JP2000145928A

JP2000145928A - 歯車

Info

Publication number: JP2000145928A
Application number: JP10322478A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Takeuchi; 洋一竹内
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 1998-11-12
Filing date: 1998-11-12
Publication date: 2000-05-26

Abstract

(57)【要約】【課題】歯車本体にゴム製緩衝部材を別途に取り付ける
手間をなくし、歯車の生産効率を向上させて、製造コス
トを低減させることが可能な歯車を提供する。【解決手段】高剛性合成樹脂で一体形成された歯車本体
１０のリム１２とボス１３とウェブ１４とリブ１５とで
凹部１８をそれぞれ構成している。ウェブ１４には、凹
部１８とは反対側に溝１９が形成され、凹部１８および
溝１９に連通する貫通孔２０が形成されている。貫通孔
２０の断面積は、凹部１８および溝１９のいづれの底面
の断面積よりも小さくなっている。嵌合部１６は、凹部
１８と、溝１９と貫通孔２０とで構成された孔部２１と
からなる空間部２２に溶融した熱可塑性エストラマーを
充填し固化させることによって形成されており、歯車本
体１０から離脱不能になっている。また、嵌合部１６と
歯車本体１０は二色成形法を用いて一体形成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歯車本体に回転力
伝達部材を嵌合させ、該部材を介して動力が伝達される
ように構成された歯車に関し、より詳細には、歯車の製
造に要する部品点数、作業工数、コストを低減させなが
ら、歯車の回転開始および回転停止の際に生じる衝撃力
を緩和して、回転時の騒音を低減させることが可能な歯
車に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の歯車は、外周面で複
数の歯部と一体化しているリムと、前記リムの内側に同
心円状に配置されたボスと、前記リムと前記ボスとの間
に放射状に配置された複数のリブとが一体に成形されて
いて、前記リムと前記ボスとの間に嵌合部を備えて、前
記嵌合部に回転力伝達部材を嵌合させることによって、
歯車本体の回転に伴う衝撃を所定量吸収しながら、前記
歯車本体の回転力を前記回転力伝達部材に伝達すること
ができるように構成されている。

【０００３】この種の歯車の従来例を図５に示す。歯車
の本体１０は、歯部１１、リム１２、ボス１３、ウェブ
１４、リブ１５を有している。円筒形のリム１２は、外
周面で複数の歯部１１と一体化している。ボス１３は、
リム１２に対し同心円状に配置されている。ウェブ１４
は、リム１２とボス１３とに接続されている。また複数
のリブ１５が、ボス１３よりリム１２へ向けて放射状に
延びていて、ボス１３の外周面と、リム１２の内周面
と、ウェブ１４とに接続されている。歯部１１、リム１
２、ボス１３、ウェブ１４は、合成樹脂の溶融材料を金
型内に注入することによって一体形成されている。嵌合
部１６は、歯車本体を形成する合成樹脂に比べて軟質の
ゴムを用いて、リム１２、ボス１３、ウェブ１４、リブ
１５などとは別体に形成されており、リブ１５によって
区分けされ、かつ、リム１２、ボス１３、ウェブ１４と
で構成された、歯車本体１０の空間部にそれぞれ挿入さ
れ、図示省略した螺子、または、接着剤などの固定手段
を用いることによって固定されている。また嵌合部１６
には、所定の位置に切り欠き部（又は、凹部）１６ａが
形成されており、円盤状の回転力伝達部材を嵌合させる
ことができるようになっている。

【０００４】図６に円盤状の動力伝達部材の一例を示
す。円盤状の回転力伝達部材１７の一方の側には、図５
に示す歯車に取り付けられた嵌合部１６の切り欠き部
（又は、凹部）１６ａに嵌合させることができるような
形状の凸部１７ａが設けられている。そして円盤状の回
転力伝達部材１７は、凸部１７ａを切り欠き部（又は、
凹部）１６ａに嵌合させることによって、歯車と同軸に
回転させられるようになっている。また円盤状の回転力
伝達部材１７の他方の側には、軸部１７ｂが設けられて
いる。軸部１７ｂは、例えば、図示のように矩形の箱状
に、または、セレーション軸として形成されており、そ
こに各種の歯車、プーリーなど各種の動力伝達部材を接
続することができるようになっている。そして、歯車本
体１０が回転すると、その回転力が嵌合部１６を介して
円盤状の回転力伝達部材１７に伝達されて、回転力伝達
部材１７が回転し、さらにその回転力が他の動力伝達部
材に伝達されるようになっている。

【０００５】ここで、歯車が回転を開始するとき、およ
び、回転を停止するときには、歯車の歯部および歯車と
共に回転する円盤状の回転力伝達部材１７には過度の荷
重が掛かるため、歯部の噛合いが悪くなり、回転時に生
じる騒音が大きくなり、ひいては歯車の寿命に悪影響を
及ぼすおそれがある。そこで従来のこの種の歯車は、上
述のように、歯車本体とは別個に製造したゴゴム製の嵌
合部１６を歯車本体に取付けて、嵌合部１６の弾性変形
により歯車の回転に伴う衝撃（過度の荷重）を吸収する
緩衝部材として機能させることで、歯車の回転の開始か
ら停止に至るまでの歯車の歯部の噛合いを向上させ、回
転時に発生する騒音を低減させている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の歯車の
ように、歯車本体とは別体に製造したゴム製の緩衝部材
を歯車本体に取付けるようにしたのでは、その分、部品
点数が多くなる上、歯車製造に要する手間が増加し、歯
車の製造効率が低下して、製造コストが増加してしま
う。また、歯車本体とは別体に製造したゴム製緩衝部材
を取り付けるようにしたのでは、ゴム製緩衝部材の取り
付け作業において取り付け忘れが生じるおそれがあり、
良質な製品の歩留まりを向上させることが難しかった。

【０００７】そこで本発明は、歯車本体にゴム製緩衝部
材を別途に取り付ける手間をなくし、歯車の生産効率を
向上させて、製造コストを低減させることが可能な歯車
の提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を達成するため
に、本発明による歯車は、外周面で複数の歯部と一体化
しているリムと、前記リムの内側に同心円状に配置され
たボスとを有する歯車本体と、前記歯車本体を形成する
物質に比べて硬度、曲げ強度が低い物質で形成された嵌
合部を前記リムと前記ボスとの間に備えて、前記嵌合部
に回転力伝達部材を嵌合させた状態で前記歯車を回転さ
せることにより、前記嵌合部を弾性変形させて前記歯車
本体の回転に伴う衝撃を所定量吸収しながら、前記歯車
本体の回転力を前記回転力伝達部材に伝達するようにし
た歯車において、前記歯車本体と前記嵌合部とを二色成
形法を用いて一体形成したことを特徴とする。

【０００９】また本発明は、好ましくは、前記嵌合部
は、少なくとも前記リム、前記ボスおよび前記ボスと前
記リムとの間に形成されたウェブで構成される凹部と、
前記凹部の底面に連通し前記凹部の底面との接続位置に
おける断面積に比べてその底面を離れた所定位置におけ
る断面積のほうが大きくなるような形状に形成された孔
部とで構成される空間部を埋めるようにして形成されて
いることを特徴とする。

【００１０】また本発明は、好ましくは、前記孔部は前
記ウェブの前記凹部が形成される側とは反対側に形成さ
れた溝と、前記溝および前記凹部に連通し、その断面積
が前記凹部および前記溝のいづれの底面の断面積よりも
小さい貫通孔とからなることを特徴とする。

【００１１】また本発明は、好ましくは、前記孔部は、
前記凹部に連通し、前記凹部の底面からその内部に向か
うにしたがって断面積が大きくなるテーパ状に形成され
た貫通孔または溝からなることを特徴とする。

【００１２】また本発明は、好ましくは、前記凹部の側
面は底面に向かうにしたがって断面積が大きくなるテー
パ状に形成されていることを特徴とする。

【００１３】また本発明は、好ましくは、前記歯車本体
は高剛性合成樹脂で射出成形され、前記嵌合部は熱可塑
性エストラマー樹脂で射出成形されていることを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を、図を用
いて説明する。図１は本発明による歯車の一実施形態を
示し、(a) は平面図、(b) は(a) に示す歯車のＡ−Ａ断
面図である。図２は本発明による歯車の製造に用いる成
形機の概略構成図である。図３は、図２の成形機に設け
られている金型の要部断面図であり、(a) は歯車本体成
形用キャビティを形成した状態、(b) は嵌合部形成用キ
ャビティを形成した状態を示す。なお、便宜上、図３は
図２に示す金型を横にして示してある。

【００１５】本実施形態の歯車は、図１(a) ，(b) に示
すように、外周面で複数の歯部１１と一体化している円
筒形のリム１２と、リム１２と同心円状に位置するボス
１３と、リム１２とボス１３とに接続されたウェブ１４
と、ボス１３よりリム１２へ向けて放射状に延びてい
て、ボス１３の外周面とリム１２の内周面およびウェブ
１４とに接続された複数のリブ１５とを有している。歯
部１１、リム１２、ボス１３、ウェブ１４は、例えば、
ポリアセタールやナイロンなどの高剛性合成樹脂の溶融
材料を金型内に注入することによって一体形成されてお
り、これらで歯車本体１０を構成している。嵌合部１６
は、ＡＳＴＭＤ２２４０による表面硬さが、好ましく
は３０〜７５ショアＤ、より好ましくは、４０〜７０シ
ョアＤ、ＡＳＴＭＤ７９０による曲げ弾性率が、好ま
しくは０，０５〜１．０ＧＰａ、より好ましくは、０．
１〜０．６ＧＰａの値を示す、歯車本体１０を形成する
上記のような高剛性合成樹脂に比べて硬度、曲げ強度が
低い、弾性のある樹脂にて形成される。このような樹脂
としては、例えば、市販のハイトレル（東レ・デュポン
（株）社製）やペルプレン（東洋紡績（株）社製）など
の熱可塑性エストラマーなどが利用できる。また嵌合部
１６は、リブ１５によって区分けされ、リム１２、ボス
１３、ウェブ１４とで構成された、歯車本体１０の空間
部にそれぞれ設けられている。また嵌合部１６には、所
定の位置に切り欠き部（又は、凹部）１６ａが形成され
ており、例えば図６に示すような円盤状の回転力伝達部
材１７を嵌合させることできるようになっている。な
お、切り欠き部（又は、凹部）１６ａの形状は、円盤状
の回転力伝達部材を歯車本体１０に嵌合させて位置を固
定させることができれば、円盤状の動力伝達部材１７の
凸部１７ａの形状に合わせて、種々な形状に設計可能で
ある。本発明の歯車が、従来の歯車と大きく異なるの
は、嵌合部１６と歯車本体１０とが二色成形法を用いて
離脱不能となるような形状に一体形成されている点であ
る。

【００１６】本実施形態では、リム１２とボス１３とウ
ェブ１４とリブ１５とで凹部１８がそれぞれ形成されて
いる。ウェブ１４には、図１(b) に示すように、凹部１
８とは反対側に溝１９が形成され、さらに、凹部１８お
よび溝１９に連通するように貫通孔２０が形成されてお
り、溝１９と貫通孔２０とで孔部２１が構成されてい
る。貫通孔２０は、その断面積が、凹部１４および溝１
９のいづれの底面の断面積よりも小さくなるように形成
されている。そして、嵌合部１６は、この凹部１８およ
び孔部２１とで形成された空間部２２に溶融したエスト
ラマーを充填し固化させることによって形成されてい
る。したがって、本実施形態の歯車によれば、嵌合部１
６は、凹部１８の底面との接続位置における孔部２１の
断面積に比べてその底面を離れた溝１９の底面の断面積
のほうが大きく形成されているので、歯車本体１０から
離脱不能となる。このため、ネジや接着剤などの固定手
段を用いることなく、嵌合部１６が歯車本体１０に固定
された状態を維持することができる。

【００１７】本実施形態の歯車を二色成形法を用いて製
造するために用いる成形機は、例えば図２に示すよう
に、金型２３を二つ備えた金型部２４と、射出手段２５
を二つ備えた射出部２６と、二つの金型２３，２３と二
つの射出手段２５との組合わせを入れ換えることが可能
な切換手段とを有して構成されている。金型部２４は軸
２７を中心として金型２３，２３が回転可能となるよう
に軸２７に取り付けられており、それぞれの金型２３，
２３は、軸の中心から半径方向にほぼ等距離に位置して
いる。それぞれの金型２３，２３は、上型２３ａ，２３
ａおよび下型２３ｂ，２３ｂを備えている。上型２３
ａ，２３ａおよび下型２３ｂ，２３ｂは、図３(a) に示
すように、歯車本体１０を成形するための一次成形用キ
ャビティ２８を形成することができ、また、図３(b) に
示すように、成形された歯車本体１０と共に嵌合部１６
を成形するための二次成形用キャビティ２９を形成する
ことができるように移動可能な型部材（符号省略）で構
成されている。また金型２３には、エジェクト手段（図
示省略）が設けられており、エジェクト手段は嵌合部１
６を成形後の歯車を離型することができるようになって
いる。

【００１８】射出手段２５，２５は、シリンダー３０，
３０で構成されている。シリンダー３０，３０には、そ
れぞれ、溶融した一次成形用の高剛性合成樹脂、二次成
形用のエストラマーが注入されていて、金型２３，２３
の内部に射出することができるようになっている。な
お、金型２３，２３を構成する型部材は、それぞれ所定
のキャビティを形成したときに、それぞれ所定の溶融材
料が射出されるようにランナーを形成することができる
ようになっている（図示省略）。

【００１９】切換手段は、軸２７および軸２７を回転さ
せる回転駆動手段（図示省略）で構成されており、軸２
７を回転させることにより、二つの金型２３，２３と二
つの射出手段２５，２５との組合わせを変更させること
ができるようになっている。

【００２０】そして、このように構成された成形機３１
を介して、まず、金型部２４に設けられた軸２７を回転
させて、二つの金型２３，２３を二つの射出手段２５，
２５より射出される位置に位置合わせする。次いで、二
つの金型２３，２３の上型２３ａ，２３ａと下型２３
ｂ，２３ｂとを型締めし、上型２３ａ，２３ａおよび下
型２３ｂ，２３ｂを構成する型部材（図示省略）を移動
させて、それぞれ二つの射出手段２５，２５に対応する
一次成形用キャビティ２８および二次成形用キャビティ
２９を形成するようにする。次いで、二つの射出手段２
５，２５のシリンダー３０，３０より溶融した高剛性合
成樹脂、エストラマーをそれぞれ対応する二つの金型２
３，２３に射出して、歯車本体１０と嵌合部１６とを同
時に成形、固化させる。次いで、二つの金型２３，２３
の上型２３ａ，２３ａと下型２３ｂ，２３ｂとを型開き
し、エジェクト手段を介して嵌合部１６が成形された方
の金型２３から歯車を離型させる。以後、これらの工程
を繰り返すことによって、歯車本体１０に嵌合部１６が
一体形成された歯車が次々と連続的に製造される。な
お、一番最初に成形機３１を作動させたときには、二つ
の金型２３，２３のいづれの内部にも歯車本体１０は形
成されていないので、二次成形用の射出手段２５に対応
する位置に位置合わせされた金型２３に対しては、二次
成形用の射出手段２５からエストラマーを射出させない
ようにしておく。

【００２１】したがって、本実施形態の歯車によれば、
嵌合部１６を別途形成しておいて歯車本体１０に挿入す
る手間を省き、および、その為に要したコストを低減さ
せることができる。また、嵌合部１６と歯車本体１０と
を離脱不能な形状に一体化させたので、嵌合部１６が離
脱するおそれがない。

【００２２】なお、本発明の歯車の成形に用いる成形機
は、図２および図３に示すものに限定されるものでな
く、たとえば、図２における上型２３ａ，２３ａと下型
２３ｂ，２３ｂとを入れ替えると共に、エジェクト手段
を上型２３ａ，２３ａに設けるようにして構成されてい
てもよい。また、上型２３ａ，２３ａと下型２３ｂ，２
３ｂを構成する型部材（図３において符号省略）は、歯
車本体成形用キャビティと嵌合部成形用キャビティを形
成することができれば、どのように構成されていてもよ
い。

【００２３】図４は本発明による歯車の他の実施形態を
示す断面図である。本実施形態の歯車は、歯車本体１０
に形成された孔部２１が、その側面が凹部１８の底面か
らその内部に向かうにしたがって断面積が大きくなるテ
ーパ状に形成された貫通孔２０’で構成されており、凹
部１８および孔部２１とで形成された空間部２２に溶融
したエストラマーを充填し固化させることによって形成
される嵌合部１６が歯車本体１０から離脱しないように
なっている。なお、本実施形態の歯車の場合、孔部２１
は貫通孔２０’の代わりにウェブ１４を貫通しない程度
の溝（図示省略）で構成されていてもよい。その他の構
成および作用、効果は、図１の実施形態の歯車とほぼ同
様である。また、本実施形態の歯車も、図１の実施形態
の歯車と同様に、図２および図３に示すようなタイプの
成形機を用いて成形可能である。

【００２４】なお、本発明による歯車の嵌合部１６、空
間部２２の形状は、上記各実施形態に示す形状に限定さ
れるものではなく、嵌合部が歯車本体から離脱不能とな
るような形状であればよい。例えば、凹部の側面（例え
ば図１に示すリム１２の内周面およびボス１３の外周
面）を底面から垂直に形成したが、凹部の側面を底面に
向かうにしたがって断面積が大きくなるテーパ状に形成
してもよい。その場合には、凹部１８が嵌合部１６を離
脱不能にすることができるので、エストラマーを充填す
べき空間部２２をウェブ１４に孔部２１を設けないで構
成してもよい。また、歯車本体を形成する合成樹脂材料
と嵌合部を形成する合成樹脂材料には必要に応じて補強
材、充填材、その他の添加剤を配合してもよい。

【００２５】その他、本発明による歯車のリムの外周面
に形成される歯の種類は特に限定されず、例えば、平
歯、はす歯であってもよい。また、本発明による歯車
は、複数個同軸に組み合わされた構成の歯車にも適用可
能である。また、本発明による歯車は、歯車の回転開始
および回転停止の際に生じる衝撃力を緩和して、回転時
の騒音を低減させることができるため、回転開始および
回転停止が断続的かつ頻繁に行われるような歯車として
用いれば、騒音を低減させる効果が非常に大きくなるの
で、例えば、自動車のパワーウィンドウを開閉するため
の動力を伝達するための歯車に最適である。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の歯車のように歯車本体とは別個にゴム製の緩
衝部材を製造し、これを歯車本体に取り付ける必要がな
く、歯車の製造に必要な部品点数、製造工数を減らし
て、製造コストを低減させることができる。また、歯車
本体から緩衝部が離脱することがないので、歯車の製品
の品質が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による歯車の一実施形態を示し、(a) は
平面図、(b) は(a) に示す歯車のＡ−Ａ断面図である。

【図２】本発明による歯車の製造に用いる成形機の概略
構成図である。

【図３】図２の成形機に設けられている金型の要部断面
図であり、(a) は歯車本体成形用キャビティを形成した
状態、(b) は嵌合部形成用キャビティを形成した状態を
示す。

【図４】本発明による歯車の他の実施形態を示す断面図
である。

【図５】歯車の従来例を示し、(a) は平面図、(b) は
(a) に示す歯車のＢ−Ｂ断面図である。

【図６】歯車に用いられる円盤状の回転力伝達部材の一
例を示し、(a) は平面図、(b)は(a) に示す歯車のＣ−
Ｃ断面図である。

【符号の説明】

１１歯部１２リム１３ボス１４ウェブ１４ａ凹部１４ｂ通路１５リブ１６嵌合部１６ａ切り欠き部（凹部）１７円盤状の回転力伝達部材１７ａ凸部１７ｂ軸部１８凹部１９溝２０，２０’ 貫通孔２１孔部２２空間部２３金型２４金型部２５射出手段２６射出部２７軸２８一次成形用キャビティ２９二次成形用キャビティ３０シリンダー３１射出成形機

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】外周面で複数の歯部と一体化しているリム
と、前記リムの内側に同心円状に配置されたボスとを有
する歯車本体と、前記歯車本体を形成する物質に比べて
硬度、曲げ強度が低い物質で形成された嵌合部を前記リ
ムと前記ボスとの間に備えて、前記嵌合部に回転力伝達
部材を嵌合させた状態で前記歯車を回転させることによ
り、前記嵌合部を弾性変形させて前記歯車本体の回転に
伴う衝撃を所定量吸収しながら、前記歯車本体の回転力
を前記回転力伝達部材に伝達するようにした歯車におい
て、前記歯車本体と前記嵌合部とを、二色成形法を用いて一
体形成したことを特徴とする歯車。
【請求項２】前記嵌合部は、少なくとも前記リム、前記
ボスおよび前記ボスと前記リムとの間に形成されたウェ
ブで構成される凹部と、前記凹部の底面に連通し前記凹
部の底面との接続位置における断面積に比べてその底面
を離れた所定位置における断面積のほうが大きくなるよ
うな形状に形成された孔部とで構成される空間部を埋め
るようにして形成されていることを特徴とする請求項１
に記載の歯車。
【請求項３】前記孔部は前記ウェブの前記凹部が形成さ
れる側とは反対側に形成された溝と、前記溝および前記
凹部に連通し、その断面積が前記凹部および前記溝のい
づれの底面の断面積よりも小さい貫通孔とからなること
を特徴とする請求項２に記載の歯車。
【請求項４】前記孔部は、前記凹部に連通し、前記凹部
の底面からその内部に向かうにしたがって断面積が大き
くなるテーパ状に形成された貫通孔または溝からなるこ
とを特徴とする請求項２に記載の歯車。
【請求項５】前記凹部の側面は底面に向かうにしたがっ
て断面積が大きくなるテーパ状に形成されていることを
特徴とする請求項２ないし請求項４のいづれかに記載の
歯車。
【請求項６】前記歯車本体は高剛性合成樹脂で射出成形
され、前記嵌合部は熱可塑性エストラマーで射出成形さ
れていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のい
づれかに記載の歯車。