JP2009040013A - 回転伝達手段及び回転伝達手段の射出成形金型 - Google Patents

Abstract

【課題】ウエルドラインに起因する歯の強度低下を抑えることができると共に樹脂材料の利用効率を低下させることがない回転動力伝達手段、及びこの回転動力伝達手段の射出成形金型を提供する。
【解決手段】射出成形金型１６を使用して成形された射出成形歯車１は、第１歯車部２に比較して大きなトルクを伝達することになる第２歯車部３において、歯１１の歯先から歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインが形成され、大きな応力が作用する歯１１の歯元にウェルドラインが位置することがないため、ウェルドラインに起因する歯１１の強度低下を抑えることができる。また、３個のゲート（ピンポイントゲート）によって射出成形されるため、リング状ゲートを使用して射出成形される場合に比較し、無駄にする樹脂材料が少なくなり、樹脂材料の利用効率が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転を伝達することができる射出成形歯車等の回転伝達手段、及びこの回転伝達手段を射出成形するために使用される射出成形金型に関するものである。

従来から、モータ等の駆動源から駆動力を受けて作動する自動車部品等には、動力伝達系の軽量化や作動音の静粛化等を目的として、射出成形により形成された合成樹脂製歯車（射出成形歯車）が多く使用されている。

（第１従来例）
図１１は、このような従来の射出成形歯車１００の第１例を示すものである。この図に示す射出成形歯車１００は、射出成形金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出する３個のピンポイントゲート１０１の位置を工夫し、各ピンポイントゲート１０１間に形成されるウエルドライン１０２を歯底１０３から径方向内方へ向かって延びるようにすると共に、各ウエルドライン１０２をウェブ１０４の周方向に沿ってほぼ等間隔となるように形成し、各ウエルドライン１０２の形成位置のばらつきに起因する歯車強度の低下を防止するようになっている（特許文献１参照）。

（第２従来例）
また、図１２は、従来の射出成形歯車１１０の第２例を示すものである。この図に示す射出成形歯車１１０は、円板状のウェブ１１１の外周端に複数の歯１１２を備えた第１歯車部１１３が形成されると共に、この第１歯車部１１３を構成するウェブ１１１の一方の側面に第１歯車部１１３よりも小径の第２歯車部１１４が第１歯車部１１３の回転中心と同心となるように形成されてなる多段歯車である。そして、図１２に示す射出成形歯車１１０は、ウェブ１１１の径方向内方端側にリング状ゲート１１５を配置し、そのリング状ゲート１１５から射出成形金型１１６のキャビティ１１７内に射出した溶融樹脂をウェブ１１１の径方向内方端から径方向外方へ向かって均等に流動させて、ウェルドラインがウェブ１１１や第２歯車部１１４に発生するのを防止し、ウエルドラインに起因する歯車強度の低下を防止するようになっている（特許文献２参照）。
特開２００５−２２３６８号公報 特開２００３−３５３５５号公報

しかしながら、図１１に示す第１従来例の射出成形歯車１００は、ウエルドライン１０２の形成位置のばらつきにより、ウエルドライン１０２の径方向外方端が歯元近傍の歯底１０３（歯元に作用する応力の影響を大きく受ける部分）に位置すると、歯１０５の強度を著しく低下させる虞があった。

また、図１２に示す第２従来例の射出成形歯車１１０は、ウェルドラインに起因する歯車強度の低下を考慮する必要はないが、リング状ゲート１１５を使用しているため、多点のピンポイントゲートで射出成形する場合に比較し、図外のランナ及びリング状ゲート１１５内の残留樹脂材料（射出成形に使用されない樹脂材料）が多くなり、樹脂材料の利用効率が低下し、製造コストの高騰を招くという不具合を有していた。

そこで、本発明は、ウエルドラインに起因する歯の強度低下を抑えることができると共に樹脂材料の利用効率を低下させることがない回転動力伝達手段、及びこの回転動力伝達手段の射出成形金型を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、射出成形金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することにより、（１）回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、（２）前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とが形成されると共に、（３）前記軸状部の外周側に３で割り切れない数の歯が形成され、前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段に関するものである。そして、前記円板状部のうちで、前記軸状部よりも径方向外方側に位置する前記円板状部には、前記キャビティに開口する３個のピンポイントゲートの切り離し痕が前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で位置している。また、前記３個のピンポイントゲートの切り離し痕のうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕は、該隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕のそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕以外の前記ピンポイントゲートの切り離し痕との間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように位置している。また、前記軸状部の前記歯であって、前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の前記周方向真中に位置する歯には、その歯先を歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインが形成されている。

請求項２の発明は、前記請求項１の発明における前記円板状部に特徴を有するものである。すなわち、前記円板状部は、（１）前記３個のピンポイントゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が前記キャビティ内の前記軸状部に対応する部分に均等に充填されるように、前記溶融樹脂の流れを規制する前記キャビティ内の充填バランス調整手段である肉抜き部が設けられ、（２）前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の前記周方向真中に位置する歯の歯先から回転中心に向かって延び、且つ、前記歯の歯先から径方向外方へ向かって延びる径方向ウェルドラインが形成されている。

請求項３の発明は、射出成形金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することにより、（１）回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、（２）前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とが形成されると共に、（３）前記軸状部の外周側に３で割り切れない奇数の歯が形成され、前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段に関するものである。そして、前記円板状部のうちで、前記軸状部よりも径方向外方側に位置する前記円板状部には、前記キャビティに開口する３個のピンポイントゲートの切り離し痕が前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で位置している。また、前記３個のピンポイントゲートの切り離し痕は、それぞれ前記回転中心から延びて前記歯の歯底を通る径方向線上に位置し、且つ、隣り合う前記ピンポイントゲートの切り離し痕間に奇数の前記歯が位置するようになっている。また、前記３個のピンポイントゲートの切り離し痕のうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕は、該隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕のそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕以外の前記ピンポイントゲートの切り離し痕との間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように位置している。また、前記円板状部は、（１）前記３個のピンポイントゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が前記キャビティ内の前記軸状部に対応する部分に均等に充填されるように、前記溶融樹脂の流れを規制する前記キャビティ内の充填バランス調整手段に対応する肉抜き部が設けられ、（２）前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の真中に位置する歯の歯先から回転中心に向かって延び、且つ、前記歯の歯先から径方向外方へ向かって延びる径方向ウェルドラインが形成されている。また、前記軸状部の前記歯であって、前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の真中に位置する歯には、その歯先を歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインが形成されている。

請求項４の発明は、回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とを有し、前記軸状部の外周側に３で割り切れない数の歯が形成され、前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段の射出成形金型に関するものである。この回転伝達手段の射出成形金型は、前記円板状部を形作るための第１キャビティ部分と、前記軸状部を形作るための第２キャビティ部分とを有している。そして、前記第１キャビティ部分のうちで、前記第２キャビティ部分よりも径方向外方側に位置する前記第１キャビティ部分には、３個のピンポイントゲートが前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で開口するように配置されている。また、前記３個のピンポイントゲートのうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートは、該隣り合う一対のピンポイントゲートのそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲート以外の前記ピンポイントゲートとの間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように配置されている。また、前記第１キャビティ部分は、前記３個のピンポイントゲートから射出された溶融樹脂を前記第２キャビティ部分に均等に充填させるように、前記溶融樹脂の充填速度を調整する充填バランス調整手段が設けられている。

請求項５の発明は、回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とを有し、前記軸状部の外周側に３で割り切れない奇数の歯が形成され、前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段の射出成形金型に関するものである。この回転伝達手段の射出成形金型は、前記円板状部を形作るための第１キャビティ部分と、前記軸状部を形作るための第２キャビティ部分とを有している。そして、前記第１キャビティ部分のうちで、前記第２キャビティ部分よりも径方向外方側に位置する前記第１キャビティ部分には、３個のピンポイントゲートが前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で開口するように配置されている。また、前記３個のピンポイントゲートは、それぞれ前記回転中心から延びて前記歯の歯底を通る径方向線上に配置され、且つ、隣り合う前記ピンポイントゲート間に奇数の前記歯が位置するように配置されている。また、前記３個のピンポイントゲートのうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートは、該隣り合う一対のピンポイントゲートのそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲート以外の前記ピンポイントゲートとの間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように配置されている。また、前記第１キャビティ部分は、前記３個のピンポイントゲートから射出された溶融樹脂を前記第２キャビティ部分に均等に充填させるように、前記溶融樹脂の充填速度を調整する充填バランス調整手段が設けられている。

本発明に係る回転伝達手段は、回転トルクを伝達する軸状部において、歯の歯先から歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインが形成され、大きな応力が作用する歯の歯元にウェルドラインが位置することがないため、ウェルドラインに起因する歯の強度低下を抑えることができる。

また、本発明に係る射出成形金型を使用して成形された回転伝達手段は、３個のピンポイントゲートによって射出成形されたものであり、リング状ゲートを使用して射出成形される場合に比較し、無駄にする樹脂材料が少なくなり、樹脂材料の利用効率が向上するため、製造コストを低減でき、製品価格が低廉化する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。

［第１実施形態］
（射出成形歯車）
図１乃至図３は、本発明の実施形態に係る回転動力伝達手段としての射出形成歯車１である。なお、これらの図において、図１は射出成形歯車１の正面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す射出成形歯車１の断面図であり、図３は射出成形歯車１の背面図である。

これらの図に示す射出成形歯車１は、ポリアセタール，ポリアミド，ポリフェニレンスルフィド，ポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料を使用して射出成形したものであり、大径の第１歯車部（円板状部）２と小径の第２歯車部（軸状部）３とが一体に形成された二段歯車である。なお、射出成形歯車１は、前述のポリアセタール等の樹脂材料に強化繊維（例えば炭素繊維）を適宜配合して射出成形してもよい。

第１歯車部２は、円板形状のウェブ４の外周端に円筒状のリム５が形成され、そのリム５の外周側に歯６が複数形成されている。第２歯車部３は、ウェブ４の一方の側面（背面）７から第１歯車部２の回転中心８の軸芯１０に沿って軸状に突出し、その回転中心が第１歯車部１０の回転中心８と同心となるように形成されており、その外周側に歯１１が複数（３で割り切れない奇数）形成されている。そして、これら第１歯車部２と第２歯車部３の回転中心部には、回転中心８の軸芯１０に沿って軸穴１２が形成されている。軸穴１２は、射出成形歯車１を回転可能に支持する支持軸（図示せず）が嵌合されるものであり、射出成形歯車１の中心部を正面側（ウェブ４の他方の側面１３側）から裏面側（第２歯車部３の端面１４側）まで貫通している。

第１歯車部２のウェブ４の他方の側面（正面）１３であって、第２歯車部３から径方向外方に離れた位置に３個のゲート痕（ピンポイントゲートの切り離し痕）１５ａ〜１５ｃが形成されている。なお、ゲート痕１５ａ〜１５ｃは、射出成形金型１６から製品（射出成形歯車１）を取り出す際に生じるものであり、射出成形金型１６のキャビティ１７に開口するピンポイントゲート１８ａ〜１８ｃ（以下、ゲートと略称する）が製品から切り離された際に生じる痕である（図４及び図５参照）。

第１歯車部２のウェブ４に形成された３個のゲート痕１５ａ〜１５ｃは、図１及び図３に示すように、第１歯車部２の回転中心８を中心とする円２０上に位置しており、円２０の周方向に所定の間隔で形成されている。この３個のゲート痕１５ａ〜１５ｃは、それぞれのゲート痕１５ａ〜１５ｃの中心と第１歯車部２の回転中心８とを結ぶ径方向線２１ａ〜２１ｃ上に第２歯車部３の歯１１の歯底２２が位置するように形成されている。また、この３個のゲート痕１５ａ〜１５ｃは、第１のゲート痕１５ａが径方向線（図１及び図２の上下方向に延びる中心線）２１ａ上に位置しており、第１のゲート痕１５ａから第２のゲート痕１５ｂまでの円２０の周方向に沿った間隔と第１のゲート痕１５ａから第３のゲート痕１５ｃまでの円２０の周方向に沿った間隔とが一致しており、図１における第２のゲート痕１５ｂと第３のゲート痕１５ｃが径方向線２１ａを中心として左右対称に位置している。

ここで、第１のゲート痕１５ａから第２のゲート痕１５ｂまでの間隔及び第１のゲート痕１５ａから第３のゲート痕１５ｃまでの間隔（図１における第１歯車部２の回転中心８を中心とする開き角度）は、第２及び第３のゲート痕１５ｂ，１５ｃのそれぞれと第１のゲート痕１５ａとの間に第２歯車部３の奇数の歯１１が位置すると共に、第２のゲート痕１５ｂと第３のゲート痕１５ｃとの間に第２歯車部３の奇数の歯１１が位置し、且つ、第２及び第３のゲート痕１５ｂ，１５ｃのそれぞれと第１のゲート痕１５ａとの間に位置する第２歯車部３の歯１１の数（Ｎ１）が第２のゲート痕１５ｂと第３のゲート痕１５ｃとの間に位置する第２歯車部３の歯１１の数（Ｎ２）よりも大きく（Ｎ１＞Ｎ２）なるように位置している。その結果、円２０上において、第２のゲート痕１５ｂと第３のゲート痕１５ｃとの間の周方向間隔は、第２及び第３のゲート痕１５ｂ，１５ｃのそれぞれと第１のゲート痕１５ａとの間の周方向間隔よりも短くなっている。

図１に示すように、第１歯車部２のウェブ４の他方の側面１３であって且つ第１のゲート痕１５ａの左右両側には、円２０の周方向に沿って延びる第１周方向溝２３，２３がそれぞれ第１のゲート痕１５ａから所定距離だけ離れて対称に位置するように一対形成されている。この第１周方向溝２３は、円２０よりも半径方向内方に位置し且つ円２０と同心の円弧形状である半径方向内方縁２３ａと、円２０よりも半径方向外方に位置し且つ円２０と同心の円弧形状である半径方向外方縁２３ｂと、第１歯車部２の回転中心８から半径方向外方へ向かって延びる径方向線上に位置し且つ円２０の周方向に沿って離れて位置する一対の側縁２３ｃ，２３ｄとで形作られ、ほぼ一定の溝深さとなるように形成されている。そして、この第１周方向溝２３の半径方向内方縁２３ａが第２歯車部３の外周近傍に位置し、第１周方向溝２３の半径方向外方縁２３ｂが円２０とリム５の内周面２４との間に位置している。また、一対の第１周方向溝２３，２３の第１のゲート痕１５ａ側の側縁ｃ，２３ｃ間の距離は、第１のゲート痕１５ａの大きさ（直径）の数倍の大きさになっている。なお、この一対の第１周方向溝２３，２３の第１のゲート痕１５ａ側の側縁（一側縁）２３ｃ，２３ｃ間の距離は、少なくとも第１のゲート痕１５ａの大きさよりも大きく設定される。そして、第１周方向溝２３，２３の周方向長さは、第１のゲート痕１５ａと第２のゲート痕１５ｂの間の真中の径方向線２５又は第１のゲート痕１５ａと第３のゲート痕１５ｃの間の真中の径方向線２６に到達しない程度の長さになっている。

また、図１に示すように、第１歯車部２のウェブ４の他方の側面１３であって且つ第２のゲート痕１５ｂ及び第３のゲート痕１５ｃの半径方向内方側には、円２０と同心の円弧形状である第２周方向溝２７が形成されている。この第２周方向溝２７は、その半径方向内方縁２７ａが第２歯車部３の外周近傍に位置し、その半径方向外方縁２７ｂが第２及び第３のゲート痕１５ｂ，１５ｃよりも僅かに半径方向内側に位置している。また、第２周方向溝２７は、その周方向の一方の側縁２７ｃが第２のゲート痕１５ｂと第１のゲート痕１５ａとの間の真中の径方向線２５に到達しない程度の位置まで延び、その周方向の他方の側縁２７ｄが第３のゲート痕１５ｃと第１のゲート痕１５ａとの間の真中の径方向線２６に到達しない程度の位置まで延びている。その結果、この第２周方向溝２７は、図１の上下に延びる径方向線（中心線）２１ａに対して左右対称の形状になっている。

なお、第１周方向溝２３，２３及び第２周方向溝２７は、後述する射出成形金型１６の充填バランス調整手段に対応するものであり、ウェブ４を部分的に薄くする肉抜き部である。

（射出成形歯車の射出成形金型）
図４は、図１乃至図３に示した射出成形歯車１を成形するための射出成形金型１６の構造を模式的に示す断面図であり、キャビティ１７の形状が図２に示す射出成形歯車１の断面形状に対応する図である。また、図５は、図４のＢ−Ｂ線に沿って切断して示すキャビティ１７の形状を示す図である。

図４乃至図５に示すように、射出成形金型１６は、第１金型２８，第２金型３０及び軸型３１を備えており、第１金型２８と第２金型３０の型合わせ面側にキャビティ１７が形成されている。キャビティ１７は、図１乃至図３の射出成形歯車１の形状に対応する空間であり、第１歯車部２を形作るための第１キャビティ部分３２と、第２歯車部３を形作るための第２キャビティ部分３３とを有しており、ウェブ４の第１乃至第３のゲート痕１５ａ〜１５ｃに対応する第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃが第１キャビティ部分３２に開口するようになっている。なお、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃは、第１キャビティ部分３２に開口する部分の形状が同一である。

第１キャビティ部分３２には、射出成形歯車１の一対の第１周方向溝２３，２３に対応するように第１金型２８に形成された一対の第１突起部３４，３４が出っ張っている。この一対の第１突起部３４，３４は、第１のゲート痕１５ａに対応する第１のゲート１８ａの両側に離れて配置されており、第１キャビティ部分３２の空間を狭めている。

また、第１キャビティ部分３２には、射出成形歯車１の第２周方向溝２７に対応するように第１金型２８に形成された第２突起部３５が出っ張っている。この第２突起部３５は、第２及び第３のゲート痕１５ｂ，１５ｃに対応する第２及び第３のゲート１８ｂ，１８ｃの径方向内側に僅かに離れて配置されており、第１キャビティ部分３２の空間を狭めている。

第１キャビティ部分３２及び第２キャビティ部分３３には、射出成形歯車１の軸穴１２を形成するための軸型３１が配置されている。この軸型３１は、第１金型２８又は第２金型３０で支持され、キャビティ１７を貫通している。

図６は、キャビティ１７内の溶融樹脂の流動状態を模式的に示す図である。なお、図４乃至図５の射出成形金型１６を使用した射出成形歯車１の成形は、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃからキャビティ１７内に同量の溶融樹脂が同時に射出されるようになっている。

この図６（ａ）に示すように、第１のゲート１８ａからキャビティ１７内に射出された溶融樹脂３６は、一対の第１突起部３４，３４によって円２０に沿った周方向への流動が妨げられ、径方向線２１ａに沿った流動が促進されることにより、径方向線２１ａに沿った方向が長軸となる楕円形状となって流動する。また、第２及び第３のゲート１８ｂ，１８ｃからキャビティ１７内に射出された溶融樹脂３７，３８は、第２突起部３５によって径方向内方への流動が妨げられる結果、径方向線２１ｂ，２１ｃに沿った方向が短軸となる楕円形状となって流動する。このように、第１突起部３４，３４及び第２突起部３５は、溶融樹脂３６〜３８の流れを規制して、第１キャビティ部分３２及び第２キャビティ部分３３への溶融樹脂の充填バランスを整える充填バランス調整手段として機能する。

このように、第１突起部３４，３４及び第２突起部３５によって溶融樹脂３６〜３８の流動が規制される結果、図６（ｂ）に示すように、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃから射出された溶融樹脂３６〜３８が軸型（射出成形歯車１の軸穴１２に対応する部分）３１に同時に到達する。

その後、溶融樹脂３６〜３８は、第１キャビティ部分３２にさらに充填されると共に、第２キャビティ部分３３にも充填されていく。

この際、第１キャビティ部分３２において、第１のゲート１８ａと第２のゲート１８ｂから射出された溶融樹脂が両ゲート１８ａ，１８ｂ間の中間位置で合流して、キャビティ１７の中心４０（射出成形歯車１の回転中心８に対応する位置）から半径方向外方へ向かって延びる径方向線２５に沿ってウェルドライン４１（径方向ウェルドライン）が形成される（図１及び図３参照）。また、第１キャビティ部分３２において、第１のゲート１８ａと第３のゲート１８ｃから射出された溶融樹脂が両ゲート１８ａ，１８ｃ間の中間位置で合流して、キャビティ１７の中心４０（射出成形歯車１の回転中心８に対応する位置）から半径方向外方へ向かって延びる径方向線２６に沿ってウェルドライン（径方向ウェルドライン）４２が形成される（図１及び図３参照）。また、第１キャビティ部分３２において、第２のゲート１８ｂと第３のゲート１８ｃから射出された溶融樹脂が両ゲート１８ｂ，１８ｃ間の中間位置で合流して、キャビティ１７の中心４０（射出成形歯車１の回転中心８に対応する位置）から半径方向外方へ向かって延びる径方向線（中心線）２１ａに沿ってウェルドライン（径方向ウェルドライン）４３が形成される（図１及び図３参照）。

また、第１キャビティ部分３２において、第１のゲート１８ａと第２のゲート１８ｂの中間で合流した溶融樹脂、第１のゲート１８ｓと第３のゲート１８ｃの中間で合流した溶融樹脂、及び第２のゲート１８ｂと第３のゲート１８ｃの中間で合流した溶融樹脂は、第２キャビティ部分３３を均等に流動し、各径方向ウェルドライン４１〜４３から分岐して第２キャビティ部分３３の軸芯１０に沿って延びる軸方向ウェルドライン４４を形成する（図６（ｃ）〜（ｄ）参照）。その結果、第２歯車部３は、第１乃至第３の各ゲート１８ａ〜１８ｃ間の真中に位置する歯１１の歯先４５（歯厚方向の中心部）から歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドライン４４が形成される（図６（ｄ）参照）。

（本実施形態の効果）
本実施の形態に係る射出成形金型１６を使用して成形された射出成形歯車１は、第１歯車部２に比較して大きなトルクを伝達することになる第２歯車部３において、歯１１の歯先４５から歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドライン４４が形成され、大きな応力が作用する歯１１の歯元にウェルドラインが位置することがないため、ウェルドラインに起因する歯１１の強度低下を抑えることができ、第１従来例よりも歯１１の強度が大きくなる。

また、本実施形態に係る射出成形金型１６を使用して成形された射出成形歯車１は、３個のゲート（ピンポイントゲート）１８ａ〜１８ｃによって射出成形されたものであり、リング状ゲートを使用して射出成形される第２従来例に比較し、無駄にする樹脂材料が少なくなり、樹脂材料の利用効率が向上するため、製造コストを低減でき、製品価格が低廉化する。

（第１実施形態の変形例）
本発明に係る射出成形歯車１は、上記実施形態に限られず、第１歯車部２及び第２歯車部３の外径形状に応じ、第１周方向溝２３，２３と第２周方向溝２７の大きさや形状を適宜変更して、上記実施形態と同様の効果を得るようにしてもよい。

また、本発明に係る射出成形金型１６は、上記実施形態に限られず、第２金型３０側に第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃを形成するようにしてもよい。

［第２実施形態］
図７乃至図９は、第１実施形態に係る射出成形歯車１における第１周方向溝２３，２３及び第２周方向溝２７が形成されていない射出成形歯車５０であって、図４及び図５に示した射出成形金型１６における第１突起部３４，３４及び第２突起部３５が形成されていない射出成形金型（図示せず）を使用して成形された射出成形歯車５０を示すものであり、本発明の第２実施形態としての射出成形歯車５０を示すものである。このうち、図７は射出成形歯車５０の正面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図であり、図９は射出成形歯車５０の背面図である。なお、図７乃至図９に示す射出成形歯車５０は、射出成形歯車１の第１周方向溝２３，２３及び第２周方向溝２７が形成されていない点を除き、他の外観形状が図１乃至図３に示した第１実施形態の射出成形歯車１と同一である。

このような本実施形態に係る射出成形歯車５０を成形する射出成形金型は、第１実施形態に係る射出成形金型１６における充填バランス調整手段としての第１突起部３４，３４及び第２突起部３５が形成されていないため、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃからキャビティ５１内に射出された溶融樹脂５２〜５４がそれぞれ円形に広がっていき（図１０（ａ）参照）、第２及び第３のゲート１８ｂ，１８ｃから射出された溶融樹脂５３，５４が第１のゲート１８ａから射出された溶融樹脂５２よりも先に軸型３１に到達する（図１０（ｂ）参照）。そして、第２及び第３のゲート１８ｂ，１８ｃ側から第２キャビティ部分３３に充填される溶融樹脂の量が第１のゲート１８ａ側から第２キャビティ部分３３に充填される溶融樹脂の量よりも多くなり、第２キャビティ部分３３に充填される溶融樹脂の充填バランスが第１実施形態の場合に比較して悪くなる（図１０（ｃ）参照）。その結果、第２キャビティ部分３３において、図１０（ｄ）に示すように、軸芯１０に対して僅かに斜めに傾いたウェルドライン５５が形成されるものの、ウェルドライン５５は歯先５８を歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインとして歯先面内に形成される。なお、本実施形態において、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃの開口面積を異ならせて射出量を調整したり、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃの開口位置を径方向にずらす等の工夫をすることにより、第２キャビティ部分３３への溶融樹脂の充填バランスを改善すれば、第２キャビティ部分３３への溶融樹脂の充填バランスを第１実施形態と同様にすることができる。

なお、上記各実施形態において、第２歯車部（３，５６）の歯（１１，５７）の数は、第１乃至第３のゲート１８ａ〜１８ｃの形成位置を第２歯車部（３，５６）の歯（１１，５７）の位置を考慮して決定し、隣り合うゲート間の周方向真中に歯（１１，５７）の歯厚方向中心が位置するようになっていれば、３で割り切れない奇数に限られず、３で割り切れない偶数でも良い。

本発明は、第１歯車部と第２歯車部からなる射出成形歯車及びその射出成形金型に限られず、円板状部を歯車以外のＶベルト，平ベルト，歯付きベルトが巻き掛けられるプーリ又は単なる円板等にするか、軸状部を歯車の歯以外の歯を形成して歯付きベルト用プーリやスプロケットにした回転伝達手段（少なくとも軸状部の外周に３で割り切れない奇数の歯が形成された回転伝達手段）及びその射出成形金型に適用できる。

本発明の第１実施形態に係る射出成形歯車の正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す射出成形歯車の断面図である。 本発明の第１実施形態に係る射出成形歯車の背面図である。 図１乃至図３に示した射出成形歯車を成形するための射出成形金型の構造を模式的に示す断面図である。 図４のＢ−Ｂ線に沿って切断して示すキャビティの形状を示す図である。 図４乃至図５の射出成形金型におけるキャビティ内の溶融樹脂の流動状態を模式的に示す図である。図６（ａ）は第１段階における溶融樹脂の流動状態を示す図、図６（ｂ）は図６（ａ）よりも更に溶融樹脂の充填が進んだ状態における溶融樹脂の流動状態を示す図、図６（ｃ）は第２キャビティ内の途中まで溶融樹脂が充填された状態を示す図、図６（ｄ）は図３のＣ方向から見た第２歯車部の一部拡大図である。 本発明の第２実施形態としての射出成形歯車の正面図である。 図７のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す射出成形歯車の断面図である。 本発明の第２実施形態としての射出成形歯車の背面図である。 本発明の第２実施形態としての射出成形歯車を射出成形する場合のキャビティ内における溶融樹脂の流動状態を模式的に示す図である。図１０（ａ）は第１段階における溶融樹脂の流動状態を示す図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）よりも更に溶融樹脂の充填が進んだ状態における溶融樹脂の流動状態を示す図、図１０（ｃ）は第２歯車部に対応するキャビティ内の途中まで溶融樹脂が充填された状態を示す図、図１０（ｄ）は図９のＥ方向から見た第２歯車部の一部拡大図である。 第１従来例に係る射出成形歯車の正面図である。 第２従来例に係る射出成形歯車の断面図である。

符号の説明

１，５０……射出成形歯車（回転伝達手段）、２……第１歯車部（円板状部）、３，５６……第２歯車部（軸状部）、８……回転中心、１１，５７……歯、１５ａ〜１５ｂ……ゲート痕（ピンポイントゲートの切り離し痕）、１６……射出成形金型、１７……キャビティ、１８ａ〜１８ｃ……ゲート（ピンポイントゲート）、２１ａ〜２１ｃ……径方向線、２３……第１周方向溝（肉抜き部）、２７……第２周方向溝（肉抜き部）、３４……第１突起部（充填バランス調整手段）、３５……第２突起部（充填バランス調整手段）、４１〜４３……径方向ウェルドライン、４４……軸方向ウェルドライン、４５，５８……歯先、５５……ウェルドライン（軸方向ウェルドライン）

Claims (5)

1. 射出成形金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することにより、（１）回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、（２）前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とが形成されると共に、（３）前記軸状部の外周側に３で割り切れない数の歯が形成され、
   前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段において、
   前記円板状部のうちで、前記軸状部よりも径方向外方側に位置する前記円板状部には、前記キャビティに開口する３個のピンポイントゲートの切り離し痕が前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で位置しており、
   前記３個のピンポイントゲートの切り離し痕のうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕は、該隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕のそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕以外の前記ピンポイントゲートの切り離し痕との間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように位置しており、
   前記軸状部の前記歯であって、前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の前記周方向真中に位置する歯には、その歯先を歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインが形成された、
   ことを特徴とする回転伝達手段。
2. 前記円板状部は、（１）前記３個のピンポイントゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が前記キャビティ内の前記軸状部に対応する部分に均等に充填されるように、前記溶融樹脂の流れを規制する前記キャビティ内の充填バランス調整手段である肉抜き部が設けられ、（２）前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の前記周方向真中に位置する歯の歯先から回転中心に向かって延び、且つ、前記歯の歯先から径方向外方へ向かって延びる径方向ウェルドラインが形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の回転伝達手段。
3. 射出成形金型のキャビティ内に溶融樹脂を射出することにより、（１）回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、（２）前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とが形成されると共に、（３）前記軸状部の外周側に３で割り切れない奇数の歯が形成され、
   前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段において、
   前記円板状部のうちで、前記軸状部よりも径方向外方側に位置する前記円板状部には、前記キャビティに開口する３個のピンポイントゲートの切り離し痕が前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で位置しており、
   前記３個のピンポイントゲートの切り離し痕は、それぞれ前記回転中心から延びて前記歯の歯底を通る径方向線上に位置し、且つ、隣り合う前記ピンポイントゲートの切り離し痕間に奇数の前記歯が位置するようになっており、
   前記３個のピンポイントゲートの切り離し痕のうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕は、該隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕のそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲートの切り離し痕以外の前記ピンポイントゲートの切り離し痕との間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように位置しており、
   前記円板状部は、（１）前記３個のピンポイントゲートから前記キャビティ内に射出された前記溶融樹脂が前記キャビティ内の前記軸状部に対応する部分に均等に充填されるように、前記溶融樹脂の流れを規制する前記キャビティ内の充填バランス調整手段に対応する肉抜き部が設けられ、（２）前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の真中に位置する歯の歯先から回転中心に向かって延び、且つ、前記歯の歯先から径方向外方へ向かって延びる径方向ウェルドラインが形成され、
   前記軸状部の前記歯であって、前記隣り合うピンポイントゲートの切り離し痕間の真中に位置する歯には、その歯先を歯幅方向に沿って延びる軸方向ウェルドラインが形成された、
   ことを特徴とする回転伝達手段。
4. 回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とを有し、前記軸状部の外周側に３で割り切れない数の歯が形成され、前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段の射出成形金型において、
   前記円板状部を形作るための第１キャビティ部分と、前記軸状部を形作るための第２キャビティ部分とを有し、
   前記第１キャビティ部分のうちで、前記第２キャビティ部分よりも径方向外方側に位置する前記第１キャビティ部分には、３個のピンポイントゲートが前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で開口するように配置されており、
   前記３個のピンポイントゲートのうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートは、該隣り合う一対のピンポイントゲートのそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲート以外の前記ピンポイントゲートとの間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように配置されており、
   前記第１キャビティ部分は、前記３個のピンポイントゲートから射出された溶融樹脂を前記第２キャビティ部分に均等に充填させるように、前記溶融樹脂の充填速度を調整する充填バランス調整手段が設けられた、
   ことを特徴とする回転伝達手段の射出成形金型。
5. 回転中心の回りに回転できるようになっている円板状部と、前記円板状部よりも小径で、且つ、前記円板状部の一方の側面から前記円板状部の前記回転中心と同心となるように突出する軸状部とを有し、前記軸状部の外周側に３で割り切れない奇数の歯が形成され、前記歯を介して回転が伝達される回転伝達手段の射出成形金型において、
   前記円板状部を形作るための第１キャビティ部分と、前記軸状部を形作るための第２キャビティ部分とを有し、
   前記第１キャビティ部分のうちで、前記第２キャビティ部分よりも径方向外方側に位置する前記第１キャビティ部分には、３個のピンポイントゲートが前記回転中心と同心に周方向に沿って所定の間隔で開口するように配置されており、
   前記３個のピンポイントゲートは、それぞれ前記回転中心から延びて前記歯の歯底を通る径方向線上に配置され、且つ、隣り合う前記ピンポイントゲート間に奇数の前記歯が位置するように配置され、
   前記３個のピンポイントゲートのうちで、隣り合う一対のピンポイントゲートは、該隣り合う一対のピンポイントゲートのそれぞれと前記隣り合う一対のピンポイントゲート以外の前記ピンポイントゲートとの間の周方向間隔よりも短い周方向間隔となるように配置されており、
   前記第１キャビティ部分は、前記３個のピンポイントゲートから射出された溶融樹脂を前記第２キャビティ部分に均等に充填させるように、前記溶融樹脂の充填速度を調整する充填バランス調整手段が設けられた、
   ことを特徴とする回転伝達手段の射出成形金型。

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