工代を含めた寸法とし、軸Ｌ方向沿う厚みを芯金１５に応じて調整して作製する。ここでは、樹脂製環状体１７の軸Ｌに沿う厚みを、芯金１５の外周接合面１３の軸Ｌに沿う厚みより厚く形成しており、両端面１７ａは軸Ｌに対して直交するように形成されている。
【００４２】
次いで、嵌合工程では、各芯金１５の外周接合面１３に各樹脂製環状体１７を嵌合させることで、図２に示すように、芯金１５の外周に樹脂製環状体１７の内周面を接触させて組合せ部材２５を複数作製する。各組合せ部材２５では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７の内周面との接触状態は限定されず、例えば、芯金１５の外周接合面１３が粗面や凹凸形状に形成されている場合、樹脂製環状体１７の内周面が粗面又は凹凸形状の頂部だけに接触していてもよく、樹脂製環状体１７の内周面に粗面又は凹凸形状の頂部が一部埋設されてもよく、外周接合面１３の全面に樹脂製環状体１７が密着していてもよい。
【００４３】
この実施形態では、芯金１５の外周接合面１３の最大直径、即ち、ローレット形状の各頂部の直径に対する樹脂製環状体１７の内径を、嵌合することで相互に位置関係を保つことが可能な程度としている。嵌合させた状態では、芯金１５と樹脂製環状体１７との間にローレット形状による微細な間隙が多数形成された状態であってもよい。
【００４４】
軸Ｌに沿う方向の芯金１５と樹脂製環状体１７との位置関係は、互いに径方向に隣接する芯金１５の端面１５ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａとが互いに軸Ｌ方向に異なる位置にずれるように配置する。
【００４５】
ここでは、芯金１５の端面１５ａより樹脂製環状体１７の端面１７ａが外側に配置され、互いに隣接する芯金１５の端面１５ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａとの間に軸Ｌに沿う所定量の段差ｄを形成することが必要である。ここでは、両側の端面１５ａ、１７ａにおいて、それぞれ所定量の段差ｄを形成する。
【００４６】
この所定量の段差ｄは、後述する融着工程において、組合せ部材２５の樹脂製環状体１７と芯金１５との境界部位から、溶融又は軟化した樹脂が端面１５ａから軸Ｌ方向にはみ出す量或いははみ出し得る量より大きくすること、即ち、融着時に芯金１５と樹脂製環状体１７との境界部位から軸Ｌ方向にはみ出し得る樹脂が、隣り合う組合せ部材２５と非接触状態を保てる量とすることが必要である。
【００４７】
このはみ出し量或いははみ出し得る量は、樹脂製環状体１７を構成する樹脂の物性、芯金１５の直径や粗面状態、樹脂製環状体１７の内径や接圧、後述する融着工程における加熱条件等、種々の条件に応じて変動する。そのため、芯金１５の厚みと樹脂製環状体１７の厚みとの差は、例えば、予め予備実験などを行うことで、適切な値に設定できる。
【００４８】
なお、特に限定されるものではないが、この嵌合工程では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７との間に、両者の接合力を向上するために、各種の接着材のような結合力向上剤層を設けてもよい。
【００４９】
次いで、支持工程では、図５に示すように、嵌合工程で得られた多数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させる。
【００５０】
軸状治具２７は、各芯金１５の中心孔１１内を貫通させることで各組合せ部材２５を支持する支持軸部２７ａと、支持軸部２７ａの一方の端部に設けられたフランジ部２７ｂと、他方の端部に設けられた固定部２７ｃとを備えている。
【００５１】
この軸状治具２７に多数の組合せ部材２５を支持させるには、フランジ部２７ｂに隣接する位置に、溶融工程で昇温され難いセラミックス等の絶縁材料からなる支持プレート２７ｄを配置し、各組合せ部材２５の中心孔１１に支持軸部２７ａを貫通させることで、複数の組合せ部材２５を順次同じ向きにして支持させる。固定部２７ｃに隣接する位置にもセラミックス等の絶縁材料からなる支持プレート２７ｄを配置し、ストッパリング２７ｅを配置した状態で固定部２７ｃを固定することで、多数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させる。ここでは、固定部２７ｃは支持軸部２７ａに設けられた雄ねじ２７ｆと、この雄ねじ２７ｆに螺合するナット２７ｇとから構成されている。
【００５２】
ここでは、支持軸部２７ａの長さが、所定数の組合せ部材２５を配置した状態でストッパリング２７ｅを介してナット２７ｇにより圧接できる程度に設定されているため、固定部２７ｃを固定することで、全ての組合せ部材２５がそれぞれ隣り合う組合せ部材２５に互いに当接した状態で支持される。
【００５３】
その際、上述したように、樹脂製環状体１７が芯金１５より厚く形成されているため、軸状治具２７により支持された状態では、隣り合う組合せ部材２５は樹脂製環状体１７の端面１７ａ同士が直接当接すると共に、芯金１５の端面１５ａ同士が互いに離間した状態で配置され、芯金１５の端面１５ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａとの間に、上述のような所定量の段差ｄが形成された状態で全ての組合せ部材２５が支持される。
【００５４】
次いで、融着工程では、軸状治具２７に支持された複数の組合せ部材２５毎に、各芯金１５の外周接合面１３に各樹脂製環状体１７をそれぞれ融着して接合する。
【００５５】
この融着工程は、芯金１５を昇温可能な各種の加熱装置を用いて行うことができるが、ここでは、図５に示すように、芯金１５を加熱させるための誘導加熱装置を用いて行う。この装置では、軸状治具２７に支持された多数の組合せ部材２５を同軸状に囲んで交番磁界を発生させるコイル３１が設けられ、コイル３１と軸状治具２７とが軸Ｌに沿って相対移動可能となっている。
【００５６】
この加熱時には、組合せ部材２５とコイル３１とを軸Ｌを中心に相対回転させると共に軸Ｌ方向に所定速度で相対移動させながら、コイル３１に高周波電力を供給することで、芯金１５の外周接合面１３を、樹脂製環状体１７を構成する樹脂の軟化温度以上、例えば融点以上に加熱する。これにより、樹脂製環状体１７のうち外周接合面１３に接触している部分及びその近接部分が軟化又は溶融し、特にローレット形状が接触している部分がより多く軟化又は溶融して樹脂製環状体１７の樹脂がローレット形状の内部に入り込む。このとき、芯金１５を加熱することで樹脂製環状体１７の樹脂を軟化又は溶融するため、樹脂製環状体１７の端面１７ａは殆ど軟化又は溶融されない。
【００５７】
その後、例えば大気中で放熱されて冷却されると、軟化又は溶融した樹脂が芯金１５のローレット形状に入り込んだ状態で固化され、樹脂製環状体１７が芯金１５に接合される。結合力向上剤層が設けられている場合には、さらに結合力向上剤層を介して樹脂製環状体１７の内側と芯金１５とが強固に接合される。この状態では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７の内周面とが出来るだけ多くの範囲で直接又は結合力向上剤層を介して密着されることが好ましく、ローレット形状全体が樹脂製環状体１７に埋設されて外周接合面１３の全面に密着するのが好適である。
【００５８】
一方、樹脂製環状体１７の端面１７ａでは、樹脂が軟化又は溶融していないため、隣り合う組合せ部材２５の樹脂製環状体１７の端面１７ａ同士が当接していても分離状態で維持されている。
【００５９】
なお、融着工程では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７の内周面との境界部位から、各組合せ部材２５の軸Ｌに沿う両端面側に溶融又は軟化した樹脂の一部が、芯金１５の端面１５ａから軸Ｌ方向に徐々にはみ出すことがある。しかし、上述のように段差ｄが存在するため、はみ出した樹脂は隣り合う組合せ部材２５に達することなく固化される。
【００６０】
融着工程後、この実施形態では前加工工程を実施することで、樹脂製環状体１７の端面１７ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａに径方向に隣接する部位の芯金１５の端面１５ａとが同一平面となるように加工する。このとき、樹脂製環状体１７と芯金１５との段差ｄや、融着工程において側方にはみ出した樹脂も除去する。
【００６１】
そしてこの前加工工程により、例えば中心孔１１の精度や軸Ｌに対する樹脂製環状体１７の外周面の平行度、両端面１５ａ，１７ａの直交度等の各部の高い精度を実現し、これにより図２に示すようなウオームホイールブランク２３の製造を終了する。
【００６２】
次に、このようにして得られたウオームホイールブランク２３に対し、中心孔１１にキー溝２１を形成すると共に、樹脂製環状体１７の外周に所望のウオームホイールの歯部１９を精度良く加工することで、図１に示すようなウオームホイール１０の製造を完了することができる。
【００６３】
以上のようにして、電動パワーステアリング用のウオームホイールブランク２３を製造すれば、樹脂製環状体１７の端面同士が当接した状態で各芯金１５の外周に各樹脂製環状体１７を融着しても、各芯金１５を加熱することで各樹脂製環状体１７の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体１７を各芯金１５に融着することができるので、互いに隣り合う組合せ部材２５同士が接合されることを防止できる。
【００６４】
しかも、融着後に隣り合う組合せ部材２５同士が接合されることを防止するために、各樹脂製環状体１７の両端面１７ａを各芯金１５の両端面１５ａよりも軸方向両外側に張り出して複数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させるだけでよいため、従来のように、各組合せ部材２５間にスペーサ等を介在させたり、芯金１５や樹脂製環状体１７に凹部や段部等の加工を施したりする必要がない。そのため、効率のよい作業でウオームホイールブランク２３を容易に製造することが可能であり、多数のウオームホイールブランク２３を効率よく容易に製造することが可能である。
【００６５】
ここでは、芯金１５より樹脂製環状体１７が厚くて各芯金１５間が離間した複数の組合せ部材２５を用いていても、融着工程において各芯金１５を誘導加熱により加熱しているので、複数の組合せ部材２５において樹脂製環状体１７が溶融又は軟化される程度を同等にでき、隣り合うウオームホイールブランク２３の接合を防止し易い。
【００６６】
さらに、芯金１５より厚い樹脂製環状体１７を用い、融着工程後に、互いに隣接する樹脂製環状体１７の端面１７ａと芯金１５の端面１５ａとを同一平面に加工するので、得られるウオームホイールブランク２３の両端面を精度よく仕上げることができ、しかも、軟質で加工し易い樹脂製環状体１７の加工量を多くすると共に、硬質で加工し難い芯金１５の加工量を少なくすることで、高精度のウオームホイールブランク２３を一層容易に製造できる。
【００６７】
そしてこのようにして製造されたウオームホイールブランク２３を用いて、ウオームホイール１０を製造すれば、上述のように容易に複数のウオームホイールブランク２３を形成できるため、多数のウオームホイール１０を製造する際の手間を簡略化できて生産性を向上することができる。
【００６８】
上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。例えば、上記では、ウオームホイールブランク２３の製造に本発明を適用した例について説明したが、芯金の周囲に樹脂製環状体が配置されて一体に接合された部材であれば、本発明を同様に適用して製造することが可能である。
【００６９】
上記では、芯金１５として中心孔１１が中心に形成されたものを用いたが、他の位置に貫通孔が形成された芯金であっても使用可能である。
【００７０】
上記では、芯金１５を誘導加熱することで樹脂製環状体１７を芯金１５に融着したが、各芯金１５に直接電力を供給して抵抗加熱により芯金１５を加熱するように構成してもよい。その場合、高周波電圧を印加することで、表皮効果により芯金１５の表面側だけを昇温させるようにすれば、樹脂製環状体１７の過剰な溶融又は軟化を防止でき好適である。
【００７１】
さらに、上記の芯金１５及び樹脂製環状体１７の形状は適宜変更可能であり、外表面が多角形形状を呈するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ウオームホイール
１１ 中心孔（貫通孔）
１３ 外周接合面
１５ 芯金
１５ａ，１７ａ 端面
１７ 樹脂製環状体
２３ ウオームホイールブランク（複合部材）
２５ 組合せ部材
２７ 軸状治具
３１ コイル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材は種々の部品として使用されており、例えば、電動パワーステアリング装置のウオームホイールとしても使用されている。この電動パワーステアリング装置のウオームホイールは、操作性や耐久性等を確保するために、非常に高度な精度が要求される部品である。
【０００３】
この電動パワーステアリング用ウオームホイールでは、金属の芯金の外周に樹脂製環状体が接合され、樹脂製環状体の外周にギアの歯部が形成されている。
【０００４】
電動パワーステアリング用ウオームホイールの製造方法として、例えば下記特許文献１には、金属ボスの外周に樹脂成形体が一体化された部品を多数個取りするための製造方法が提案されている。ここでは、予め最終形状又はそれに近い形状に加工された複数の金属ボスを、軸状治具であるシャフトに串刺し状に固定し、複数の金属ボスに架け渡すように長尺筒状の樹脂成形体を嵌合して接合し、その後、隣接する金属ボス間で樹脂成形体を切断、分離することで、樹脂と金属との複合部材からなるウオームホイールブランクを作製し、このウオームホイールブランクを用いてウオームホイールが製造されていた。
【０００５】
下記特許文献２には、芯金と樹脂製の歯車部とからなる嵌合部材について生産性を高める技術が提案されており、複数の芯金にそれぞれ歯車部を嵌合して複数の嵌合部材を形成し、この複数の嵌合部材を重ねて配置して融着している。ここでは、例えば、嵌合部材間にワッシャを配置して互いに離間させたり、芯金と歯車部の継ぎ目に凹部を設けたり、芯金の中心部分の端面を突出させるように段部を設けることで、芯金と歯車部との間の継ぎ目が隣接する嵌合部材と密着しないように配置して融着し、これにより融着後に隣接する嵌合部材間が接合されることを防止して製造されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許３７７９１３６号公報
【特許文献２】特開２００７−２３７４５９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、このような従来の製造方法では、多数個のウオームホイールを製造する場合に手間を要して生産性を確保することが容易でなかった。
【０００８】
即ち、例えば上記特許文献１では、複数の金属ボスをシャフトに配置する際、互いに隣接する金属ボス間にそれぞれスペーサを配置したり、金属ボスに凸部を形成したりする必要があった。そのため多数個のウオームホイールを製造する場合には、その芯金の数と同数のスペーサを配置したり凸部を形成したりしなければならず、融着作業の効率が著しく悪かった。
【０００９】
しかも、融着後に隣接する金属ボス間の位置で長尺の樹脂成形体を切断しなければならず、位置ずれや誤差等による加工ミスも発生し易かった。
【００１０】
上記特許文献２では、複数の嵌合部材を重ねて配置する際、融着後に隣接する嵌合部材間が接合されることを防止するために、例えば、芯金間にワッシャを介在させたり、芯金の端面の中心部分を突出させるように段部を設けたり、芯金及び歯車部の継ぎ目に凹部を加工して形成する必要があった。
【００１１】
そのため多数個のウオームホイールを製造する場合には、芯金の数と同数のワッシャを配置したり、全ての芯金にそれぞれ金属加工して段部や凹部を形成したりしなければならず、やはり融着作業の効率が悪かった。しかも、段部や凹部等は製造時にのみ必要な形状であるため、芯金の外周に歯車部を融着後に除去するような場合には、更に金属加工を行なうことになり、一層生産性が低下し易かった。
【００１２】
そこで、本発明では、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を複数製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上させ得る複合部材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成する本発明の複合部材の製造方法は、貫通孔を有する芯金の外周に樹脂製環状体が嵌合された組合せ部材を複数用い、芯金の貫通孔に軸状治具を貫通させて複数の組合せ部材を軸状治具上に並べて支持させ、各芯金の外周に各樹脂製環状体を融着して接合することで複数の複合部材を製造する方法であり、樹脂製環状体の両端面が芯金の両端面より張り出した複数の組合せ部材を、隣り合う各組合せ部材における樹脂製環状体の端面同士を当接させて軸状治具に支持させ、各芯金を加熱することで、各樹脂製環状体の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体を各芯金に融着する製造方法である。
【００１４】
このような複合部材の製造方法によれば、樹脂製環状体の端面同士が当接した状態で各芯金の外周に各樹脂製環状体を融着しても、各芯金を加熱することで各樹脂製環状体の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体を各芯金に融着するので、互いに隣り合う組合せ部材同士が接合されることを防止できる。
【００１５】
しかも、各樹脂製環状体の両端面を各芯金の両端面より張り出して複数の組合せ部材を軸状治具に支持させることで、融着時に隣り合う組合せ部材同士が接合されることが防止できるため、各組合せ部材間にスペーサ等を介在させたり、芯金や樹脂製環状体に凹部や段部等の加工を施したりする必要がない。そのため、効率よく作業できて複合部材を容易に製造することが可能になり、多数の複合部材を製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上することができる。
【００１６】
本発明の複合部材の製造方法では、樹脂製環状体が芯金より厚い組合せ部材を複数用い、隣り合う各組合せ部材の樹脂製環状体同士を当接させると共に芯金同士を離間させて複数の組合せ部材を軸状治具に支持させ、各芯金を誘導加熱により加熱するのが好適である。
【００１７】
このようにすれば、芯金を加熱する際、軸状治具に支持された各芯金が互いに離間していても、各芯金を同等に加熱し易く、融着時に各組合せ部材において樹脂製環状体が溶融又は軟化される程度を同等にでき、多数の複合部材の接合を防止して芯金と樹脂製環状体とを融着することが容易である。
【００１８】
その場合、融着後に樹脂製環状体の端面と芯金の端面とを同一平面に加工してもよい。このようにすれば、融着の際に芯金と樹脂製環状体との境界部位からはみ出した樹脂を除去できるため、複合部材の端面を所定形状に精度よく形成できることに加え、加工時には樹脂製環状体に比べて芯金の加工量を少なく抑えることができるため、複合部材の端面の加工が容易である。
【００１９】
本発明では、上述のような複合部材の製造方法によりウオームホイールブランクを製造した後、上記ウオームホイールブランクの外周にギアの歯部を形成することができる。
【００２０】
このようにして電動パワーステアリング用ウオームホイールを製造すれば、上述の複合部材としてウオームホイールブランクを製造するので、隣り合う組合せ部材同士の接合を防止しつつ各芯金と各樹脂製環状体とを接合して複数のウオームホイールブランクを形成することが容易であり、そのため多数のウオームホイールを製造する際の手間を簡略化して生産性を向上し易い。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の複合部材の製造方法によれば、芯金の外周に樹脂製環状体を接合した複合部材を複数製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上し易い複合部材の製造方法を提供することが可能である。
【００２２】
本発明の複合部材の製造方法を利用して電動パワーステアリング用ウオームホイールを製造すれば、複数のウオームホイールを製造する際、手間を簡略化できて生産性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は実施形態の製造方法により製造するウオームホイールの正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図２】（ａ）は実施形態の製造方法により製造するウオームホイールブランクの正面図、（ｂ）はその断面図である。
【図３】本発明の実施形態の製造方法に用いる芯金を、一部断面で示す端面図である。
【図４】実施形態の製造方法に用いる樹脂製環状体を、一部断面で示す端面図である。
【図５】実施形態の製造方法に係る複数の組合せ部材を軸状治具に支持させた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図１乃至図５を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００２５】
まず、この実施形態において製造する電動パワーステアリング用ウオームホイールについて説明する。
【００２６】
このウオームホイール１０は、電動パワーステアリング装置の構成部品であり、図１に示すように、貫通孔としての中心孔１１及び外周接合面１３を同軸に有する芯金１５と、芯金１５の外周接合面１３に接合された樹脂製環状体１７とを備えている。芯金１５と樹脂製環状体１７とは強固に融着されて接合されている。
【００２７】
樹脂製環状体１７の外周にはウオームホイールの歯部１９が形成されており、図示しないウオームと噛合可能となっている。一方、中心孔１１にはキー溝２１が設けられており、図示しないシャフトと相対回動不能に接合可能となっている。
【００２８】
次に、このようなウオームホイール１０を本実施形態により製造する方法について説明する。
【００２９】
この実施形態では、まず、図２に示すような複合部材としてのウオームホイールブランク２３を所定精度で製造し、そのウオームホイールブランク２３を加工することでウオームホイール１０を製造する。このようにすることは、ウオームホイールに要求される精度を実現し易くするためである。
【００３０】
ここでウオームホイールブランクとは、ウオームホイール１０を最終形状に仕上げるための中間体である。ウオームホイール１０が各部において、極めて高い精度が要求されているため、加工前のウオームホイールブランク２３の状態でも、高精度が要求される。
【００３１】
この実施形態で、ウオームホイールブランク２３を製造するには、図３に示すような芯金１５と、図４に示すような樹脂製環状体１７とを準備する準備工程と、これらを組み合わせて組合せ部材２５を作製する嵌合工程と、複数の組合せ部材２５を図５等に示すように軸状治具２７に支持させる支持工程と、芯金を加熱することで芯金１５の外周囲に樹脂製環状体１７を融着する融着工程と、ウオームホイールブランク２３としての精度を実現する前加工工程とにより製造する。
【００３２】
まず、準備工程では、軸Ｌに沿う厚さが異なる芯金１５及び樹脂製環状体１７をそれぞれ複数準備する。これらは予め形成されたものを用いてもよいが、この実施形態では、それぞれを作製する。
【００３３】
芯金１５は、図３に示すように、中心部に軸Ｌに沿って厚さ方向に貫通する中心孔１１を有すると共に、外周に略円柱形状の樹脂製環状体１７を接合するための外周接合面１３を有する。ここでは、中心孔１１と外周接合面１３とは、軸Ｌに対して精度よく同軸に形成されており、両端面１５ａはそれぞれ軸Ｌに対して直交するように形成されている。さらに、軸Ｌ方向の厚さが樹脂製環状体１７とは異なる厚さとなっており、樹脂製環状体１７より薄く形成されている。
【００３４】
この芯金１５は、金属の鍛造により成形体を作製し、必要に応じて機械加工等を施すことで作製する。鍛造により芯金１５を作製すると、切削加工等により作製する場合に比べ、材料の無駄を省くことができると共に、多数の芯金１５を所定精度で容易に作製できるため好適である。
【００３５】
機械加工では、例えば中心部の中心孔１１や樹脂製環状体１７を接合するための外周接合面１３を軸Ｌに沿って同軸に所定の精度で形成したり、両端面１５ａを軸Ｌに所定精度で直交するように形成したりする。
【００３６】
なお、芯金１５を構成する材料としては、ウオームホイール１０として要求される強度が確保できる金属であればよい。
【００３７】
芯金１５の外周接合面１３は、芯金１５の両端面１５ａ間全長で軸Ｌと直交する断面形状が一定となるように形成している。ここで、断面形状が一定とは、断面形状が軸Ｌ方向に均一であることの他、軸Ｌ方向に均一な表面を粗面化したり、その表面に凹凸形状を設けたりする場合なども含む。
【００３８】
この実施形態では、鍛造により得られた外表面にローレット加工が施こされた凹凸形状に形成している。これにより芯金１５と樹脂製環状体１７との強固な接合を実現することができる。
【００３９】
一方、樹脂製環状体１７は、図４に示すように、芯金１５の外周接合面１３に接合可能な内周面を有する円環形状を呈する。
【００４０】
樹脂の成形方法は用いる材料に応じて適宜選択できる。具体的には、樹脂製環状体１７を構成する材料としては、ウオームホイール１０として要求される強度が確保できると共に、芯金１５に接触して配置された状態で芯金１５を加熱することで、芯金１５の温度により溶融又は軟化して接合可能な熱可塑性樹脂であればよいが、耐熱製や強度を確保し易くするなどのために、６，６−ナイロン、６ーナイロン、４，６−ナイロンなどのポリアミドを用いるのが好適である（ただし、ナイロンは登録商標）。特に、強度を確保し易くできるなどの理由で、６−ナイロンが好適である。なお、摺動性を確保するためには、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）、ポリアセタール（ＰＯＭ）等を用いてもよい。
【００４１】
この準備工程における樹脂製環状体１７は、芯金１５の外周接合面１３に対応した内径にすると共に、外径をギアの歯部１９の加工代を含めた寸法とし、軸Ｌ方向沿う厚みを芯金１５に応じて調整して作製する。ここでは、樹脂製環状体１７の軸Ｌに沿う厚みを、芯金１５の外周接合面１３の軸Ｌに沿う厚みより厚く形成しており、両端面１７ａは軸Ｌに対して直交するように形成されている。
【００４２】
次いで、嵌合工程では、各芯金１５の外周接合面１３に各樹脂製環状体１７を嵌合させることで、図２に示すように、芯金１５の外周に樹脂製環状体１７の内周面を接触させて組合せ部材２５を複数作製する。各組合せ部材２５では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７の内周面との接触状態は限定されず、例えば、芯金１５の外周接合面１３が粗面や凹凸形状に形成されている場合、樹脂製環状体１７の内周面が粗面又は凹凸形状の頂部だけに接触していてもよく、樹脂製環状体１７の内周面に粗面又は凹凸形状の頂部が一部埋設されてもよく、外周接合面１３の全面に樹脂製環状体１７が密着していてもよい。
【００４３】
この実施形態では、芯金１５の外周接合面１３の最大直径、即ち、ローレット形状の各頂部の直径に対する樹脂製環状体１７の内径を、嵌合することで相互に位置関係を保つことが可能な程度としている。嵌合させた状態では、芯金１５と樹脂製環状体１７との間にローレット形状による微細な間隙が多数形成された状態であってもよい。
【００４４】
軸Ｌに沿う方向の芯金１５と樹脂製環状体１７との位置関係は、互いに径方向に隣接する芯金１５の端面１５ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａとが互いに軸Ｌ方向に異なる位置にずれるように配置する。
【００４５】
ここでは、芯金１５の端面１５ａより樹脂製環状体１７の端面１７ａが外側に配置され、互いに隣接する芯金１５の端面１５ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａとの間に軸Ｌに沿う所定量の段差ｄを形成することが必要である。ここでは、両側の端面１５ａ、１７ａにおいて、それぞれ所定量の段差ｄを形成する。
【００４６】
この所定量の段差ｄは、後述する融着工程において、組合せ部材２５の樹脂製環状体１７と芯金１５との境界部位から、溶融又は軟化した樹脂が端面１５ａから軸Ｌ方向にはみ出す量或いははみ出し得る量より大きくすること、即ち、融着時に芯金１５と樹脂製環状体１７との境界部位から軸Ｌ方向にはみ出し得る樹脂が、隣り合う組合せ部材２５と非接触状態を保てる量とすることが必要である。
【００４７】
このはみ出し量或いははみ出し得る量は、樹脂製環状体１７を構成する樹脂の物性、芯金１５の直径や粗面状態、樹脂製環状体１７の内径や接圧、後述する融着工程における加熱条件等、種々の条件に応じて変動する。そのため、芯金１５の厚みと樹脂製環状体１７の厚みとの差は、例えば、予め予備実験などを行うことで、適切な値に設定できる。
【００４８】
なお、特に限定されるものではないが、この嵌合工程では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７との間に、両者の接合力を向上するために、各種の接着材のような結合力向上剤層を設けてもよい。
【００４９】
次いで、支持工程では、図５に示すように、嵌合工程で得られた多数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させる。
【００５０】
軸状治具２７は、各芯金１５の中心孔１１内を貫通させることで各組合せ部材２５を支持する支持軸部２７ａと、支持軸部２７ａの一方の端部に設けられたフランジ部２７ｂと、他方の端部に設けられた固定部２７ｃとを備えている。
【００５１】
この軸状治具２７に多数の組合せ部材２５を支持させるには、フランジ部２７ｂに隣接する位置に、溶融工程で昇温され難いセラミックス等の絶縁材料からなる支持プレート２７ｄを配置し、各組合せ部材２５の中心孔１１に支持軸部２７ａを貫通させることで、複数の組合せ部材２５を順次同じ向きにして支持させる。固定部２７ｃに隣接する位置にもセラミックス等の絶縁材料からなる支持プレート２７ｄを配置し、ストッパリング２７ｅを配置した状態で固定部２７ｃを固定することで、多数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させる。ここでは、固定部２７ｃは支持軸部２７ａに設けられた雄ねじ２７ｆと、この雄ねじ２７ｆに螺合するナット２７ｇとから構成されている。
【００５２】
ここでは、支持軸部２７ａの長さが、所定数の組合せ部材２５を配置した状態でストッパリング２７ｅを介してナット２７ｇにより圧接できる程度に設定されているため、固定部２７ｃを固定することで、全ての組合せ部材２５がそれぞれ隣り合う組合せ部材２５に互いに当接した状態で支持される。
【００５３】
その際、上述したように、樹脂製環状体１７が芯金１５より厚く形成されているため、軸状治具２７により支持された状態では、隣り合う組合せ部材２５は樹脂製環状体１７の端面１７ａ同士が直接当接すると共に、芯金１５の端面１５ａ同士が互いに離間した状態で配置され、芯金１５の端面１５ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａとの間に、上述のような所定量の段差ｄが形成された状態で全ての組合せ部材２５が支持される。
【００５４】
次いで、融着工程では、軸状治具２７に支持された複数の組合せ部材２５毎に、各芯金１５の外周接合面１３に各樹脂製環状体１７をそれぞれ融着して接合する。
【００５５】
この融着工程は、芯金１５を昇温可能な各種の加熱装置を用いて行うことができるが、ここでは、図５に示すように、芯金１５を加熱させるための誘導加熱装置を用いて行う。この装置では、軸状治具２７に支持された多数の組合せ部材２５を同軸状に囲んで交番磁界を発生させるコイル３１が設けられ、コイル３１と軸状治具２７とが軸Ｌに沿って相対移動可能となっている。
【００５６】
この加熱時には、組合せ部材２５とコイル３１とを軸Ｌを中心に相対回転させると共に軸Ｌ方向に所定速度で相対移動させながら、コイル３１に高周波電力を供給することで、芯金１５の外周接合面１３を、樹脂製環状体１７を構成する樹脂の軟化温度以上、例えば融点以上に加熱する。これにより、樹脂製環状体１７のうち外周接合面１３に接触している部分及びその近接部分が軟化又は溶融し、特にローレット形状が接触している部分がより多く軟化又は溶融して樹脂製環状体１７の樹脂がローレット形状の内部に入り込む。このとき、芯金１５を加熱することで樹脂製環状体１７の樹脂を軟化又は溶融するため、樹脂製環状体１７の端面１７ａは殆ど軟化又は溶融されない。
【００５７】
その後、例えば大気中で放熱されて冷却されると、軟化又は溶融した樹脂が芯金１５のローレット形状に入り込んだ状態で固化され、樹脂製環状体１７が芯金１５に接合される。結合力向上剤層が設けられている場合には、さらに結合力向上剤層を介して樹脂製環状体１７の内側と芯金１５とが強固に接合される。この状態では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７の内周面とが出来るだけ多くの範囲で直接又は結合力向上剤層を介して密着されることが好ましく、ローレット形状全体が樹脂製環状体１７に埋設されて外周接合面１３の全面に密着するのが好適である。
【００５８】
一方、樹脂製環状体１７の端面１７ａでは、樹脂が軟化又は溶融していないため、隣り合う組合せ部材２５の樹脂製環状体１７の端面１７ａ同士が当接していても分離状態で維持されている。
【００５９】
なお、融着工程では、芯金１５の外周接合面１３と樹脂製環状体１７の内周面との境界部位から、各組合せ部材２５の軸Ｌに沿う両端面側に溶融又は軟化した樹脂の一部が、芯金１５の端面１５ａから軸Ｌ方向に徐々にはみ出すことがある。しかし、上述のように段差ｄが存在するため、はみ出した樹脂は隣り合う組合せ部材２５に達することなく固化される。
【００６０】
融着工程後、この実施形態では前加工工程を実施することで、樹脂製環状体１７の端面１７ａと樹脂製環状体１７の端面１７ａに径方向に隣接する部位の芯金１５の端面１５ａとが同一平面となるように加工する。このとき、樹脂製環状体１７と芯金１５との段差ｄや、融着工程において側方にはみ出した樹脂も除去する。
【００６１】
そしてこの前加工工程により、例えば中心孔１１の精度や軸Ｌに対する樹脂製環状体１７の外周面の平行度、両端面１５ａ，１７ａの直交度等の各部の高い精度を実現し、これにより図２に示すようなウオームホイールブランク２３の製造を終了する。
【００６２】
次に、このようにして得られたウオームホイールブランク２３に対し、中心孔１１にキー溝２１を形成すると共に、樹脂製環状体１７の外周に所望のウオームホイールの歯部１９を精度良く加工することで、図１に示すようなウオームホイール１０の製造を完了することができる。
【００６３】
以上のようにして、電動パワーステアリング用のウオームホイールブランク２３を製造すれば、樹脂製環状体１７の端面同士が当接した状態で各芯金１５の外周に各樹脂製環状体１７を融着しても、各芯金１５を加熱することで各樹脂製環状体１７の両端面を溶融することなく各樹脂製環状体１７を各芯金１５に融着することができるので、互いに隣り合う組合せ部材２５同士が接合されることを防止できる。
【００６４】
しかも、融着後に隣り合う組合せ部材２５同士が接合されることを防止するために、各樹脂製環状体１７の両端面１７ａを各芯金１５の両端面１５ａよりも軸方向両外側に張り出して複数の組合せ部材２５を軸状治具２７に支持させるだけでよいため、従来のように、各組合せ部材２５間にスペーサ等を介在させたり、芯金１５や樹脂製環状体１７に凹部や段部等の加工を施したりする必要がない。そのため、効率のよい作業でウオームホイールブランク２３を容易に製造することが可能であり、多数のウオームホイールブランク２３を効率よく容易に製造することが可能である。
【００６５】
ここでは、芯金１５より樹脂製環状体１７が厚くて各芯金１５間が離間した複数の組合せ部材２５を用いていても、融着工程において各芯金１５を誘導加熱により加熱しているので、複数の組合せ部材２５において樹脂製環状体１７が溶融又は軟化される程度を同等にでき、隣り合うウオームホイールブランク２３の接合を防止し易い。
【００６６】
さらに、芯金１５より厚い樹脂製環状体１７を用い、融着工程後に、互いに隣接する樹脂製環状体１７の端面１７ａと芯金１５の端面１５ａとを同一平面に加工するので、得られるウオームホイールブランク２３の両端面を精度よく仕上げることができ、しかも、軟質で加工し易い樹脂製環状体１７の加工量を多くすると共に、硬質で加工し難い芯金１５の加工量を少なくすることで、高精度のウオームホイールブランク２３を一層容易に製造できる。
【００６７】
そしてこのようにして製造されたウオームホイールブランク２３を用いて、ウオームホイール１０を製造すれば、上述のように容易に複数のウオームホイールブランク２３を形成できるため、多数のウオームホイール１０を製造する際の手間を簡略化できて生産性を向上することができる。
【００６８】
上記実施形態は、本発明の範囲内において適宜変更可能である。例えば、上記では、ウオームホイールブランク２３の製造に本発明を適用した例について説明したが、芯金の周囲に樹脂製環状体が配置されて一体に接合された部材であれば、本発明を同様に適用して製造することが可能である。
【００６９】
上記では、芯金１５として中心孔１１が中心に形成されたものを用いたが、他の位置に貫通孔が形成された芯金であっても使用可能である。
【００７０】
上記では、芯金１５を誘導加熱することで樹脂製環状体１７を芯金１５に融着したが、各芯金１５に直接電力を供給して抵抗加熱により芯金１５を加熱するように構成してもよい。その場合、高周波電圧を印加することで、表皮効果により芯金１５の表面側だけを昇温させるようにすれば、樹脂製環状体１７の過剰な溶融又は軟化を防止でき好適である。
【００７１】
さらに、上記の芯金１５及び樹脂製環状体１７の形状は適宜変更可能であり、外表面が多角形形状を呈するものであってもよい。
【符号の説明】
【００７２】
１０ ウオームホイール
１１ 中心孔（貫通孔）
１３ 外周接合面
１５ 芯金
１５ａ，１７ａ 端面
１７ 樹脂製環状体
２３ ウオームホイールブランク（複合部材）
２５ 組合せ部材
２７ 軸状治具
３１ コイル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する芯金の外周に樹脂製環状体が嵌合された組合せ部材を複数用い、上記芯金の貫通孔に軸状治具を貫通させて上記複数の組合せ部材を上記軸状治具上に並べて支持させ、上記各芯金の外周に上記各樹脂製環状体を融着して接合することで複数の複合部材を製造する方法であって、
上記樹脂製環状体の両端面が上記芯金の両端面より張り出した上記複数の組合せ部材を、隣り合う上記各組合せ部材における上記樹脂製環状体の端面同士を当接させて上記軸状治具に支持させ、上記各芯金を加熱することで、上記各樹脂製環状体の両端面を溶融することなく上記各樹脂製環状体を上記各芯金に融着する、複合部材の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂製環状体が前記芯金より厚い前記組合せ部材を複数用い、隣り合う各組合せ部材の上記樹脂製環状体同士を当接させると共に上記芯金同士を離間させて複数の組合せ部材を前記軸状治具に支持させ、上記各芯金を誘導加熱により加熱する、請求項１に記載の複合部材の製造方法。
【請求項３】
融着後に、前記樹脂製環状体の端面と前記芯金の端面とを同一平面に加工する、請求項２に記載の複合部材の製造方法。
【請求項４】
鍛造により作製された前記芯金を用いて前記組合せ部材を形成する、請求項１に記載の複合部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の複合部材の製造方法によりウオームホイールブランクを製造した後、該ウオームホイールブランクの外周囲にギアの歯部を形成する、複合部材の製造方法。
【請求項１】
貫通孔を有する芯金の外周に樹脂製環状体が嵌合された組合せ部材を複数用い、上記芯金の貫通孔に軸状治具を貫通させて上記複数の組合せ部材を上記軸状治具上に並べて支持させ、上記各芯金の外周に上記各樹脂製環状体を融着して接合することで複数の複合部材を製造する方法であって、
上記樹脂製環状体の両端面が上記芯金の両端面より張り出した上記複数の組合せ部材を、隣り合う上記各組合せ部材における上記樹脂製環状体の端面同士を当接させて上記軸状治具に支持させ、上記各芯金を加熱することで、上記各樹脂製環状体の両端面を溶融することなく上記各樹脂製環状体を上記各芯金に融着する、複合部材の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂製環状体が前記芯金より厚い前記組合せ部材を複数用い、隣り合う各組合せ部材の上記樹脂製環状体同士を当接させると共に上記芯金同士を離間させて複数の組合せ部材を前記軸状治具に支持させ、上記各芯金を誘導加熱により加熱する、請求項１に記載の複合部材の製造方法。
【請求項３】
融着後に、前記樹脂製環状体の端面と前記芯金の端面とを同一平面に加工する、請求項２に記載の複合部材の製造方法。
【請求項４】
鍛造により作製された前記芯金を用いて前記組合せ部材を形成する、請求項１に記載の複合部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の複合部材の製造方法によりウオームホイールブランクを製造した後、該ウオームホイールブランクの外周囲にギアの歯部を形成する、複合部材の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−６２９２０（Ｐ２０１１−６２９２０Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１５７５４（Ｐ２００９−２１５７５４）
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１７日（２００９．９．１７）
【出願人】（３９００２９０８９）高周波熱錬株式会社 (288)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]