JP6680696B2 - 補強リングを有する歯車の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、機構内でのトルク伝達を保証するよう意図されたホイールの製造の一般分野、より具体的には歯車式機構向けの歯車の製造の分野に関する。

本発明は、より具体的には、自動車用のパワーステアリング減速機向けの歯車の製造に関する。

特に特許文献１から、金属ハブとプラスチック材料で作られた歯付きリムとを金型内に配置し、そしてモールディング作業によって、プラスチック材料で作られた中間ディスクを一体的に形成することにより当該ハブを当該リムに接続する、歯車を製造するための方法が既に知られている。

しかしながら、そのような方法にはいくつかの欠点がある。

確かに、そのような方法はまず、中間ディスクをモールディングする際における、リムのハブに対する非常に精確な位置決めを必要とする。実際に、何らかの部品の位置決め不良、またはモールディング作業の間における一方の部品の他方に対する何らかの制御されていない移動は、射出されるプラスチックの圧力のために、ホイールの回転軸に関するホイール歯の重大な同心度における欠陥につながり得る。このことは歯車の適切な動作を損ない得るか（騒音、摩耗、…）、あるいは歯車の即座の処分につながり得る。

そして、歯車の中間ディスクおよびリムがプラスチック材料から作られているという事実のために、当該歯車に十分な剛性を与えることが困難である。

よって、そのような公知の方法によって得られる歯車は、大きな力、特にウォームねじとの大きな接触圧力にさらされた場合に、楕円状変形を経ることにより、あるいは一種の平坦部を形成する局所へこみにより、押し潰されて変形する傾向にあり得る。

もちろん、ホイールのピッチ円径の真円度を変えるそのような変形は、当該ホイールの適切な動作を阻害し、あるいはその寿命を著しく短くし得る。

確かに、この剛性不足を克服するための試みが、ホイール内の材料厚みを増大させることにより、例えば特に密に並んだ分厚い補強リブを設けることにより、なされ得る。

米国特許出願公開第２０１０／０２０１０３０号明細書

しかしながら、この材料使用量の増大は、ホイールの重量、および特に全体寸法を増大させる傾向にある。このことは、コンパクト性に関するシビアな要請にさらされる機構内に当該ホイールを実装することと相容れない。

さらに、そのような解決方法は原材料の浪費をもたらす傾向にあり、また金型の製造および／またはモールディング作業それ自体を複雑にし得る。

したがって、本発明の目的は、上述した欠点を克服すること、およびシンプルかつ低コストな態様で、軽量であって剛性および耐性を有するホイールを得ることを可能とするホイール、特に歯車を製造するための新しい方法を提示することである。

本発明の目的は、ホイールの製造方法であって、第１金型内における第１ポリマー材料の射出によって、上記ホイールの回転軸に対応する主軸（ＸＸ’）を有するボアを形成する径方向内側壁から径方向外側の周縁縁部まで延びる担体コアを形成する担体コア形成工程（ａ）と、上記担体コア上への第２ポリマー材料によるオーバーモールディング作業によって、上記周縁縁部周りに該周縁縁部の径方向外側面から径方向厚みを増すリムを形成するために被覆層を形成する被覆工程（ｂ）とを含んでおり、上記担体コア形成工程（ａ）の間において、上記第１金型内に、実質的に主軸（ＸＸ’）を中心とした位置において、上記第１材料の射出の前に、上記第１ポリマー材料および上記第２ポリマー材料とは別物であって該第１材料および該第２材料よりも大きいヤング率を有する「補強材料」と呼ばれる第３材料で作られて予め形成された補強リングを配置し、そして、該補強リングの少なくとも一部を、上記第１材料の射出の間に、上記周縁縁部を形成する上記第１材料の塊の中に埋め込むことを特徴とする方法によって達成される。

有利には、本発明に係る、本質的に担体コアおよびリムの（第１および第２）構成材料よりも高剛性である補強リングの担体コアへの組み込みは、当該担体コアの周縁縁部、より広くはホイールを径方向中心に向かう押圧力に対して堅くかつ補強することを可能とする。

確かに、上記補強リングは、フレームストラップを形成する輪の態様で、担体コアの周縁縁部および、より広くはホイールのリムを強化する。

有利には、ホイールの径方向厚み内における、より具体的には担体コアの径方向厚み内における、すなわちリムの径方向「内側」における補強リングの基礎的な組み込みは、特にコンパクトで目立たない補強リングによるホイールの補強をなす。

本発明は、したがって、比較的薄い補強リングによってホイールの径方向剛性を向上させることを可能とし、よって機械的に高耐性でありながら特に軽量でコンパクトなホイールの製造を確立する。

さらに、コアの構造内における補強リングの組み込みは特にシンプルかつ迅速である。なぜなら、当該リングを（第１）金型のキャビティに導入すれば足りるためである。

最後に、ホイールの補強は非常にシンプルに得られる形状の補強リングによって実現され、本発明に係る補強されたホイールの製造はシンプルかつ低コストなままである。

本発明の他の主題、特徴および利点は、説明的かつ非制限的な目的のために添付された図面を参照しつつ以下の説明を読むことによってより詳細に明らかになるだろう。

図１は、本発明に係る製造方法によって得られるホイールの一例を示す斜視図である。 図２は、本発明に係る製造方法によって得られるホイールの一例を示す断面斜視図である。 図３は、図１および図２のホイールにおいて使用される担体コアの細部を示す部分縦断面図である。 図４は、鋸歯状クラウン型の本発明に係る補強リングの第１変形例を示す斜視図である。 図５は、補強テープ型の本発明に係る補強リングの第２変形例を示す斜視図であって、当該補強テープの細部断面図を伴うものである。 図６は、担体コアを形成するよう意図された第１材料の射出前における第１金型への補強リングの取り付け態様を示す概略図である。

本発明は、ホイール１、より具体的には歯車１を製造するための方法に関する。

上記歯車１は、特に歯車減速機の歯車、より具体的にはパワーステアリング用減速機の歯車であってもよい。

よって、ホイール１は、例えばウォームねじによって駆動されるよう意図されたウォーム歯車を形成していてもよい。

歯車１は、例えば平歯、斜歯、またはヘリンボーン歯を形成する任意のタイプの噛合い歯（図示せず）を有していてもよい。

ホイール１は、有利には、好ましくは金属ソケット２に固定されており、この金属ソケット２は例えば圧入によるシャフト（図示せず）へのホイール１の取り付けを可能とするだろう。

その代わりに、ホイール１は、好ましくはこのホイール１の回転軸を体現する金属シャフト上に直接形成されてもよい（実際には、図１〜図３のソケット２を当該シャフトで置き換えれば十分だろう）。

選択される取り付けタイプが何であれ、上記シャフトは、好ましくはその一方の端部に、ステアリングコラムまたはラックのような他の噛み合い部品と当該シャフトが係合するのを可能とするピニオンを有していてもよい。

本発明によると、方法は、担体コア３形成工程（ａ）を含んでいる。この工程（ａ）の間には、第１金型３０内における第１ポリマー材料の射出によって、特に図２および図３に見られるように、ホイール１の回転軸に対応する主軸（ＸＸ’）を有するボアを形成する径方向内側壁４Ｉから径方向外側の周縁縁部６まで延びる担体コア３が形成される。

ホイール１の強度を向上させかつ製造を簡易化するために、上記担体コア３は、好ましくは一体部品として形成され、またより好ましくはソケット２上にあるいはシャフト（当該シャフトはしたがって第１金型３０内で中子の態様で組み込まれてもよい）上に直接的に一体部品としてオーバーモールディングされ、ボアの内側壁４Ｉは当該ソケット（または当該シャフト）の径方向外側グリップ面に適合する（より具体的には覆う）。

主軸（ＸＸ’）は、有利にはホイール１の回転軸に対応していて、このホイール１の異なる構成要素によって共有され、そして実際には上述したシャフトによって体現されるだろう。

説明の便宜上、「軸方向」の語は上記主軸（ＸＸ’）またはその平行線にしたがって考慮される方向または寸法を意味し、「径方向」の語は上記主軸（ＸＸ’）と交差して、より具体的には垂直に考慮される方向または寸法を意味する。

本発明によると、方法は、担体コア３形成工程（ａ）の後において 、被覆工程（ｂ）をさらに含んでいる。この被覆工程（ｂ）の間には、第２ポリマー材料による担体コア３上へのオーバーモールディング作業によって、特に図２に見られるように、周縁縁部６周りにこの周縁縁部６の径方向外側面６Ｅから径方向厚みを増すリム８を形成するために、被覆層７が形成される。

適切な場合には、噛合い歯（図示せず）が上記リム８の径方向厚みにおいて形成され、より具体的には切削されてもよい。

好ましい構成によると、担体コア３は、ボアを形成する径方向内側壁４Ｉと径方向外側面４Ｅとの間を軸方向に延びるハブ４と、このハブ４から実質的に放射状に延びるフランジ５（より具体的には、当該フランジ５が始まる当該ハブ４の径方向外側面４Ｅから実質的に放射状に延びるフランジ５）と、ハブの径方向外側面４Ｅと別個であって径方向に離間しかつ周縁縁部６を形成するフランジ縁部（したがって、以下では、説明および番号付与の便宜上、当該周縁縁部６と同じものとして扱う）とを有している。

図２および図３に示すように、フランジ縁部６は、有利には、フランジ５と一体であって、このフランジ５と共に実質的なＬ字状角度を形成するように主軸（ＸＸ’）と実質的に平行な方向に向かって当該フランジ５に対して下方に曲がって延びている。

よって、担体コアは、堅牢、剛直かつ軽量である、凸状中空で実質的にベル状の形状を有していてもよい。

図２に示すように、フランジ５は、フランジ縁部６とは軸方向において反対側を向いている「上」面５Ｓと呼ばれる面と、軸方向においてフランジ縁部６側を向いている、被覆層７とは反対側の「下」面５Ｉと呼ばれる面とによって軸方向において区切られている。

下面５Ｉは、好ましくは被覆層の無い露出状態に保たれるよう意図されている。

好ましくは、被覆層７は、一方でフランジ５の上面５Ｓを当該フランジの軸方向厚みを増すように覆う前部層７Ｆと、他方でフランジ縁部６の径方向外側面６Ｅを当該フランジ縁部の径方向厚みを増すように覆って上述したリム８を形成する側部層７Ｌとを一体的に有している。

（固体）フランジ５は、好ましくは、ハブ４を当該ハブの全周にわたって、主軸（ＸＸ’）周りの３６０°にわたって取り囲んでいて、当該ハブ４と歯車１の周縁部に位置するリム８との間の安定的な接続を保証できるようにするために、ホイールのスポークの役割をする。

よって、フランジ５の全直径Ｄ５、より広くは担体コア３の全直径は、好ましくは完成したホイール１の全直径Ｄ１の５０％、６０％以上であるか７５％であって、また好ましくは完成したホイールの全直径Ｄ１の９０％以下であるか８５％である。目安として、図２では、この比率Ｄ５／Ｄ１は約８４％である。

さらに、本発明は特定の寸法のホイール１に限定されるものではないが、特にパワーステアリング減速機向けのホイール１の場合には、ホイール１の全直径Ｄ１は実質的に３〜２０ｃｍ、より具体的には５〜１５ｃｍ、より好ましくは１０ｃｍである。

ハブ４は、好ましくは、ホイール１のそのシャフト上における十分な軸方向支持を確保するために、フランジ５の厚みを超えて軸方向に延びている。

好ましくは、コンパクト性の確保のために、上記ハブ４は、特に図２および図３に見られるように、少なくとも一部が、フランジ５およびフランジ縁部６によって囲まれた空間の内部において、下面５Ｉから軸方向に突出して延びている。

特に好ましい態様では、ハブ４は、フランジ５の両側において軸方向に延びていて（超えていて）、上面５Ｓから軸方向に突出しかつ下面５Ｉから軸方向に逆に突出している。

図６に示すように、本発明によると、担体コア３形成工程（ａ）の間において、第１金型３０内に、実質的に主軸（ＸＸ’）を中心とした位置において、第１材料の射出の前に、予め形成された補強リング１０が配置される。この補強リング１０は、第１ポリマー材料および第２ポリマー材料とは別物であって第１材料および第２材料よりも大きいヤング率を有する「補強材料」と呼ばれる第３材料で作られている。そして、補強リング１０は、第１材料の射出の間に、少なくとも一部が、周縁縁部６を形成する当該第１材料の塊の中に埋め込まれる。

この態様では、それぞれが担体コア３およびリム８を形成するために使用される第１および第２ポリマー材料よりも高剛性の材料で作られた補強リング１０を追加することにより、上記周縁縁部６、より広くはホイール１が有利には、特に径方向中心に向かう押圧力に対して補強される（このことは、したがって、リム８のへこみによる変形を著しく低減し、よってホイール１の楕円状変形または平坦部の局所的形成を回避することを可能とする）。

補強リング１０の存在は、また、適切な場合には、特に熱膨張または熱収縮現象に関して、より良好な寸法安定性をホイール１に与えるだろう。

補強リング１０を構成する補強材料は、少なくとも当該補強リング１０が主軸（ＸＸ’）周りに囲む（好ましくは円形の）曲線に正接する当該補強リングの「長手」方向にしたがって、すなわち径方向に垂直な方向にしたがって、第１材料および第２材料よりも大きな引張ヤング係数を有するように選択されてもよい。

有利には、前もって成形された後に、補強リング１０（固体状態であって、剛体または半剛体である）は、第１金型３０に属する任意の適当な中子またはキャビティ３１に嵌められてもよく、主軸（ＸＸ’）に対して自動的に芯出しされて（担体コア３を形成するよう意図された第１材料によって）当該第１金型３０を満たす間、すなわち（ソケット２上またはシャフト上で実行される）第１オーバーモールディング作業の間、当該第１金型３０内でその位置で維持される。

好ましくは、補強リング１０は、軸方向高さＨ１０が径方向厚みＥ１０よりも断然大きい断面を有している。

そのような構成は、特に、径方向にコンパクトな補強リング１０を作ることを可能とする一方で、ホイール１の軸方向支持に関して、より具体的にはリム８の軸方向支持に関して、軸方向に拡張された強化を保証する。

補強リング１０の断面は、もちろん任意の適当な形状を有していてもよい。

しかしながら、好ましくは、図２〜図６に示すように、補強リング１０の断面は実質的に矩形状である。

そのような形状は、特に当該補強リング１０の製造を簡易化し、かつ所望の堅牢性に関してコンパクト性（特に径方向厚み）を最適化することを可能とする。

目安として、径方向厚みＥ１０は、より好ましくは上記補強リングの全周にわたって一定であって、特に使用される補強材料に応じて、０．１〜０．３ｍｍであってもよい。

上記補強リング１０の軸方向高さＨ１０は、より好ましくは当該補強リングの全周にわたって一定であって、ホイール１の全軸方向高さＨ１（ここでは担体コアの軸方向高さＨ３と等しい）の２０〜７５％であってもよい。

さらに、補強リング１０は、任意の適当な方法によって、特に、最初は平面的であるストリップの曲げ（塑性変形）によって、成形されたチューブのセグメントの切断によって、または（担体コア３形成工程（ａ）に先立つ）モールディング作業によって、（予め）形成されてもよい。

好ましくは、図２および図３に示すように、補強リング１０はハブ４の径方向外側面４Ｅに対向するフランジ縁部６の径方向内側面６Ｉに押し付けられている。

換言すれば、補強リング１０は、ハブ４の径方向外側面４Ｅと向かい合って（および離間して）、フランジ５および当該フランジ縁部６によって形成されたドームの下で、当該フランジ縁部６（またはフランジ５）に関してリム８、より広くは被覆層７と反対側において、好ましくはフランジ縁部６の内側壁を覆っている。

有利には、そのような構成は、担体コア３内に補強リング１０を容易に収容するための担体コア３のくぼみ構造を用いることを可能とする。

さらに、そのような構成は、図６に示すように、補強リング１０を第１材料でオーバーモールディングすることを、当該オーバーモールディング作業の前に、フランジの下面５Ｉおよびフランジ縁部の径方向内側面６Ｉの形状に適合する形状を有する第１金型３０のキャビティ３１（雄型）の外周にわたって正接態様で当該補強リング１０を係合するのに十分である限りにおいて、容易にする。

補強リング１０の下側縁部は、有利には、内向き止め突起１１（第１材料で形成されていて、フランジ縁部６の残部に結合している）によって隣接され、それにより軸方向において保持されていてもよい。

上記止め突起１１は、主軸（ＸＸ’）周りに分布されて第１金型３０のパッド１３の通路に相当する切り欠き１２を有していてもよい。当該パッド１３は、担体コア３のモールディング時における上記補強リング１０の適切な軸方向位置（より広くは適当なベースにしたがう）への（再現可能な）挿入および維持を可能とするために、それ自体で補強リング１０の軸方向押し下げに対する当接部を形成する。

好ましくは、担体コア３形成工程（ａ）の間において、第１材料の射出により、フランジ５の軸方向厚みを局所的に補強するために、主軸（ＸＸ’）周りの複数の方位角に配置された複数の補強リブ１７が形成される。当該補強リブ１７は、図１〜図３に見られるように、それぞれがハブ４の径方向外側面４Ｅをフランジ縁部６の径方向内側面６Ｉならびに（当該フランジ縁部６側に軸方向において向いている）フランジ５の下面５Ｉに接続する。

これらの補強リブ１７は、担体コア３、より広くはホイール１の強度および剛性に貢献する一方で、当該補強リブ１７の間の中空セル１８の存在のおかげで軽量構造を維持する。

好ましくは、図２および図３に示すように、フランジ縁部６の内側面６Ｉに当接するように補強リング１０を配置することは、いったん金型３０のキャビティ３１が取り外されると、補強リング１０の径方向内側面１０Ｉ（この例では、当該リングの２つの大きな面の一方を形成している）の少なくとも一部が、各セル１８の内側において視認可能に露出することを可能とする。

特に好ましい態様では、特にその堅牢性を確保するために、補強リング１０は一体形成されている。

実施の可能性によると、補強リング１０は例えば鋼のような金属補強材料で作られている。

そのような選択は、ホイール１のコンパクト性を維持する小さな径方向厚みＥ１０を伴う場合にも、特に剛直で耐久性のある補強リング１０を得ることを可能とする。

したがって、金属製、より具体的には鋼製の補強リング１０の径方向厚みＥ１０は、０．５〜３ｍｍであってもよい。

しかしながら、担体コア３を構成する第１ポリマー材料との化学的親和性をあまり有さない金属補強材料を使用する場合、補強リングを全ての方向からブロックすることで担体コア３内にしっかりと固定するために、補強リング１０の表面をテクスチャ構造にするか、および／または補強リング１０を十分に埋め込むことが適切だろう。

この目的のために、例えば、フランジ５の塊によって形成される上側軸方向当接を完全なものにする下側軸方向当接を提供する上述した止め突起１１、外側径方向当接を提供するフランジ縁部６の内側面６Ｉ、および補強リング１０の上側縁部と接触して内側径方向当接を提供する保持リップ１４（図３）、または任意の他の等価な固定化構造を使用することができる。

金属補強材料の使用に特に適していて（しかし制限的ではない）十分に発明を構成し得る１つの実施の可能性によると、補強リング１０は、図４に示すように、補強リブ１７（当該補強リング１０と交差する）が補強リング１０の径方向厚みＥ１０を当該補強リング１０によって妨げられることなく通過することを可能とする複数の通過スロット２１が設けられた鋸歯状クラウン２０に構成されている。

この目的のために、通過スロット２１は、補強リブ１７の形状に実質的に適合する形状を有し、より具体的には実質的に軸方向に向いていて補強リング１０の軸方向上側縁部の軸方向上側に開口している。

鋸歯状クラウン２０は、よって、好ましくは止め突起１１と当接する（好ましくは連続した）環状根部２２と、通過スロット２１によって互いに分離された軸方向タブ２３（その軸方向高さは当該根部２２のそれよりも大きく、補強リング１０の軸方向高さＨ１０に相当する）とを有している。

有利には、鋸歯状クラウン２０の使用は、一方で、その固体タブ２３がフランジ縁部６およびリム８の裏面までセル１８に対応する中空角度領域の１つとそれぞれが並びかつ強化する同数の基本アーチを形成する補強リング１０による剛性化効果の利益を得ることを可能とし、他方で、補強リブ１７を切り欠くか締め上げるか切断することなく、したがって補強リブ１７を弱めることなく補強リング１０が当該補強リブにまたがることによって補強リブ１７と交差することを許容する通過スロット２１のおかげで、担体コア３のポリマー構造の連続性および完全性を維持することを可能とする。

１つの実施の可能性によると、補強リング１０は、図５に示すように、複合補強材料で作られた補強テープ２４によって形成されている。この補強テープ２４は、主軸（ＸＸ’）の径方向に垂直な方向にしたがって補強リング１０の外周に沿って延びる連続した補強繊維２６のフレーム２５を有しており、このフレーム２５は熱可塑性ポリマー材料で作られたマトリクス２７に埋め込まれている。

補強テープ２４は、例えば、（液体状態のマトリクス２７による繊維２６の）含浸およびその後の圧延によって実施されてもよい。

そして、上記補強テープ２４は、所望の長さに切断されて冷却される前に高温下で巻かれ、最終的なリング１０の形状で硬化される。

フレーム２５は、有利には、互いに平行に向けられ、それぞれが主軸（ＸＸ’）に垂直な平面内で当該主軸（ＸＸ’）周りの補強リング１０の外形に対応する円を描く補強繊維２６の束またはウェブによって形成されていてもよい。

上記繊維２６は、有利には、連続しており、すなわち各々が途切れることなく補強リング１０の全長にわたって、すなわち当該補強リング１０の実質的に全周にわたって一体的に延びており、このことは補強テープに（主軸に関して径方向に垂直なストレス方向にしたがって）優れた引張抵抗を与えるだろう。

補強繊維２６は、特にガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、またはこれらのタイプの繊維のうち２つもしくは３つを組み合わせたものであってもよい。

マトリクス２７は、例えばポリアミドＰＡ６６で作られていてもよい。

実施形態の好ましい変形例によると、マトリクス２７は、担体コア３を形成する第１材料との良好な化学的親和性を有する材料と、例えば当該第１材料の組成物と同一かあるいは一部が同一である組成物の材料とから作られていてもよい。

特に、マトリクス２７は、担体コア３を形成するために使用される第１材料のガラス転移温度と近いガラス転移温度を有していてもよい。

これにより、固体状態の補強リング１０を金型３０内に導入した後に、第１材料の射出の間において、マトリクス２７の一部を（表面を）溶かして、その第１材料との化学的ならびに機械的相互作用を増大させ、したがって担体コア３への補強リング１０の固定の品質を向上させることができる。

よって、担体コア３形成工程（ａ）の間において、補強リング１０のマトリクス２７の少なくとも一部の再溶融が好ましくは実行され、当該マトリクス２７が、一方でフランジ縁部６に、他方で補強リブ１７に接続され、補強リング１０は、（上述した鋸歯状クラウン２０とは違って）径方向において補強リブ１７を遮る接合インタフェースを形成して、一方で当該補強リングの径方向外側面１０Ｅが接合するフランジ縁部の径方向内側面６Ｉと、他方で当該補強リング１０の径方向内側面１０Ｉに接合しかつ当該径方向内側面１０Ｉから始まる上記補強リブ１７との間の接続を保証している。

そのような構成によると、補強リングは補強リブ１７とフランジ縁部６との間の独立インタフェースを形成するが、担体コア３のポリマー構造を弱めることはない。なぜなら、当該リングは、補強リブ１７とフランジ縁部６との間の「接着」タイプの優れた結合を提供することによって完全に「化学的に」当該構造に組み込まれており、マトリクス２７はとにかく当該フランジ縁部６と当該補強リブ１７との間における第１材料の連続性を確保しているためである。

さらに、補強リング１０を形成するために用いられる複合補強テープ２４の厚みＥ１０は、実質的に０．１５〜３ｍｍであってもよい。

補強リング１０の構成に関係なく適用することができる１つの実施の可能性によると、図５に示すように、補強リング１０は、この補強リング１０の第１金型３０内での弾性クリッピングを容易にするように、その全軸方向高さＨ１０にわたって開口ギャップ２８によって分断されている。

有利には、ギャップ２８は、図５に示すように主軸（ＸＸ’）に対して実質的に平行であるか、または補強リング１０を斜めに切断するように傾斜したものであって、当該補強リング１０が第１金型３０、より具体的には雄型キャビティ３１の形状に適応するためにその直径を弾性的に調節することを可能とする。

よって、金型３０内における上記補強リング１０の設置が容易化され、第１材料の射出中におけるその自発的な位置保持が改善される。

そのような分断補強リング１０の構成は、特に当該補強リングを帯状体から製造するのに、特に上述した補強テープ２４の製造に適しており、当該補強リングは所望の曲率を得るために巻かれてその２つの端部が互いに近づき、それによりギャップ２８が縁取られるだろう。

もちろん、変形例として、連続していて分断されていない補強リング１０を用いることが完全に可能であり、当該補強リング１０は、図４に示すように、全体として閉じた一体型リングを形成する。

その形状および構成がどのようなものであれ、補強リング１０は、好ましくは、図６に示すように、金型３０のキャビティ３１に係合してボス３２を正接的に包む態様で外側から取り囲む。当該ボス３２は、（後の）セル１８に対応していて、（後の）補強リブ１７に対応する間隙によって主軸（ＸＸ’）周りにおいて互いに分離されている。

さらに、担体コア３を構成する第１材料として、および被覆層７を構成する第２材料として、任意の適当な熱可塑性ポリマーを用いることができる。

好ましくは、担体コア３を構成する第１材料は、第２材料よりも高剛性である（すなわち、実際にはより大きなヤング率を有する）。

この目的のために、第１材料は補強繊維で（第２材料が複合材である場合には、より多くの繊維で、あるいはより耐性のある繊維で）補強された複合材によって形成されていてもよい。

低剛性の（より柔軟な）第２材料を被覆層７の形成のために使用することは、いくつかの利点を有するだろう。

まず、そのような第２材料は機械加工するのが容易であり、そのことは噛合い歯の切削を迅速かつ低コストなものにするだろう。

そして、いったんホイール１が形成されて動力伝達機構、より具体的にはウォームねじ減速機に組み込まれると、噛合い歯の相対的な柔軟性は当該噛合い歯がウォームねじのねじ山の形状に順応することを可能とし、そのことは高負荷下において係合する歯の数ならびに接触面積を増大させるだろう。この相対的な柔軟性は、また、担体コア３のより広い領域にわたって負荷を分散かつ拡散させ、よって破損の原因となり得る大きな局所的ストレスの発生を回避することを可能とするだろう。

ホイール１の動作および寿命がこれにより改善されるだろう。

担体コア３を形成するために高剛性の第１材料、より具体的には第１繊維材料を使用することは、有利には当該コア３の、したがってより広くはホイール１の構造の負荷下での変形を制限することに貢献するだろう。

補強繊維の使用は、上記担体コア３、より広くはホイール１を、熱膨張現象の影響を受けにくいものにし、また、ホイール１において最も機械的ストレスを受ける部分を形成する当該担体コア３に機械的疲労ならびに熱的および化学的経年変化（機構において使用される潤滑剤に関係する）への優れた耐性を与え、そのことはしたがってホイール１により長い寿命を与えるだろう。

さらに、第１材料と第２材料とは好ましくは異なる組成、およびしたがって別個の機械的特性を有しているが、それらは好ましくは、互いに接着的に結合できるように、より具体的には（被覆層７の）第２材料の射出の間における（コア３の）第１材料の表面再溶融によって互いに固定されるように、互いに対するいくらかの化学的親和性（融和性）を、適切な場合には十分に近いガラス転移温度を有している。

目安として、第２材料と同じ組成のポリマーマトリクスを含むが当該第２材料とは違って補強繊維を含む第１複合材料を使用してもよいし、あるいは、第２材料それ自体が補強繊維を含む複合材である場合には、より高密度の補強繊維を含むかまたは第２材料のそれとは異なる特性の補強繊維を含む第１材料を使用してもよい。

例として、５０％のガラス繊維を含むポリアミドＰＡ６６が第１材料として選択され、ポリアミドＰＡ６６が第２材料として選択されてもよい。

さらに、被覆工程（ｂ）は、第１金型３０の少なくとも一部、特に上述した下側の雄型キャビティ３１（上面５Ｓと対向するコア３のくぼんだ下面５Ｉの成形を可能とする）を再利用する第２金型（図示せず）において行われてもよく、そのため方法は比較的少ない道具立てを必要とする。

そのような方法はさらに省エネルギーを可能とする。なぜなら、被覆層７を形成するよう意図された第２オーバーモールディング作業が、担体コア３が（ソケット２またはシャフト上および補強リング１０上で）硬化してすぐ、当該担体コア３および第１金型３０の少なくとも一部（再利用される部分、ここではキャビティ３１）が第１オーバーモールディング作業を終えてまだ熱いうちに、「即座に」行われ得るためである。

好ましくは、方法は、被覆工程（ｂ）の後において、歯切削工程（ｃ）を含んでいる。この歯切削工程（ｃ）の間には、好ましくはホイール１をそのシャフトに固定した後で、リム８に噛合い歯が切削される。

有利には、ホイール１を成形し終えた後に、すなわち、特に（ソケット２上でのまたは好ましくはシャフト上でのコア３の）第１オーバーモールディング作業と（当該コア３上での被覆層７の）第２オーバーモールディング作業との全てを実行した後であって、ホイール１の有効な回転軸が当該ホイール１を固定するソケット２またはシャフトによって既に体現され、そのため当該ソケット２または当該シャフトが切削機械のための基準を形成する中で、事後的に噛合い歯を切削することにより、真円度における欠陥、および切削によって得られる歯のピッチ円径と当該有効な回転軸との間の同心度における欠陥が回避され得る。

本発明は、また、上述した特徴のいずれかに係る方法によって得られ、よって対応する構造的特徴のいずれかを有する歯車１に関する。

本発明は、さらに、ホイール１、特にポリマー材料で作られた歯車を補強するための上述した特徴のいずれかに係る補強リング１０の使用、より具体的にはホイール１のポリマー塊への当該補強リング１０の埋め込みによる、そのようなホイールの担体コア３を補強するためのそのような補強リング１０の使用に関する。

本発明は、より具体的には、ホイール１、特に歯車の（剛体）補強リング１０としての、より具体的にはそのようなホイールのコア３および／またはリム８の補強リングとしての（ホイールのポリマー塊に埋め込まれた）補強テープ２４の使用に関する。

最後に、本発明は、また、本発明に係る方法にしたがって得られる少なくとも１つのホイール１を備えた機構、特にパワーステアリング減速機に関する。

もちろん、本発明は上述した変形例の１つに限定されるものでは全くなく、当業者であれば特に上述した特徴のいずれかを単離しあるいは自由に組み合わせるか、または等価物と置き換えることができる。

Claims (10)

1. ホイール（１）を製造するための方法であって、
   第１金型（３０）内における第１ポリマー材料の射出によって、径方向内側壁（４）から径方向外側の周縁縁部（６）まで延びる担体コア（３）を形成し、上記径方向内側壁（４）は、上記ホイール（１）の回転軸に一致する主軸（ＸＸ’）を有する中心穴を形成する、担体コア形成工程（ａ）と、
   上記担体コア（３）上への第２ポリマー材料によるオーバーモールディング作業によって、上記周縁縁部（６）周りに該周縁縁部（６）の径方向外側面（６Ｅ）から径方向厚みを増すリム（８）を形成するために被覆層（７）を形成する被覆工程（ｂ）とを含んでおり、
   上記担体コア（３）形成工程（ａ）の間において、上記第１金型（３０）内に、主軸（ＸＸ’）を中心とした位置において、上記第１材料の射出の前に、上記第１ポリマー材料および上記第２ポリマー材料とは別物であって該第１材料および該第２材料よりも大きいヤング率を有する「補強材料」と呼ばれる第３材料で作られて予め形成された補強リング（１０）を配置し、そして、該補強リング（１０）の少なくとも一部を、上記第１材料の射出の間に、上記周縁縁部（６）を形成する上記第１材料の塊の中に埋め込む
   ことを特徴とする方法。
2. 請求項１において、
   上記担体コア（３）は、上記中心穴を形成する径方向内側壁（４Ｉ）と径方向外側面（４Ｅ）との間において軸方向に延びるハブ（４）と、該ハブ（４）から、該ハブの径方向外側面（４Ｅ）と別個であって径方向に離間しかつ上記周縁縁部（６）を形成するフランジ縁部まで放射状に延びるフランジ（５）とを有し、
   上記補強リング（１０）を、上記ハブ（４）の径方向外側面（４Ｅ）に対向する上記フランジ縁部（６）の径方向内側面（６Ｉ）に押し付ける
   ことを特徴とする方法。
3. 請求項２において、
   上記担体コア形成工程（ａ）の間において、上記第１材料の射出により、上記フランジ（５）の軸方向厚みを局所的に補強するために、上記主軸（ＸＸ’）周りの複数の方位角にしたがって配置され、それぞれが上記ハブ（４）の径方向外側面（４Ｅ）を上記フランジ縁部（６）の径方向内側面（６Ｉ）ならびに該フランジ縁部（６）側に軸方向において向いている上記フランジ（５）の下面（５Ｉ）に接続する複数の補強リブ（１７）を形成する
   ことを特徴とする方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記補強リング（１０）は、鋼のような金属補強材料で作られている
   ことを特徴とする方法。
5. 請求項３または４において、
   上記補強リング（１０）は、上記補強リブ（１７）が該補強リング（１０）の径方向厚み（Ｅ１０）を該補強リングによって妨げられることなく通過することを可能とする複数の通過スロット（２１）が設けられた鋸歯状クラウン（２０）に構成されている
   ことを特徴とする方法。
6. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記補強リング（１０）は、上記主軸（ＸＸ’）の径方向に垂直な方向にしたがって上記補強リング（１０）の外周に沿って延びる連続した補強繊維（２６）、例えばガラス繊維、炭素繊維、アラミド繊維、またはこれらのタイプの繊維のうち２つもしくは３つを組み合わせたもので作られ、熱可塑性ポリマー材料で作られたマトリクス（２７）に埋め込まれたフレーム（２５）を有する複合補強材料で作られた補強テープ（２４）によって形成されている
   ことを特徴とする方法。
7. 請求項３または６において、
   上記担体コア形成工程（ａ）の間において、上記マトリクス（２７）が一方で上記フランジ縁部（６）に、他方で上記補強リブ（１７）に接続され、上記補強リング（１０）が、径方向において上記補強リブ（１７）を遮る接合インタフェースを形成して、一方で上記補強リングの径方向外側面（１０Ｅ）が接合する上記フランジ縁部の径方向内側面（６Ｉ）と、他方で上記補強リングの径方向内側面（１０Ｉ）に接合しかつ該径方向内側面（１０Ｉ）から始まる上記補強リブ（１７）との間の接続を保証するように、上記補強リング（１０）の上記マトリクス（２７）の少なくとも一部の再溶融を実行する
   ことを特徴とする方法。
8. 請求項１〜７のいずれか１項において、
   上記補強リング（１０）は、軸方向高さ（Ｈ１０）が径方向厚み（Ｅ１０）よりも大きく、該径方向厚み（Ｅ１０）が上記補強リングの全周にわたって一定である断面、矩形状の断面を有している
   ことを特徴とする方法。
9. 請求項１〜８のいずれか１項において、
   上記補強リング（１０）は、該補強リングの上記第１金型（３０）内での弾性クリッピングを容易にするように、上記補強リング（１０）の全軸方向高さ（Ｈ１０）にわたって開口ギャップ（２８）によって分断されている
   ことを特徴とする方法。
10. 請求項１〜９のいずれか１項において、
    上記被覆工程（ｂ）の後において、上記ホイール（１）を該ホイール（１）のシャフトに固定した後で、上記リム（８）に噛合い歯を切削する歯切削工程（ｃ）を含んでいる
    ことを特徴とする方法。