JP2003011280A

JP2003011280A - 嵌合部を有する結合部材

Info

Publication number: JP2003011280A
Application number: JP2001203383A
Authority: JP
Inventors: Koji Kitahata; 浩二北畑
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2001-07-04
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2003-01-15

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】低い製造コストで形成できる樹脂コーティン
グを備えた嵌合部を有する結合部材を提供する。【解決手段】この嵌合部を有する結合部材は、第１の
樹脂層６がポリフェニレンサルファイド系樹脂からなる
から、この第１の樹脂層６を、たとえば、鉄系金属から
なる嵌合部４の表面１Ａに、直接に接合できる。また、
このポリフェニレンサルファイド系樹脂からなる第１の
樹脂層６は、静電塗装でもって、嵌合部４の表面１Ａを
被覆することができるから、ドライ環境で製造でき、乾
燥工程が不要になり、低い製造コストで形成できる。ま
た、この第１の樹脂層６を覆う第２の樹脂層７は、ナイ
ロン系またはオレフィン系またはエステル系またはテフ
ロン（登録商標）系の樹脂からなるから、摺動性が良
く、摺動抵抗の低減と防音を達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、嵌合部に樹脂が
コーティングされたたとえばスプライン等の結合部材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動力伝達部品等の結合部材では、
摺動抵抗低減と防音を目的として、ナイロン系樹脂を嵌
合部(摺動部)にコーティングしたものがある。しかし、
このナイロン系樹脂は、鉄あるいは非鉄金属からなる嵌
合部に対して、密着性が良くないので、密着性向上のた
めに、予め、有機あるいは無機系の接着剤からなるアン
ダーコートを上記嵌合部の表面に形成していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この有機ある
いは無機系の接着剤からなるアンダーコートは、溶剤で
溶かす工程が必要となるから、乾燥工程が必要となり、
製造コストが高くなっていた。

【０００４】そこで、この発明の目的は、低い製造コス
トで形成できる樹脂コーティングを備えた嵌合部を有す
る結合部材を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明の嵌合部を有する結合部材は、ポリ
フェニレンサルファイド系樹脂からなり、嵌合部の表面
を覆う第１の樹脂層と、ナイロン系またはオレフィン系
またはエステル系またはテフロン系の樹脂からなり、上
記第１の樹脂層を覆う第２の樹脂層とを備えたことを特
徴としている。

【０００６】この請求項１の発明の結合部材では、第１
の樹脂層がポリフェニレンサルファイド系樹脂からなる
から、この第１の樹脂層を、たとえば、鉄系金属からな
る嵌合部に、直接に接合できる。また、このポリフェニ
レンサルファイド系樹脂からなる第１の樹脂層は、静電
塗装でもって、嵌合部を被覆することができるから、ド
ライ環境で製造でき、乾燥工程が不要になり、低い製造
コストで形成できる。

【０００７】また、この第１の樹脂層を覆う第２の樹脂
層は、ナイロン系またはオレフィン系またはエステル系
またはテフロン系の樹脂からなるから、摺動性が良く、
摺動抵抗低減と防音を達成できる。

【０００８】また、請求項２の発明の嵌合部を有する結
合部材は、ポリフェニレンサルファイド系樹脂と、ナイ
ロン系またはオレフィン系またはエステル系またはテフ
ロン系の樹脂とが混合している混合樹脂からなる樹脂層
が、嵌合部を覆っていることを特徴としている。

【０００９】この請求項２の発明の結合部材では、上記
混合樹脂がポリフェニレンサルファイド系樹脂を含有し
ているので、この混合樹脂からなる樹脂層をたとえば鉄
系金属からなる嵌合部に直接に接合できる。また、上記
ポリフェニレンサルファイド系樹脂と、ナイロン系,オ
レフィン系,エステル系,テフロン系のいずれかの樹脂と
が混合している混合樹脂は、静電塗装でもって、嵌合部
を被覆することができるから、ドライ環境で製造でき、
乾燥工程が不要になり、低い製造コストで形成できる。

【００１０】また、上記混合樹脂が含有するナイロン
系,オレフィン系,エステル系,テフロン系のいずれかの
樹脂は、摺動性が良いから、この混合樹脂からなる樹脂
層によれば、摺動抵抗低減と防音を達成できる。

【００１１】また、この結合部材では、上記嵌合部を覆
っている樹脂層が上記混合樹脂からなるから、複数の層
を形成する場合に比べて、加工工程を削減でき、さらな
るコスト低減を達成できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。

【００１３】(第１の実施形態)図１(Ａ)に、この発明の
嵌合部を有する結合部材の実施の形態としてのスプライ
ンシャフト１の端面を示す。このスプラインシャフト１
は、鉄系金属からなり、スプライン歯となる山部２と谷
部３とが周方向に交互に形成され、この山部２と谷部３
は軸方向に延在している。この山部２と谷部３とが嵌合
部４をなす。

【００１４】図１(Ｂ)に示すように、このスプラインシ
ャフト１は、その嵌合部４の表面１Ａを覆う樹脂被覆５
を有している。この樹脂被覆５は、ポリフェニレンサル
ファイド(ＰＰＳ)系樹脂からなる第１の樹脂層６と、こ
の第１の樹脂層６を覆う第２の樹脂層７からなる。この
第２の樹脂層７は、ナイロン系樹脂であるＰＰＡ(ポリ
フタルアミド)からなる。

【００１５】この実施形態のスプラインシャフト１によ
れば、第１の樹脂層６がポリフェニレンサルファイド系
樹脂からなるから、この第１の樹脂層６を、鉄系金属か
らなる嵌合部４に、直接に接合できる。また、このポリ
フェニレンサルファイド(ＰＰＳ)系樹脂からなる第１の
樹脂層６は、静電塗装でもって、嵌合部４を被覆するこ
とができるから、ドライ環境で製造でき、乾燥工程が不
要になり、低い製造コストで形成できる。

【００１６】また、この第１の樹脂層６を覆う第２の樹
脂層７は、ナイロン系樹脂であるＰＰＡ(ポリフタルア
ミド)からなるから、摺動性が良く、摺動抵抗の低減と
防音を達成できる。

【００１７】次に、図２(Ａ),(Ｂ)を参照して、上記実
施形態における樹脂被膜５の製造方法を説明する。ま
ず、図２(Ａ)に示すように、嵌合部４の表面１Ａに、Ｐ
ＰＳ系樹脂からなる樹脂粉体２１を、静電塗装でもっ
て、塗装する。その後、この樹脂粉体２１からなる下塗
り樹脂層２２上に、ＰＰＡ(ポリフタルアミド)からなる
樹脂粉体２３を、再度、粉体塗装して、上塗り樹脂層２
５を形成する。

【００１８】次に、下塗り樹脂層２２の溶融温度以上
で、上塗り樹脂層２５も溶融する温度である３５０℃以
上の温度で約１０分間だけ、上塗り樹脂層２５と下塗り
樹脂層２２とを加熱する。この加熱の方法としては、オ
ーブンを使用して外部から加熱してもよいし、誘導加熱
などにより内部から加熱してもよい。

【００１９】これにより、図２(Ｂ)に示すように、下塗
り樹脂層２２を溶融して第１の樹脂層６とし、上塗り樹
脂層２５を溶融して第２の樹脂層７として、嵌合部４を
第１の樹脂層６と第２の樹脂層７との二層構造からなる
樹脂被膜５でコーティングする。ここでは、上記第１の
樹脂層６の層厚を１００μｍとし、第２の樹脂層７の層
厚を１００μｍとした。

【００２０】尚、上記第１実施形態では、第２の樹脂層
７をＰＰＡ(ポリフタルアミド)で作製したが、他のナイ
ロン系樹脂(ＰＡ６,ＰＡ６６,ＰＡ４６,ＰＡ１１,ＰＡ
１２,ＭＸＤ(芳香族ポリアミド))で作製してもよい。ま
た、ナイロン系樹脂以外に、ＰＰ(ポリプロピレン),Ｐ
Ｅ(ポリエチレン)(ＵＨＤＰＥ(超高密度ポリエチレン)
等を含む)オレフィン系樹脂や、ＰＥＴ(ポリエチレンテ
レフタレート),ＰＢＴ(ポリブチレンテレフタレート)等
のエステル系樹脂、さらには、ＰＦＡ(テトラフルオロ
エチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合
体),ＰＴＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)等のテフロ
ン系樹脂としてもよい。

【００２１】(第２の実施形態)次に、この発明の嵌合部
を有する結合部材の第２の実施形態を説明する。この第
２実施形態は、前述の第１実施形態の二層構造の樹脂被
膜５に替えて、図３(Ｂ)に示すように、混合樹脂からな
る樹脂被膜３１を備える点のみが、前述の第１実施形態
と異なる。

【００２２】まず、この樹脂被膜３１の製造工程を説明
する。まず、図３(Ａ)に示すように、ＰＰＳ系樹脂から
なる樹脂粉体３２と、テフロン系樹脂であるＰＴＦＥ
(ポリテトラフルオロエチレン)からなる樹脂粉体３３と
を混合させた混合粉体を、嵌合部４の表面１Ａに、静電
粉体塗装する。これにより、ＰＰＳ系の樹脂粉体３２と
ＰＴＦＥ系の樹脂粉体３３からなる樹脂粉体層３６を形
成する。ここでは、この樹脂粉体層３６において、ＰＰ
Ｓ系の樹脂粉体３２とＰＴＦＥ系の樹脂粉体３３との混
合割合を、重量％において、略５対５にしたが、２対８
〜９.９対０.１の範囲内で設定することができる。

【００２３】次に、３５０℃以上で、上記樹脂粉体層３
６を加熱して、図３(Ｂ)に示すように、ＰＰＳ系の樹脂
粉体３２とＰＴＦＥ系の樹脂粉体３３とが混合状態で溶
融した混合樹脂からなる混合樹脂層３１を形成する。こ
の混合樹脂層３１は、樹脂粉体３２が溶融した溶融樹脂
部分３５と、樹脂粉体３３が溶融した溶融樹脂部分３４
からなる。なお、上記加熱の温度は、ＰＰＳ系の樹脂粉
体３２の溶融温度以上で、上記ＰＴＦＥ系の樹脂粉体３
３の溶融する温度であればよい。この場合には、加熱時
に、ＰＰＳ系の樹脂粉体３２がＰＴＦＥ系樹脂粉体３３
よりも先に溶融し、表面１Ａとの界面に集まり、図３
(Ｂ)に示す溶融樹脂部分３５となり、その後、摺動性を
持つＰＴＦＥ系の樹脂粉体３３が溶けて、表層に集ま
り、図３(Ｂ)に示す溶融樹脂部分３４となる。したがっ
て、摺動性能の向上を図れる。また、この実施形態で
は、樹脂層３１の層厚を２００μｍとした。

【００２４】この実施形態の結合部材では、上記混合樹
脂が含有しているポリフェニレンサルファイド樹脂によ
り、この混合樹脂からなる混合樹脂層３１を鉄系金属か
らなる嵌合部４に直接に接合できる。また、上記ポリフ
ェニレンサルファイド系樹脂と、テフロン系であるＰＴ
ＦＥ(ポリテトラフルオロエチレン)からなる樹脂とが混
合している混合樹脂は、静電塗装でもって、嵌合部４を
被覆することができるから、ドライ環境で製造でき、乾
燥工程が不要になり、低い製造コストで形成できる。

【００２５】また、上記混合樹脂が含有するテフロン系
の樹脂は、摺動性が良いから、この混合樹脂からなる混
合樹脂層３１によれば、摺動抵抗低減と防音を達成でき
る。

【００２６】また、この実施形態の結合部材では、上記
嵌合部４を覆っている樹脂層３１が上記混合樹脂からな
るから、複数の層を形成する場合に比べて、加工工程を
削減でき、さらなるコスト低減を達成できる。

【００２７】尚、上記第２実施形態では、ＰＰＳ系の樹
脂粉体３２とＰＴＦＥ系の樹脂粉体３３を混合したが、
他のＰＦＡ等のテフロン系樹脂からなる粉体を混合して
もよい。また、テフロン系樹脂以外に、ＰＰ,ＰＥ(ＵＨ
ＤＰＥ等を含む)等のオレフィン系樹脂を採用でき、ま
た、ナイロン系樹脂(ＰＡ６,ＰＡ６６,ＰＡ４６,ＰＡ１
１,ＰＡ１２,ＭＸＤ)で樹脂粉体３３を作製してもよ
い。また、ＰＥＴ,ＰＢＴ等のエステル系樹脂で樹脂粉
体３３を作製してもよい。さらに、ＰＰＳ系の樹脂材に
ＰＴＦＥ系,オレフィン系,ナイロン系,エステル系の樹
脂材を混練した材料を粉砕した混合系の粉体を使用し、
これを溶融して混合樹脂からなる樹脂層としてもよい。
この場合、より均質な樹脂層となる。

【００２８】また、上記第１,第２の実施形態では、嵌
合部を有する結合部材として、図１(Ａ)に示すように、
外周面にスプライン歯２が形成されたスプラインシャフ
ト１を一例として説明したが、図１(Ｃ)に示すように、
内周面にスプライン歯８１が形成された嵌合部８２Ａを
有する筒状のスプラインシャフト８２の上記嵌合部８２
Ａに、第１,第２実施形態のような樹脂被膜を形成して
もよい。さらには、この発明は、スプライン以外にセレ
ーション嵌合あるいはキー嵌合する嵌合部を有する結合
部材にも適用できる。また、上記第１,第２実施形態で
は、スプラインシャフトを鉄系金属で作製したが、非鉄
系金属で作製してもよい。

【００２９】なお、図４に示すように、結合部材の金属
からなる嵌合部７０の表面に、反応層７１を形成してか
ら、樹脂被膜７５を形成してもよい。この樹脂被膜７５
を形成するには、まず、嵌合部７０をなす金属表面に、
アミノアルキルシラン系のシランカップリング剤を適正
な濃度でコートして、１２０℃程度で加熱処理し、この
シランカップリング剤を上記金属表面に反応させて、反
応層７１を形成する。次に、このカップリング処理によ
って形成した反応層７１上に、例えば、エポキシフェノ
ール系樹脂からなるアンダーコート層７２を塗布して乾
燥させる。次に、ＰＡ６６,ＰＡ４６,ＰＰＡなどからな
る樹脂粉体を、アンダーコート層７２上に静電塗装した
後、その樹脂溶融温度よりも２０℃以上高い温度で、上
記樹脂粉体を溶融して、樹脂被膜７３を形成する。この
ように、下地金属からなる嵌合部７０の表面にシランカ
ップリング剤を用いて、嵌合部７０の金属表面に反応層
７１を形成したことで、樹脂に対する密着性がよくな
り、耐熱性のある樹脂をコーティングできるようにな
る。また、この反応層７１によれば、高温処理に対応可
能な高価なアンダーコート剤に比べて、コストを低減で
きる。なお、上記シランカップリング剤としては、γ-
(２-アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン,
γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどがあ
る。

【００３０】

【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の嵌合部を有する結合部材では、第１の樹脂層がポリ
フェニレンサルファイド系樹脂からなるから、この第１
の樹脂層を、たとえば、鉄系金属からなる嵌合部に、直
接に接合できる。また、このポリフェニレンサルファイ
ド系樹脂からなる第１の樹脂層は、静電塗装でもって、
嵌合部を被覆することができるから、ドライ環境で製造
でき、乾燥工程が不要になり、低い製造コストで形成で
きる。

【００３１】また、この第１の樹脂層を覆う第２の樹脂
層は、ナイロン系またはオレフィン系またはエステル系
またはテフロン系の樹脂からなるから、摺動性が良く、
摺動抵抗の低減と防音を達成できる。

【００３２】また、請求項２の発明の嵌合部を有する結
合部材では、上記混合樹脂が含有しているポリフェニレ
ンサルファイド系樹脂により、この混合樹脂からなる樹
脂層をたとえば鉄系金属からなる嵌合部に直接に接合で
きる。また、上記ポリフェニレンサルファイド系樹脂
と、ナイロン系またはオレフィン系またはエステル系ま
たはテフロン系の樹脂とが混合している混合樹脂は、静
電塗装でもって、嵌合部を被覆することができるから、
ドライ環境で製造でき、乾燥工程が不要になり、低い製
造コストで形成できる。

【００３３】また、上記混合樹脂が含有するナイロン系
またはオレフィン系またはエステル系またはテフロン系
の樹脂は、摺動性が良いから、この混合樹脂からなる樹
脂層によれば、摺動抵抗低減と防音を達成できる。

【００３４】また、この結合部材では、上記嵌合部を覆
っている樹脂層が上記混合樹脂からなるから、複数の層
を形成する場合に比べて、加工工程を削減でき、さらな
るコスト低減を達成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１(Ａ)は、この発明の嵌合部を有する結合
部材の第１実施形態の端面図であり、図１(Ｂ)は、この
実施形態の要部断面図であり、図１(Ｃ)は、変形例の端
面図である。

【図２】図２(Ａ),(Ｂ)は、上記第１実施形態の製造
方法を順に説明する要部断面図である。

【図３】図３(Ａ),(Ｂ)は、第２実施形態の製造方法
を順に説明する要部断面図である。

【図４】カップリング剤でもって金属表面に形成した
反応層上に樹脂コーティングを形成した様子を示す断面
図である。

【符号の説明】

１…スプラインシャフト、１Ａ…表面、２…山部、３…
谷部、４…嵌合部、５…樹脂被覆、６…第１の樹脂層、
７…第２の樹脂層、２１…樹脂粉体、２２…下塗り樹脂
層、２５…上塗り樹脂層、３１…樹脂被膜、３２,３３
…樹脂粉体、３６…樹脂粉体層、７０…嵌合部、７２…
アンダーコート層、７５…樹脂被膜、８１…スプライン
歯、８２…スプラインシャフト、８２Ａ…嵌合部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリフェニレンサルファイド系樹脂から
なり、嵌合部の表面を覆う第１の樹脂層と、ナイロン系またはオレフィン系またはエステル系または
テフロン系の樹脂からなり、上記第１の樹脂層を覆う第
２の樹脂層とを備えたことを特徴とする嵌合部を有する
結合部材。
【請求項２】ポリフェニレンサルファイド系樹脂と、
ナイロン系またはオレフィン系またはエステル系または
テフロン系の樹脂とが混合している混合樹脂からなる樹
脂層が、嵌合部を覆っていることを特徴とする嵌合部を
有する結合部材。