JP2008025643A

JP2008025643A - 回転伝達部材およびその製造方法

Info

Publication number: JP2008025643A
Application number: JP2006196353A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe; 健司渡辺
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2006-07-19
Filing date: 2006-07-19
Publication date: 2008-02-07
Also published as: US7661333B2; US20080016974A1

Abstract

【課題】金属インサート部材の樹脂製ギヤの結合部（インサート部）に、抜けおよび剥がれ防止のための特別な形状加工を不要にした回転伝達部材およびその製造方法を提供する。
【解決手段】外周に第１のギヤ部１１、１１１を有する軸状の金属インサート部材１２と、外周に第２のギヤ部１３、１１３を有し金属インサート部材の一端外周に樹脂モールドされる樹脂製ギヤ１４とを備え、金属インサート部材の略全長に亘って第１のギヤ部を形成し、第１のギヤ部の一端外周を樹脂製ギヤが樹脂モールドされるインサート部１７とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、金属インサート部材の略全長に亘って形成したギヤ部の一端外周に樹脂製ギヤをインサート成形によって樹脂モールドした回転伝達部材およびその製造方法に関するものである。

自動車部品においては、回転伝達装置の一部に回転伝達用の樹脂ギヤ部が用いられることがよくあり、樹脂ギヤ部によって回転伝達系における回転振動を減衰し、静粛性を向上するようにしている。ところで、樹脂ギヤ部は一般に、円筒状の金属部材の外周に、樹脂モールド等によって一体的に結合されるようになっているが、樹脂ギヤ部に円周方向および軸方向の荷重が作用しても、金属部材に対して樹脂ギヤ部が抜けたり、剥がれたりしないようにする必要がある。

このために、従来においては、例えば特許文献１に記載されているように、樹脂ギヤ部の射出成形時に樹脂材料の一部を、金具（金属部材）に形成した肉盗み部や穴部に充填することにより、樹脂ギヤ部に円周方向および軸方向の荷重が作用しても、樹脂ギヤ部が金具より抜けたり、剥がれたりすることがないようにしている。
特開２００３−２１２２３号公報（段落００２１、図２）

上記した特許文献１に記載のものにおいては、樹脂ギヤ部の射出成形時に樹脂材料の一部を、金具（金属部材）に形成した肉盗み部や穴部に充填する方式であるため、金具に肉盗み部や穴部を有しない回転伝達部材には採用できない問題があった。

このために、例えば、図７に示すように、樹脂ギヤ部１が樹脂モールドされる金属部材２のインサート部３に、ローレットやセレーション等の形状加工部４を加工して、樹脂ギヤ部１と金属部材２との抜けや剥がれを防止することが考えられる。

しかしながら、図７に示すように、金属部材２が回転伝達用のギヤ部５を構成するような場合においては、金属部材２の外周に、回転伝達用のギヤ部５と、剥がれ防止用の形状加工部（ローレットあるいはセレーション）４とを別々に加工することが必要となり、これら別加工のために、加工工程が増加し、部品コストの上昇を招く。

本発明は上記した従来の不具合を解消するためになされたもので、金属インサート部材の樹脂製ギヤの結合部（インサート部）に、抜けおよび剥がれ防止のための特別な形状加工を不要にした回転伝達部材およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の特徴は、外周に第１のギヤ部を有する軸状の金属インサート部材と、外周に第２のギヤ部を有し前記金属インサート部材の一端外周に樹脂モールドされる樹脂製ギヤとを備え、前記第１のギヤ部を前記金属インサート部材の略全長に亘って形成し、該第１のギヤ部の一端を前記樹脂製ギヤが樹脂モールドされるインサート部としたことである。

請求項２に係る発明の特徴は、請求項１において、前記第１のギヤ部はヘリカルギヤからなっていることである。

請求項３に係る発明の特徴は、請求項２において、前記インサート部をなす前記第１のギヤ部の一端外周に、軸方向抜け止め用の環状溝を形成したことである。

請求項４に係る発明の特徴は、請求項１において、前記第１のギヤ部および第２のギヤ部はスパーギヤからなり、該第１のギヤ部の前記インサート部に、軸方向抜け止め用の環状溝を形成したことである。

請求項５に係る発明の特徴は、外周に第１のギヤ部を有する軸状の金属インサート部材と、外周に第２のギヤ部を有し前記金属インサート部材の一端外周に樹脂モールドされる樹脂製ギヤとによって構成される回転伝達部材を製造する方法にして、前記金属インサート部材の略全長に亘って第１のギヤ部を加工するとともに、前記樹脂製ギヤが樹脂モールドされる前記第１のギヤ部の一端のインサート部の外周に環状溝を加工し、その後、前記インサート部を成形金型内に挿入した状態で樹脂を射出して樹脂製ギヤをインサート成形するようにしたことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明によれば、金属インサート部材の略全長に亘って形成した第１のギヤ部の一端を、第２のギヤ部を有する樹脂製ギヤが樹脂モールドされるインサート部としたので、金属インサート部材に対する樹脂製ギヤの抜けや剥がれ防止のための特別な加工を不要にでき、加工コストの低減が可能な回転伝達部材を容易に得ることができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明によれば、第１のギヤ部はヘリカルギヤからなっているので、ギヤ伝達部としてのヘリカルギヤを利用して樹脂製ギヤが樹脂モールドされるインサート部を構成でき、きわめて簡単な構成で、金属インサート部材に対する樹脂製ギヤの抜けおよび剥がれを確実に防止することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明によれば、第１のギヤ部のインサート部に、軸方向抜け止め用の環状溝を形成したので、樹脂製ギヤに対する金属インサート部材の抜け荷重を向上することができる。

上記のように構成した請求項４に係る発明によれば、第１のギヤ部および第２のギヤ部はスパーギヤからなり、第１のギヤ部のインサート部に、軸方向抜け止め用の環状溝を形成したので、スパーギヤを用いた回転伝達部材においても、スパーギヤを利用して、金属インサート部材に対する樹脂製ギヤの抜けおよび剥がれを確実に防止することができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明によれば、金属インサート部材の略全長に亘って第１のギヤ部を加工するとともに、第２のギヤ部を有する樹脂製ギヤが樹脂モールドされる第１のギヤ部の一端のインサート部の外周に環状溝を加工し、その後、インサート部を成形金型内に挿入した状態で樹脂を射出して樹脂製ギヤをインサート成形するようにしたので、樹脂製ギヤに対する金属インサート部材の抜けや剥がれを防止するための特別な加工を不要にでき、加工工程の削減が可能な回転伝達部材の製造方法を容易に実現することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、本発明の第１の実施の形態の回転伝達部材１０を示すもので、図１は回転伝達部材１０の外観図、図２は回転伝達部材１０の断面図である。

図１および図２において、当該回転伝達部材１０は、ヘリカルギヤ（斜歯歯車）からなる第１のギヤ部１１を有する軸状の金属製インサート部材１２と、ヘリカルギヤ（斜歯歯車）からなる第２のギヤ部１３を有する樹脂製ギヤ１４とによって構成され、樹脂製ギヤ１４は金属製インサート部材１２の一端外周にインサート成形により樹脂モールドされて一体成形されるようになっている。

金属製インサート部材１２は、軸中心部に貫通穴１５を備え、外周には軸方向の全長に亘って第１のギヤ部１１がヘリカル状に形成されている。金属製インサート部材１２の第１のギヤ部１１の軸方向の一端は、樹脂製ギヤ１４を樹脂モールドによってインサート成形するインサート部１７をなし、軸方向の他端は、ギヤ伝達部１８をなしている。

樹脂製ギヤ１４は、金属製インサート部材１２の軸方向長さよりも十分に小さな軸方向長さをもち、かつ金属製インサート部材１２の外径よりも十分に大きな外径をもつ円板状を呈している。樹脂製ギヤ１４は、例えば、熱可塑性のポリアセタール樹脂に数重量％のガラス繊維を混合したもので、耐熱性および耐摩耗性にすぐれたものである。樹脂製ギヤ１４の外周には、軸方向の全長に亘って第２のギヤ部１３が第１のギヤ部１１と逆方向にねじれたヘリカル状に形成されている。樹脂製ギヤ１４の軸方向の一端には、金属製インサート部材１２の一端を覆うように台座１９が形成され、この台座１９に図略のスラストワッシャのフランジ部が当接される。なお、スラストワッシャは金属製インサート部材１２の貫通穴１５に嵌合する円筒支持部を有し、円筒支持部に貫通穴１５を貫通する図略の支持軸が嵌合され、この支持軸によって金属製インサート部材１２が回転可能に支持されるようになっている。

このような回転伝達部材１０を製造する場合には、予め金属製インサート部材１２の外周にその全長に亘ってヘリカルギヤ（第１のギヤ部）１１を加工し、しかる後、図３に示すように、金属製インサート部材１２の貫通穴１５に軸２１を挿通し、その状態で、ヘリカルギヤ１１からなるインサート部１７をインサート品として、成形金型２２内に挿入し、成形金型２２内に樹脂を射出することにより、金属製インサート部材１２の一端外周に、樹脂製ギヤ１４がインサート成形によって一体的に樹脂モールドされる。なお、成形金型２２は、ヘリカルギヤ１１からなるインサート部１７に係合するヘリカル状の係合部２２ａを有し、インサート部１７は成形金型２２内に金属製インサート部材１２のねじ込みによって挿入される。

上記した実施の形態によれば、金属製インサート部材１２の外周に形成したヘリカルギヤ１１からなるインサート部１７に、樹脂製ギヤ１４がインサート成形されるため、ヘリカルギヤ１１によって金属製インサート部材１２と樹脂製ギヤ１４との相対回転が規制されるとともに、軸方向に抜け止めされて一体結合される。すなわち、第１のギヤ部１１の回転によって金属製インサート部材１２に一方向のスラスト力しか作用しない場合には、ヘリカルギヤ１１のみによって、抜けおよび剥がれを確実に防止することができ、また、金属製インサート部材１２に両方向のスラスト力が作用する場合でも、インサート部１７の軸方向寸法が十分に確保されていれば、ヘリカルギヤ１１のみによって、抜けおよび剥がれを防止するに必要な強度をもたせることができる。

このように、ギヤ伝達部１８をなすヘリカルギヤ（第１のギヤ部）１１の一部を、樹脂製ギヤ１４がインサート成形されるインサート部１７として利用したことにより、樹脂製ギヤ１４の抜けおよび剥がれ防止のための特別な形状加工（例えば、ローレット加工あるいはセレーション加工）を不要にでき、インサート部１７およびギヤ伝達部１８を１回の歯切りによって加工でき、加工工程の削減により加工コストを低減できるようになる。

なお、上記した回転伝達部材１０は、例えば、モータによって回転駆動される駆動歯車に、金属製インサート部材１２の第１のギヤ部１１が噛合され、樹脂製ギヤ１４の第２のギヤ部１３に、被動歯車が噛合されることにより、モータによる駆動歯車の回転を減速して被動歯車に伝達するとともに、樹脂製ギヤ１４によってギヤ伝達時の回転振動を減衰し、静粛性を向上できる減速用回転伝達用歯車部材として機能する。

図４は、本発明の第２の実施の形態を示すもので、金属製インサート部材１２に対する樹脂製ギヤ１４の抜け止め強度を高めたものである。すなわち、第２の実施の形態においては、金属製インサート部材１２に軸方向の全長に第１のギヤ部１１をヘリカル状に加工した後に、インサート部１７の軸方向のほぼ中央部に第１の環状溝２３を形成したものである。また、金属製インサート部材１２のインサート部１７とギヤ伝達部１８の間には、第２の環状溝２４が形成され、樹脂製ギヤ１４の樹脂モールド時に、第２の環状溝２４に上記した成形金型２２（図３参照）が係合される。これによって、分割型の成形金型２２により第２の環状溝２４の部分を挟持してインサート部１７に樹脂製ギヤ１４を樹脂モールドすることができる。なお、第１の実施の形態と同一の構成部分については、同一部品に同一の参照番号を付し、その説明は省略する。

第２の実施の形態によれば、樹脂製ギヤ１４の樹脂モールド時に樹脂が第１の環状溝２３に入り込むことにより、たとえインサート部１７の軸方向寸法を大きく確保できない場合でも、金属製インサート部材１２に対する樹脂製ギヤ１４の抜け止め強度を大幅に向上できるようになる。また、第２の環状溝２４の形成により、成形金型２２内を簡単かつ確実に密閉することができるようになる。

図５および図６は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、金属製インサート部材１２および樹脂製ギヤ１４に設けられる第１および第２のギヤ部１１１、１１３を、それぞれスパーギヤ（平歯車）にて構成したものである。第１のギヤ部１１１のインサート部１７の軸方向のほぼ中央部には、第２の実施の形態と同様な環状溝１２３が設けられ、この環状溝１２３により、金属製インサート部材１２に対して樹脂製ギヤ１４を確実に抜け止めすることができる。

なお、第１および第２のギヤ部１１１、１１３がスパーギヤの場合には、回転によって金属製インサート部材１２および樹脂製ギヤ１４にスラスト方向の荷重がほとんど作用しないので、第１のギヤ部１１１に環状溝を特別に設けることなく、スパーギヤからなる第１のギヤ部１１１のインサート部１７に樹脂製ギヤ１４を樹脂モールドするだけでも、金属製インサート部材１２に対して樹脂製ギヤ１４を一体的に結合することができる。

かかる第３の実施の形態によれば、金属製インサート部材１２の外周に形成したスパーギヤ１１１からなるインサート部１７に、樹脂製ギヤ１４が樹脂モールドされているため、第１の実施の形態で述べたと同様に、抜け、剥がれ防止のための特別な形状加工（例えば、ローレット加工あるいはセレーション加工）を不要にすることができる。

上記した実施の形態においては、第１のギヤ部１１、１１１および第２のギヤ部１３、１１３を、ヘリカルギヤあるいはスパーギヤで構成した例について述べたが、第１および第２のギヤ部の何れか一方をヘリカルギヤに、他方をスパーギヤで構成してもよい。

また、上記した実施の形態においては、金属インサート部材１２の全長に第１のギヤ部１１を加工した後に、樹脂製ギヤ１４が樹脂モールドされる第１のギヤ部１１の一端（インサート部１７）外周に環状溝２３を加工するようにしたが、環状溝２３は、第１のギヤ部１１の加工に先立ってインサート部１７の外周に加工することもできる。

なお、上記した実施の形態においては、金属インサート部材１２の全長に亘って第１のギヤ部１１、１１１を形成した例で述べたが、第１のギヤ部１１、１１１は文字通り金属インサート部材１２の全長に亘って形成する必要はなく、例えば、インサート部１７あるいはギヤ伝達部１８の一端に、第１のギヤ部１１、１１１が形成されない僅かな円筒部を形成したものであっても、請求項における略全長に亘ってなる趣旨は、それらの設計的変更を含むものである。

本発明の第１の実施の形態を示す回転伝達部材の外観図である。図１の２−２線に沿って切断した回転伝達部材の断面図である。回転伝達部材の製造方法を示す図である。本発明の第２の実施の形態を示す回転伝達部材の断面図である。本発明の第３の実施の形態を示す回転伝達部材の外観図である。図５の６−６線に沿って切断した回転伝達部材の断面図である。従来の回転伝達部材の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０・・・回転伝達部材、１１、１１１・・・第１のギヤ部、１２、１１２・・・金属製インサート部材、１３、１１３・・・第２のギヤ部、１４・・・樹脂製ギヤ、１５・・・貫通穴、１７・・・インサート部、１８・・・ギヤ伝達部、２２・・・成形金型、２３、２４・・・環状溝。

Claims

外周に第１のギヤ部（１１、１１１）を有する軸状の金属インサート部材（１２）と、外周に第２のギヤ部（１３、１１３）を有し前記金属インサート部材の一端外周に樹脂モールドされる樹脂製ギヤ（１４）とを備え、
前記第１のギヤ部を前記金属インサート部材の略全長に亘って形成し、該第１のギヤ部の一端を前記樹脂製ギヤが樹脂モールドされるインサート部（１７）としたことを特徴とする回転伝達部材。
請求項１において、前記第１のギヤ部（１１）はヘリカルギヤからなっていることを特徴とする回転伝達部材。
請求項２において、前記インサート部（１７）をなす前記第１のギヤ部（１１）の一端外周に、軸方向抜け止め用の環状溝（２３）を形成したことを特徴とする回転伝達部材。
請求項１において、前記第１のギヤ部（１１１）および第２のギヤ部（１１３）はスパーギヤからなり、該第１のギヤ部の前記インサート部（１７）に、軸方向抜け止め用の環状溝（１２３）を形成したことを特徴とする回転伝達部材。
外周に第１のギヤ部（１１、１１１）を有する軸状の金属インサート部材（１２）と、外周に第２のギヤ部（１３、１１３）を有し前記金属インサート部材の一端外周に樹脂モールドされる樹脂製ギヤ（１４）とによって構成される回転伝達部材を製造する方法にして、
前記金属インサート部材（１２）の略全長に亘って第１のギヤ部を加工するとともに、前記樹脂製ギヤ（１４）が樹脂モールドされる前記第１のギヤ部の一端のインサート部（１７）の外周に環状溝（２３）を加工し、その後、前記インサート部を成形金型（２２）内に挿入した状態で樹脂を射出して樹脂製ギヤ（１４）をインサート成形するようにしたことを特徴とする回転伝達部材の製造方法。