JP2007285466A

JP2007285466A - 合成樹脂製円筒歯付成形品

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Publication number: JP2007285466A
Application number: JP2006115348A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Hiroi; 清文廣井
Original assignee: Tigers Polymer Corp
Current assignee: Tigers Polymer Corp
Priority date: 2006-04-19
Filing date: 2006-04-19
Publication date: 2007-11-01

Abstract

【課題】多段のハスバ歯車を同軸として射出成形によって一体成形される合成樹脂製円筒歯付成形品において、ハスバ歯車間の位相が揃っており、離型時の負荷による成形品と歯車の変形が防止された高精度な合成樹脂製円筒歯付成形品を提供する。
【解決手段】多段のハスバ歯車が形成された合成樹脂製円筒歯付成形品において、それぞれの段の間でハスバ歯車の歯車諸元のねじれ方向とリードを実質的に同じとすることにより、射出成形の金型においてハスバ歯車の歯形部を形成する歯形入れ子を回転機構部品によって回転可能とせずとも、成形品が離型可能となるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明はＯＡ機器などに使用される合成樹脂製円筒歯付成形品に関するものであり、特に歯形として多段のハスバ歯車が形成された合成樹脂製円筒歯付成形品に関する。

従来、合成樹脂製円筒歯付成形品としては特許文献１に記載されたものが知られており、２段のハスバ歯車のねじれ角を同一とした例の記載がある。

また、歯形としてハスバ歯車が形成された合成樹脂製円筒歯付成形品を射出成形により成形するための金型及び離型方法に関しては、金型から成形品を離型可能とするために、ハスバ歯車の歯形部を形成する歯形入れ子が金型内で自由に回転できるように金型を構成するのが一般的である。しかしながら、こうした回転可能な歯形入れ子を持つ金型は、構成部品が多くなるために、高精度化に関しては限界があった。

このような問題を鑑みて、特許文献２には、射出成形により高精度な合成樹脂製円筒歯付成形品を形成するための金型として、合成樹脂製円筒歯付成形品を金型から多段階的に分離・離型するための金型が記載されている。
特開平４−３５１３６５号特開２００２−１２０２６０号

しかしながら、特許文献１に記載されたような多段の合成樹脂製円筒歯付成形品を射出成形によって成形するためには、それぞれの段のハスバ歯車において歯車諸元のねじれ方向やリードが異なっているために、それぞれのハスバ歯車の歯形部を形成する歯形入れ子の全てに対して、ベアリングなどの回転機構部品を用いて金型を構成し、離型可能とする必要があった。

このような金型の回転機構には可能な限り高精度の回転機構部品を使用するが、回転機構という構成部品が増えるが故に加工・組み付け時の誤差が集積しやすいことは否めず、それぞれの段のハスバ歯車においても高精度化を行うにはおのずと限界があった。また複数の回転機構を備えるが故に、それぞれの歯車間の同軸度すなわち同心度や軸の平行度などは、複数の回転機構を持たない場合に比べて劣らざるをえず、成形品及び歯車の精度に悪影響を与えていた。

また、金型に回転機構を用いた場合、離型時には成形品および歯の部分に歯形入れ子を回転させるための負荷がかかり、成形直後の成形品の特に歯の部分が変形するなどし、歯付成形品及び歯車の精度に悪影響を与えていた。

また、多段の歯車を持つ合成樹脂製円筒歯付成形品に対しては、各段の歯車の間に特定の位相関係が求められる場合があるが、歯形入れ子が自由に回転するような回転機構が用いられた金型では、各段の歯車の間で互いの位相を揃えることができない。回転機構部品を用いた金型によって各歯車段の間の位相を揃えた合成樹脂製円筒歯付成形品を成形するためには、回転可能な歯形入れ子の回転位置を射出成形時に規制可能とするための特殊な機構を別途設ける必要があり、金型がさらに複雑化するという問題があった。

本発明は、多段のハスバ歯車が形成された合成樹脂製円筒歯付成形品において、それぞれの段の間でハスバ歯車の歯車諸元のねじれ方向とリードを実質的に同じとすることにより、歯形部を形成する歯形入れ子が回転可能な金型としなくとも、金型から合成樹脂製円筒歯付成形品の離型が可能であり、かつ高精度で各段の歯車間の位相が揃った多段の合成樹脂製円筒歯付成形品が得られることを知見し、本発明を完成させるに至ったものである。

本発明は、多段の歯車を同軸として射出成形によって一体成形される合成樹脂製円筒歯付成形品において、少なくとも２つの段の歯車がハスバ歯車であって、前記ハスバ歯車の歯車諸元のねじれ方向とリードが実質的に同じであることを特徴とする合成樹脂製円筒歯付成形品である。

また、多段の歯車を同軸として射出成形によって一体成形される合成樹脂製円筒歯付成形品において、少なくとも２つの段の歯車がハスバ歯車であって、前記ハスバ歯車の歯車諸元のねじれ方向が同じであり、かつ前記ハスバ歯車のそれぞれの段における歯車諸元のピッチ円直径をｄｉとしねじれ角をβｉとしたときに（ｄｉ）／（ｔａｎ（βｉ））が実質的に同じであることを特徴とする合成樹脂製円筒歯付成形品である。

本発明の合成樹脂製円筒歯付成形品は、複数のハスバ歯車間において、歯車諸元のねじれ方向とリードを同じにしたので、ハスバ歯車部分の離型時の螺旋運動の方向及び螺旋運動の程度がハスバ歯車間で同じになる。したがって、離型のため従来は必要であった回転機構部品を従来よりも減らすかあるいは全て削減することができる。

その結果、回転機構部品の精度が成形品および歯車の精度に悪影響を与えることが無くなり、かつ、離型時には製品単体を回転させるトルクだけしか成形品に負荷がかからないため、成形品および歯車の負荷による変形を防止し、精度を向上させることができる。

また、回転機構が無くなったことにより、複雑な位相調整機構を設けることなく、各段の歯車間の位相が揃った合成樹脂製円筒歯付成形品が得られる。

本発明によれば、高精度で各段の歯車間の位相が揃った合成樹脂製円筒歯付成形品を得ることができる。

以下、本発明の合成樹脂製円筒歯付成形品について実施例を参照して説明する。

図１は本発明の合成樹脂製円筒歯付成形品の斜視図であって、合成樹脂製円筒歯付成形品１は、射出成形によって一体成形され、ボス１１を同軸として、大径部２と小径部３とからなる２段の歯部を持っている。

図２（ａ）は本発明の部分正面図であり、図２（ｂ）は本発明の側面の部分断面図である。大径部２の外周にはハスバ歯車の歯部２１がリム２２と同一面上に形成されている。ボス１１の外周側に一体化された小径部３には、外周側にハスバ歯車の歯部３１が形成されている。大径部２の内径側にはウェブ４がリム２２から小径部３に向かって延び、小径部３の外周に接続され、ウェブ４によって大径部２と小径部３が接合されている。
大径部２と小径部３とはボス１１と同軸に設けられており、大径部２の外周のハスバ歯車の歯部２１の歯車諸元はねじれ方向左、リード４５９．２７０ｍｍ、ピッチ円直径φ５３．２０９ｍｍ、ねじれ角２０°である。小径部３の外周のハスバ歯車の歯部３１の歯車諸元はねじれ方向左、リード４５９．２７０ｍｍ、ピッチ円直径φ１５．０８０ｍｍ、ねじれ角５．８８９３°である。

図３及び図４は本発明実施例の成形品を成形する際の金型や工程を示す模式図で、図３は射出成形時のもので、図４は成形品の離型時のものである。図３および図４においては、成形品周辺の要部のみを、断面図で示した。射出成形時には、図３に示したように、上側金型５と下側金型６により構成されたキャビティに溶融樹脂が注入され、成形品が成形される。大径部２の外周のハスバ歯車の歯部２１を転写するための歯形転写部６１ａを有する歯形入れ子６１と、小径部３の外周のハスバ歯車の歯部３１を転写するための歯形転写部６２ａを有する歯形入れ子６２とが、回転機構を伴うことなく、下側金型基部６３に一体に取り付けられている。また、下側金型基部６３には、合成樹脂製円筒歯付成形品の回転軸となるボス穴を転写・成形するためのピン６４が設けられている。

溶融樹脂の射出および冷却・固化が完了し、合成樹脂製円筒歯付成形品１の成形が完了した後に、図４に示すように、上側金型５が型開きし、イジェクトピン７の突き出しによって、合成樹脂製円筒歯付成形品１が下側金型６より取り出される。この際、大径部２の歯部２１と小径部３の歯部３１とにおいて、ハスバ歯車の歯車諸元のリードが同じになっているので、イジェクトピン７の突き出しに伴って、合成樹脂製円筒歯付成形品１はボス１１の軸線まわりに回転しながら、無理抜きとなること無く取り出される。下側金型６には歯形入れ子６１，６２を回転させる回転機構が存在しないので、成形された歯部２１、３１が歯形入れ子及び回転機構を回転させるための負荷を受けることは無い。合成樹脂製円筒歯付成形品１およびその歯部２１、３１には、成形品単体を回転させるに足りるだけの小さな負荷トルクしかかからないので、離型時に成形品にかかる負荷によって成形品や歯部が変形し精度が低下することが未然に防止される。

実施例には、２段のハスバ歯車を持つ合成樹脂製円筒歯付成形品を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、３段以上の複数の歯車を持つ合成樹脂製円筒歯付成形品についても適用しうることは明らかである。

また、３段以上の複数の歯車を持つ合成樹脂製円筒歯付成形品について本発明を適用した場合、すべての段についてハスバ歯車とし、その歯車諸元のねじれ方向とリードを同じにしても良いが、必ずしもそれに限定されるものではなく、歯車諸元のねじれ方向とリードが同じであるような複数の段のハスバ歯車群に、歯車諸元のねじれ方向やリードが異なるハスバ歯車や平歯車を組み合わせたものとして構成しても良い。その場合は、特に高い精度や位相の一致性が要求される歯車群について、歯車諸元のねじれ方向とリードを同じにすることで、より高精度な合成樹脂製円筒歯付成形品を得ることができる。

また、実施例においては、同じリードのハスバ歯車を持つ２段の合成樹脂製円筒歯付成形品について説明したが、一般に、各段ｉにおけるハスバ歯車のピッチ円周長さをＰｉとしねじれ角をβｉとしたときに（Ｐｉ）／（ｔａｎ（βｉ））が同じであるならば、各段におけるリードも同じとなる。従って、各段ｉにおいて（Ｐｉ）／（ｔａｎ（βｉ））が同じとなるように、各段ｉにおけるハスバ歯車のピッチ円周長さＰｉとねじれ角βｉを設定しても、リードを同じにしたときと同様の効果が得られることは明らかである。さらに、各段ｉにおいて、ピッチ円周長さＰｉの代わりにピッチ円直径ｄｉを用いて、（ｄｉ）／（ｔａｎ（βｉ））が同じとなるように各段ｉにおけるハスバ歯車のピッチ円直径ｄｉとねじれ角βｉを設定しても良い。

本実施例においては、成形用の樹脂として一般熱可塑性樹脂ポリアセタール（ＰＯＭ）を用いた。本発明の成形に用いることができる樹脂としては、他に、ポリアミド（ＰＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリフタルアミド（ＰＰＡ）をあげることができ、その射出成形時の収縮率は０．１％〜３．０％である。

また、ハスバ歯車間の歯車諸元のリードを同じとすることに関しては、厳密に同じにする必要は無く、図４に示した成形品の離型工程において、無理抜きとならず、成形品や歯部に小さな負荷しかかからない範囲であれば、異なっていても良い。射出成形後の冷却により、成形品が収縮することを考慮すれば、樹脂の収縮率と同等レベルである３．０％以下、より望ましくは１．０％以下のリードの違いであれば、ハスバ歯車間の歯車諸元のリードが異なっていても、実質的に無理抜きとなること無く離型でき、本発明の効果が得られる。

図１は本発明の合成樹脂製円筒歯付成形品の斜視図である。図２（ａ）は本発明の部分正面図である。図２（ｂ）は、本発明の側面の部分断面図である。図３は本発明実施例の成形品を成形する際の金型や工程を示す模式図である。図４は本発明実施例の成形品を成形する際の金型や工程を示す模式図である。

符号の説明

１合成樹脂製円筒歯付成形品
２大径部
３小径部
４ウェブ
５上側金型
６下側金型
７イジェクトピン
１１ボス
２１歯部
２２リム
３１歯部
６１歯形入れ子
６２歯形入れ子
６１ａ大径部歯形転写部
６２ｂ小径部歯形転写部
６３下側金型基部
６４ピン

Claims

多段の歯車を同軸として射出成形によって一体成形される合成樹脂製円筒歯付成形品において、少なくとも２つの段の歯車がハスバ歯車であって、前記ハスバ歯車の歯車諸元のねじれ方向とリードが実質的に同じであることを特徴とする合成樹脂製円筒歯付成形品。
多段の歯車を同軸として射出成形によって一体成形される合成樹脂製円筒歯付成形品において、少なくとも２つの段の歯車がハスバ歯車であって、前記ハスバ歯車の歯車諸元のねじれ方向が同じであり、かつ前記ハスバ歯車のそれぞれの段における歯車諸元のピッチ円直径をｄｉとしねじれ角をβｉとしたときに（ｄｉ）／（ｔａｎ（βｉ））が実質的に同じであることを特徴とする合成樹脂製円筒歯付成形品。