[发明专利]齿轮及其制造方法

说明书

本发明提供齿轮及其制造方法，制造方法是在金属模的与套筒对应的区域放置有由强化纤维构成的圆环状预制件的状态下，向上述金属模的上述区域和与齿部对应的区域填充树脂。齿轮通过上述工序制造。

技术领域

本发明涉及树脂制的齿轮及其制造方法。

背景技术

例如在电动动力转向装置中，经由减速机使转向操纵辅助用的电动马达的旋转减速并且将输出增幅而传递至转向机构，从而对由驾驶员操作的转舵机构的动作进行扭矩辅助。减速机通常使用具备相互啮合的蜗杆与蜗轮的构造。而且，蜗轮例如一般是在铁制的套筒的外周通过注射模塑成型(嵌件成型)等形成圆环状的树脂部件后，切削加工树脂部件的外周等而形成齿来制造。

树脂部件例如由聚酰胺(PA6、PA66、PA46等)、芳香族聚酰胺、聚甲醛、PEEK、PPS等形成。根据近几年减少环境负荷的要求，汽车用部件需要进一步轻型化。在电动动力转向装置中，蜗轮的铁制的套筒所占的重量比很大。因此，需要在保持必要强度以及刚性的基础上使包含上述金属芯的蜗轮的整体轻型化。

近几年，逐渐将轻型且高强度、高刚性的纤维强化复合件应用于汽车用部件。作为纤维强化复合件，例如可举出使用碳纤维作为强化纤维并使用热固性树脂的CFRP材(Carbon Fiber Reinforced Plastics：碳纤维增强塑料)、或使用热塑性树脂的CFRTP材(Carbon Fiber Reinforced Thermo Plastics：碳纤维增强热塑性塑料)等。

为了应用上述纤维强化复合件使蜗轮等齿轮轻型化，例如考虑下述的方法。

(1)将使强化纤维的薄片浸入热固性树脂而得的半固化片卷绕为圆环状。接着，通过使热固性树脂固化反应的薄片卷绕成型，制作由纤维强化复合件构成且与齿轮的整体形状对应的圆板状的成型体。并且，切削加工其外周等从而形成齿。

(2)通过上述薄片卷绕成型制作由纤维强化复合件构成的套筒。接着，与以往相同，通过嵌件成型等在该套筒的外周形成圆环状的树脂部件。而且，对树脂部件的外周进行切削加工等形成齿(日本特开2001-304379号公报等)。

然而，通过(1)的方法形成的齿轮一直到齿的前端都是由纤维强化复合件形成的。因此，刚性高、韧性低，所以例如对于蜗轮的情况会有在与蜗杆啮合并旋转时容易产生所谓的噪音(齿轮噪音)的问题。而且在通过切削加工形成齿时，连续的强化纤维被切断，树脂与强化纤维剥离。上述情况成为破坏源从而还存在齿轮的耐冲击性、机械强度降低的问题。

另一方面，通过(2)的方法形成的齿轮的套筒与齿部的粘合部的可靠性、耐热冲击性等不足。另外，若为了提高上述特性并进行齿部与套筒之间的防脱、止转等而对与齿部接触的套筒的外周进行滚花加工、喷砂加工、蚀刻处理等，则连续的强化纤维被切断、或者树脂与强化纤维剥离。上述情况成为破坏源从而存在齿轮的耐冲击性、机械强度降低的问题。

而且，在上述(1)、(2)的方法中，用于纤维强化复合件的树脂限定于在固化前具有适度粘着性的柔软的环氧树脂等。然而，使用上述粘着性好的柔软的环氧树脂等的纤维强化复合件若一直存在到流动化时间为止，则到固化反应结束要大致5个小时以上较长的时间。因此，还存在齿轮以及具备该齿轮的电动动力转向装置等生产率大幅降低之类的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供能够不使连续的强化纤维产生切断、剥离等并以较高的生产率高效地制造轻型齿轮的齿轮的制造方法、和由此方法制造出的齿轮，上述齿轮是将由纤维强化复合件构成的高强度且高刚性的套筒、和由不含有上述强化纤维的树脂构成从而柔软且韧性优异并难以产生噪音等进而耐冲击性优异的齿部牢固地形成为一体而得到的。