JP2001336612A - モールドギヤ - Google Patents

モールドギヤ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷却ファンとしての機能を有し、収容スペー
ス内に強制対流（空気流）を生じさせることができるモ
ールドギヤを提供する。 【解決手段】 モールドギヤとしての射出成形プラスチ
ックギヤ１は、リム１１の外周に複数の歯１２が形成さ
れ、リム１１の内周面の周方向に軸方向空気流を生じさ
せる羽根８が間隔をあけて複数形成されている。羽根８
の内周側には、この羽根８を介して前記リム１１を支持
する半径方向内方側部分が形成されている。このような
射出成形プラスチックギヤ１が回転させられると、羽根
８が穴１０を通って表面側から裏面側へ向かう軸方向空
気流を生じさせ、その空気流を隣接配置される他のＩＣ
やモータ等の部品に吹き付けて冷却すると共に、熱伝達
によって歯１２及びリム１１の熱を奪い、歯１２及びリ
ム１１を冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、プラスチックや金
属等の溶融材料を型内で冷却・固化させて形成されるモ
ールドギヤであって、特に、冷却ファンとしての機能を
も併せ持つモールドギヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＯＡ機器，ＡＶ機器，電気電子機
器及び自動車部品等において、モールドギヤとしての射
出成形プラスチックギヤが多く使用されている。この射
出成形プラスチックギヤは、軽量で、自己潤滑性を有
し、金属ギヤよりも低騒音で、且つ大量生産が可能であ
って経済的であるため、その応用範囲が更に拡大してい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような射
出成形プラスチックギヤは、熱伝導性が金属ギヤに比較
して悪いため、歯面の摩擦により蓄熱し易く、機械的性
質に熱依存性があるという特性を有している。
【０００４】又、近年、ＯＡ機器やＡＶ機器等の小型化
が図られ、ギヤの収容スペースが小さいだけでなく、空
きスペースも可能な限り小さく設計されている。従っ
て、ＯＡ機器やＡＶ機器等において、部品の冷却を要す
る場合でも、冷却ファンを自由に配置できない場合があ
る。
【０００５】そこで、本発明は、冷却ファンとしての機
能を有し、収容スペース内に強制対流（空気流）を生じ
させることができるモールドギヤを提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、溶融
材料を型内で冷却・固化させることにより、外周側に複
数の歯が形成されてなるモールドギヤであって、前記歯
よりも半径方向内方側部分に、該半径方向内方側部分を
表裏に貫通する穴が周方向に複数形成されると共に、該
穴の側縁に羽根が形成されたことを特徴としている。
【０００７】このような構成の本発明によれば、モール
ドギヤが回転させられると、羽根が穴を通ってモールド
ギヤの表面側から裏面側へ向かう空気流を生じさせ、そ
の空気流を隣接配置される他のＩＣやモータ等の部品に
吹き付けて冷却すると共に、ＩＣやモータ等の周囲の蓄
熱した空気を強制排気して、雰囲気温度の上昇を抑える
ことが可能になる。特に、本発明は、モールドギヤがフ
ァン機能をも備えているため、ファンを別途設置できな
い箇所の送風・冷却が可能になる。又、本発明のモール
ドギヤにおいて、前記穴が歯の近傍に形成され、この歯
の近傍の穴の側縁に羽根が形成された場合には、羽根に
よって歯の近傍を流れる空気流が生じて、この空気流に
よって歯及び歯の近傍の熱を熱伝達で奪うことができ、
歯及び歯の近傍の冷却をも効果的に行うことができる。
【０００８】請求項２の発明は、溶融材料を型内で冷却
・固化させることにより、リムの外周に複数の歯を形成
してなるモールドギヤであって、前記リムの内周面の周
方向に、軸方向空気流を生じさせる羽根が間隔をあけて
複数形成され、この羽根の内周側に、この羽根を介して
前記リムを支持する半径方向内方側部分が形成されたこ
とを特徴としている。
【０００９】このような構成の本発明によれば、モール
ドギヤが回転させられると、羽根がモールドギヤの表面
側から裏面側へ向かう軸方向空気流を生じさせる。その
結果、リムの内周面に沿う空気の流れが生じ、歯及びリ
ムの熱が熱伝達によって空気流に奪われ、歯及びリムが
冷却される。これにより、歯及びリムの温度上昇に起因
するモールドギヤの機械的強度の低下が抑えられる。
又、本発明によれば、羽根によって生じた軸方向空気流
が隣接配置される他の部品に吹き付けられるため、隣接
配置される他の部品を冷却することが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳述する。
【００１１】［第１の実施の形態］図１〜図３は、本発
明の第１の実施の形態に係るモールドギヤとしての射出
成形プラスチックギヤ１を示すものである。このうち、
図１は、射出成形プラスチックギヤ１の正面図である。
又、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図
であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断
面図である。
【００１２】これらの図に示すように、本実施の形態の
射出成形プラスチックギヤ１は、軸２に嵌合される軸穴
３を備えたボス４の外周側で且つ軸方向略中央部に円板
状のウェブ５が形成されている。そして、このウェブ５
の両側面（表面と裏面）には、ボス４の外周から放射状
に延びる複数の径方向リブ６が形成されると共に、この
径方向リブ６を周方向に接続する略円筒状の周方向リブ
７が形成されている。これにより、ウェブ５の補強が図
られ、ウェブ５の薄肉化ひいては射出成形プラスチック
ギヤ１の軽量化が図られている。
【００１３】又、射出成形プラスチックギヤ１は、上記
周方向リブ７の外周側に複数の羽根８がほぼ等間隔で形
成されており、各羽根８，８間に通気用の穴１０が形成
されており、羽根８が穴１０の側縁となっている（図１
及び図３参照）。そして、この射出成形プラスチックギ
ヤ１は、羽根８の外周側にリム１１が形成され、このリ
ム１１の外周側に歯１２が複数形成されることにより、
ファン機能を備えた平歯車が構成されるようになってい
る。
【００１４】羽根８は、図３に詳細を示すように、軸線
方向に対して所定角度（θ）傾くように形成されてお
り、その表面側の端部８ａが径方向リブ６の延長線上に
位置し、その裏面側の端部８ｂが図１の右隣りの径方向
リブ６との間に位置するようになっている。そして、こ
の羽根８は、射出成形プラスチックギヤ１が図１中反時
計回り方向（矢印方向）に回動すると、図１の射出成形
プラスチックギヤ１の表面側から穴１０を通過して裏面
側に向かう軸方向の空気流を生じさせる。
【００１５】このような構成の射出成形プラスチックギ
ヤ１は、動力伝達時に回動させられると、羽根８でリム
１１の内周に形成された穴１０を通過する空気流を生じ
させるため、歯面の摩擦等で歯１２及びリム１１に蓄え
られた熱がその空気流に熱伝達され、歯１２及びリム１
１が冷却される。これにより、本実施の形態の射出成形
プラスチックギヤ１は、歯１２及びリム１１の温度上昇
に起因する疲労強度等の機械的強度の低下を抑えること
ができ、長期間安定した動力伝達をすることができる。
【００１６】又、図１及び図３において、射出成形プラ
スチックギヤ１の裏面側に熱を発生させる軸受けやモー
タ等（図示せず）が配置されている場合には、羽根８に
よって生じた空気流がその軸受けやモータ等の熱発生源
に吹き付けられ、その軸受けやモータ等の熱発生源を冷
却することができると共に、雰囲気温度の上昇を抑える
ことができる又、図１及び図３において、射出成形プラ
スチックギヤ１の裏面側に熱に弱いＩＣ部品（図示せ
ず）が配置されているような場合には、羽根８によって
生じた空気流をそのＩＣ部品に直接吹き付けて冷却する
か、又は上記のように雰囲気温度の上昇を抑えることに
よりＩＣ部品を熱から保護することができる。
【００１７】又、上記のようにファン機能を備えている
射出成形プラスチックギヤ１は、ＯＡ機器やＡＶ機器等
の小型化されたケーシング内に他の部品に対して隣接し
た状態で収容される場合で、且つ別途ファンを設置する
ことが困難な場合に、上記のような特有の効果が際だっ
て発揮されることになる。
【００１８】又、本実施の形態によれば、射出成形プラ
スチックギヤ１がファン機能を備えているため、別途フ
ァンを設置することが不要になり、射出成形プラスチッ
クギヤ１を使用するＯＡ機器やＡＶ機器等の構成部品点
数を削減でき、ＯＡ機器やＡＶ機器等の製品価格の低廉
化を図ることができると共に、ＯＡ機器やＡＶ機器等の
小型化を図ることが可能になる。
【００１９】尚、本実施の形態は、径方向リブ６の延長
上に羽根８の表面側の端部８ａが位置するようになって
いるため、射出成形時のプラスチック（溶融材料）の流
れが円滑になり、成形不良を生じにくい。
【００２０】［第２の実施の形態］図４〜図６は、本発
明の第２の実施の形態に係るモールドギヤとしての射出
成形プラスチックギヤ１を示すものである。このうち、
図４は、射出成形プラスチックギヤ１の正面図である。
又、図５は図４のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図
であり、図６は図４のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断
面図である。
【００２１】これらの図に示すように、本実施の形態の
射出成形プラスチックギヤ１は、軸２に嵌合される軸穴
３を備えたボス４の外周側で且つ軸方向略中央部に円板
状のウェブ５が形成されている。そして、このウェブ５
の両側面（表面と裏面）には、ボス４の外周から放射状
に延びる複数の径方向リブ１３が形成されると共に、こ
の径方向リブ１３を周方向に接続する略円筒状の周方向
リブ１４が形成されている。これにより、ウェブ５の補
強が図られ、ウェブ５の薄肉化ひいては射出成形プラス
チックギヤ１の軽量化が図られている。
【００２２】又、射出成形プラスチックギヤ１は、上記
周方向リブ１４の外周側に複数の羽根１５がほぼ等間隔
で形成されており、各羽根１５，１５間に通気用の穴１
６が形成されており、羽根１５が穴１６の側縁となって
いる（図４及び図６参照）。そして、この射出成形プラ
スチックギヤ１は、羽根１５の外周側に周方向リブ１７
が形成され、この周方向リブ１７の外周側で且つ歯幅方
向略中央部にウェブ１８が形成され、このウェブ１８の
両側面に径方向リブ２０が形成されている。その結果、
ウェブ１８が周方向リブ１７と径方向リブ２０で補強さ
れる。そして、この径方向リブ２０とウェブ１８の外周
側にリム２１が形成され、このリム２１の外周側に歯２
２が複数形成されることにより、ファン機能を備えた平
歯車としての射出成形プラスチックギヤ１が構成される
ようになっている。
【００２３】羽根１５は、図６に詳細を示すように、軸
線方向に対して所定角度（θ）傾くように形成されてお
り、その表面側の端部１５ａが径方向リブ１３の延長線
上に位置し、その裏面側の端部１５ｂが図４の右隣りの
羽根１５の左側端まで延びている。そして、この羽根１
５は、射出成形プラスチックギヤ１が図４中反時計回り
方向に回動すると、図４の射出成形プラスチックギヤ１
の表面側から穴１６を通過して裏面側に向かう軸方向の
空気流を生じさせる。
【００２４】このような構成の射出成形プラスチックギ
ヤ１は、前記第１の実施の形態に比較して、羽根１５が
リム２１から離れた半径方向内方側位置に形成されてい
るため、リム２１及び歯２２を羽根１５で生じた空気流
によって直接的に冷却することは困難であるが、羽根１
５で生じた空気流を隣接配置される他の部品に吹き付け
て、他の部品を冷却することができると共に、他の部品
を冷却することにより雰囲気温度の上昇を抑えることが
できる。
【００２５】尚、本実施の形態によれば、リム２１をウ
ェブ１８と径方向リブ２０で支持するようになっている
ため、上記第１の実施の形態に比較してリム２１及び歯
２２の強度を高めることが可能になる。
【００２６】［第３の実施の形態］図７〜図９は、本発
明の第３の実施の形態に係る射出成形プラスチックギヤ
１を示すものである。このうち、図７は、射出成形プラ
スチックギヤ１の正面図である。又、図８は図７のＥ−
Ｅ線に沿って切断して示す断面図であり、図９は図７の
Ｆ−Ｆ線に沿って切断して示す断面図である。
【００２７】これらの図に示すように、本実施の形態の
射出成形プラスチックギヤ１は、軸２に嵌合される軸穴
３を備えたボス４の外周側で且つ軸方向略中央部に円板
状のウェブ５が形成されており、このウェブ５の外周に
リム１１が形成されている。そして、ボス４からリム１
１に向かって放射状に延びる複数の径方向リブ２３がウ
ェブ５の両側面に形成されると共に、各径方向リブ２３
を周方向に接続する周方向リブ２４がウェブ５の両側面
（表面と裏面）に形成されている。そして、リム１１の
内周で且つ径方向リブ２３，２３間のウェブ５には、ウ
ェブ５を表裏に貫通する穴２５が形成されると共に、こ
の穴２５の側縁に略円弧状の羽根２６が形成されてい
る。
【００２８】このような構成の射出成形プラスチックギ
ヤ１によっても、上記第１の実施の形態及び第２の実施
の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】又、本実施の形態の射出成形プラスチック
ギヤ１は、径方向リブ２３がボス４からリム１１まで延
びており、各径方向リブ２３，２３間のウェブ５に部分
的に穴２５が形成されるようになっているため、前記第
１の実施の形態及び第２の実施の形態よりも剛性を高め
ることが可能になる。
【００３０】尚、上記実施の形態において、羽根８，１
５，２６形状や羽根８，１５の傾斜角（θ）及び穴１
０，１６，２５の大きさは、射出成形プラスチックギヤ
１の使用条件等に応じて適宜決定される。
【００３１】又、上記実施の形態は、モールドギヤとし
ての射出成形プラスチックギヤ１を例に採って説明した
が、これに限られず、マグネシウム合金やアルミニウム
合金等によりダイカストで成形された金属ギヤに適用す
ることができる。ここで、金属ギヤは、熱伝導率が良
く、歯に蓄熱されにくく、プラスチックのような機械的
強度の熱依存性がないため、歯の冷却という効果よりも
隣接配置される部品に空気流を吹き付けて、部品の冷却
を行うことができるという効果が大きい。
【００３２】又、上記のように、プラスチックや金属の
溶融材料を型内で冷却・固化させることによりモールド
ギヤを製造するようになっているため、複雑な穴１０，
１６，２５の形状や羽根８，１５，２６の形状でも容易
且つ正確に形成することが可能になる。従って、上記各
実施の形態によれば、ファン機能を備えたギヤを大量に
且つ安価に製造することが可能になる。
【００３３】又、上記各実施の形態は、平歯車を例に採
って説明したが、これに限られず、はすば歯車やその他
の動力伝達用のギヤに適用できる。
【００３４】又、図１０に示すように、径方向リブ２７
の外周端をリム２８の内周面２８ａに接続するような場
合は、歯３０に対応するリム２８の内周面２８ａに径方
向リブ２７を接続する。これは、図１１のように、歯底
３１に対応するリム２８の内周面２８ａに径方向リブ２
７を接続すると、材料の収縮の関係から二点鎖線で示す
ような歯３０の倒れ込みを生じるため、歯３０の成形精
度が悪化するからである。
【００３５】又、はすば歯車としてのモールドギヤを形
成する場合、図１０に示すように、歯３０に対応するリ
ム２８の内周面２８ａに羽根を形成する。即ち、はすば
歯車は、羽根を歯３０のねじれに沿って形成することに
より、上記図１１の仮想線で示すような歯３０の倒れを
防止でき、歯３０の成形精度が向上する。
【００３６】又、上記各実施の形態は、ウェブ５，１８
がボス４の軸方向略中央部に位置するように形成されて
いるが、これに限られず、ウェブ５，１８がボス４の軸
方向端部に形成され、リム１１，２１がウェブ５，１８
で片持ち梁状に支持されるモールドギヤやその他の構造
のモールドギヤにも適用できる。即ち、本発明は、歯よ
りも半径方向内方側部分を表裏に貫通する通気用の穴
と、この通気用の穴を通過する空気流を生じさせる羽根
が形成される構造のモールドギヤに広く適用できる。
【００３７】又、上記各実施の形態は、図１，図４及び
図７に示すように、射出成形プラスチックギヤ１が反時
計回り方向に回転した際に、羽根８，１５，２６が射出
成形プラスチックギヤ１の表面側から裏面側に向かう空
気流を生じさせるようになっていたが、射出成形プラス
チックギヤ１が時計回り方向に回転させられる場合、羽
根８，１５，２６が図１，図４及び図７の羽根８，１
５，２６の傾き方向と反対方向に傾斜するように形成さ
れ、羽根８，１５，２６によって射出成形プラスチック
ギヤ１の表面側から裏面側に向かう空気流を生じるよう
に構成されることになる。
【００３８】又、上記各実施の形態は、射出成形プラス
チックギヤ１の中心部に軸穴３を備えたボス４を形成す
る態様を例示したが、これに限られず、射出成形プラス
チックギヤ１の中心部に軸を直接形成するようにしても
よい。
【００３９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のモールドギヤは、歯よりも半径方向内方側部分に、こ
の半径方向内方側部分を表裏に貫通する穴が周方向に複
数形成されると共に、この穴の側縁に羽根が形成されて
いるため、回転時に前記羽根によって空気流を生じさ
せ、その空気流を前記穴を通過させて前記半径方向内方
側部分の表面側から裏面側へ案内するようになってい
る。その結果、モールドギヤの裏面側に隣接配置された
他の部品に羽根によって生じた空気流を吹き付け、その
空気流で他の部品の冷却を行うことが可能になる。
【００４０】又、本発明のモールドギヤにおいて、前記
穴が歯の近傍に形成され、この歯の近傍の穴の側縁に羽
根が形成された場合には、羽根によって歯の近傍を流れ
る空気流が生じて、この空気流によって歯及び歯の近傍
の熱を熱伝達で奪うことができ、歯及び歯の近傍の冷却
をも効果的に行うことができる。ここで、モールドギヤ
が射出成形プラスチックギヤの場合、歯及び歯近傍の温
度上昇に起因する機械的強度の低下を抑えることが可能
になる。
【００４１】又、本発明のモールドギヤは、溶融材料を
型内で冷却・固化させることにより形成されるものであ
るため、前記羽根や穴が形成される複雑な形状のもので
あっても容易且つ安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形プラ
スチックギヤの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図で
ある。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図で
ある。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る射出成形プラ
スチックギヤの正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図で
ある。
【図６】図４のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図で
ある。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る射出成形プラ
スチックギヤの正面図である。
【図８】図７のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す断面図で
ある。
【図９】図７のＦ−Ｆ線に沿って切断して示す断面図で
ある。
【図１０】リムの一部を拡大して示す図である。
【図１１】不具合を発生するリムと径方向リブの接続状
態を示す図である。
【符号の説明】
１……射出成形プラスチックギヤ（モールドギヤ）、
８，１５，２６……羽根、１０，１６，２５……穴、１
１……リム、１２，２２……歯

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 溶融材料を型内で冷却・固化させること
    により、外周側に複数の歯が形成されてなるモールドギ
    ヤにおいて、 前記歯よりも半径方向内方側部分に、該半径方向内方側
    部分を表裏に貫通する穴が周方向に複数形成されると共
    に、該穴の側縁に羽根が形成されたことを特徴とするモ
    ールドギヤ。
  2. 【請求項２】 溶融材料を型内で冷却・固化させること
    により、リムの外周に複数の歯を形成してなるモールド
    ギヤにおいて、 前記リムの内周面の周方向に、軸方向空気流を生じさせ
    る羽根が間隔をあけて複数形成され、 この羽根の内周側に、この羽根を介して前記リムを支持
    する半径方向内方側部分が形成されたことを特徴とする
    モールドギヤ。
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