JP2020143733A - Resinous gear and multi-layer molding method of gear - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外歯が設けられたリング部とリング部の一端側に一体となったディスク部とを有する樹脂製歯車およびその多層成形方法に関する。 The present invention relates to a resin gear having a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated on one end side of the ring portion, and a multi-layer molding method thereof.
外周面に歯部が設けられた外歯車には、平歯車、はすば歯車、ねじ歯車等がある。平歯車は、歯筋が回転軸に平行な歯車であり、はすば歯車は歯筋が回転軸に対して円周方向に斜め向きとなった歯車である。ねじ歯車はねじ形状の歯面が設けられ、食い違い軸の間で動力を伝達するために使用される歯車である。 External gears provided with teeth on the outer peripheral surface include spur gears, helical gears, screw gears, and the like. A spur gear is a gear in which the tooth muscle is parallel to the rotation axis, and a helical gear is a gear in which the tooth muscle is obliquely oriented in the circumferential direction with respect to the rotation axis. A screw gear is a gear that is provided with a screw-shaped tooth surface and is used to transmit power between staggered shafts.
このような外歯車を、歯部が形成される外郭部を樹脂により成形する工程と、外郭部の内部に配置される内部を樹脂により成形する工程とを有する二回成形法により成形するようにした合成樹脂成形品が、特許文献1に記載されている。二回成形法には、内部を成形した後に外郭部を成形して外郭部を内部に接合する形態と、外郭部を成形した後に内部を成形して内部を外郭部に接合する形態とがある。特許文献1においては、外郭部を成形した後に内部を成形するために、1つの成形型で外郭部と内部とを引き続いて成形するようにしている。
Such an outer gear is molded by a double molding method having a step of molding the outer shell portion on which the tooth portion is formed with resin and a step of molding the inner portion arranged inside the outer shell portion with resin. The synthetic resin molded product obtained is described in
特許文献2は、歯形部の表層部となる周縁部と、その内側に配置される本体部とからなる樹脂製歯車を開示している。この歯車は、金属製または樹脂製のボス部つまりカラーをインサート部材として一次成形用の射出成形金型により本体部を成形する工程と、カラーが一体となった本体部をインサート部材として、二次成形用の射出成形金型により周縁部を成形する工程とにより成形される。
特許文献1に記載されるように、内部の平坦な外周面と外郭部の平坦な内周面とを接合させるようにした樹脂製歯車では、内部と外郭部との間における回転方向の外力に対する強度を高めることができない。これに対し、特許文献2に記載されるように、本体部の外周部に設けられた歯芯部を、周縁部の歯形部の内部に配置させるようにすると、歯芯部が歯形部に入り込んで成形されるので、本体部と周縁部との間における回転方向の強度を高めることができる。
As described in
しかしながら、特許文献2においては、ボス部を金属または樹脂により予め製造し、この製造工程に加えて、ボス部をインサート部材として本体部を成形する工程と、カラーが一対となった本体部をインサート部材として周縁部を成形する工程とにより歯車を製造するようにしており、製造工程が多くなる。さらに、本体部とボス部は円筒形状の面で接触しているのみであり、回転方向の外力に対する強度を高めることができない。
However, in
本発明の目的は、高精度の樹脂製歯車を効率的に製造し得るようにすることにある。 An object of the present invention is to enable efficient production of high-precision resin gears.
本発明の樹脂製歯車は、外歯が設けられるリング部と、当該リング部の一端部に一体のディスク部とからなる樹脂製歯車であって、歯形部が設けられる外側リング部と、前記外側リング部の一端部に一体となる外側ディスク部とを備える外側部材と、前記歯形部に向けて径方向外方に突出する突起が設けられ前記外側リング部の径方向内側に接合される内側リング部と、前記内側リング部の一端部に一体となり径方向中心部にボス部が一体に設けられて前記外側ディスク部の内面に接合される内側ディスク部とを備える内側部材と、を有し、前記リング部は、前記外側リング部と前記内側リング部とにより形成され、前記ディスク部は前記外側ディスク部と前記内側ディスク部とにより形成される。 The resin gear of the present invention is a resin gear including a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated with one end of the ring portion, and is an outer ring portion provided with a tooth profile portion and the outer side. An outer member having an outer disk portion integrated with one end of the ring portion, and an inner ring provided with a protrusion protruding radially outward toward the tooth profile portion and joined to the radial inside of the outer ring portion. It has an inner member having a portion and an inner disc portion integrated with one end of the inner ring portion and integrally provided with a boss portion at a radial center portion and joined to the inner surface of the outer disk portion. The ring portion is formed by the outer ring portion and the inner ring portion, and the disc portion is formed by the outer disc portion and the inner disc portion.
本発明の樹脂製歯車の多層成形方法は、外歯が設けられるリング部と、当該リング部の一端部に一体のディスク部とからなる樹脂製歯車の多層成形方法であって、径方向外方に突出する突起が設けられる内側リング部と、前記内側リング部の一端部に一体となり径方向中心部にボス部が一体に設けられる内側ディスク部とを備える内側部材を成形する一次成形工程と、前記突起に対応させて歯形部が設けられ前記内側リング部の径方向外側に配置される外側リング部と、前記外側リング部の一端部に一体となり前記内側ディスク部に接合される外側ディスク部とを備える外側部材を成形する二次成形工程と、を有する。 The multi-layer molding method for a resin gear of the present invention is a multi-layer molding method for a resin gear including a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated with one end of the ring portion, and is a radial outer multi-layer molding method. A primary molding step of molding an inner member including an inner ring portion provided with a protrusion protruding from the inner ring portion and an inner disc portion integrated with one end portion of the inner ring portion and integrally provided with a boss portion at a radial center portion. An outer ring portion provided with a tooth profile portion corresponding to the protrusion and arranged radially outward of the inner ring portion, and an outer disc portion integrated with one end of the outer ring portion and joined to the inner disc portion. It has a secondary molding step of molding an outer member comprising.
本発明の樹脂製歯車の多層成形方法は、外歯が設けられるリング部と、当該リング部の一端部に一体のディスク部とからなる樹脂製歯車の多層成形方法であって、歯形部が設けられる外側リング部と、前記外側リング部の一端部に一体となる外側ディスク部とを備える外側部材を成形する一次成形工程と、前記歯形部に向けて径方向外方に突出する突起が設けられ前記外側リング部の径方向内側に接合される内側リング部と、前記内側リング部の一端部に一体となり径方向中心部にボス部が一体に設けられて前記外側ディスク部の内面に接合される内側ディスク部とを備える内側部材とを備える内側部材を成形する二次成形工程と、を有する。 The multi-layer molding method for a resin gear of the present invention is a multi-layer molding method for a resin gear including a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated with one end of the ring portion, and the tooth profile portion is provided. A primary molding step of molding an outer member including an outer ring portion to be formed and an outer disc portion integrated with one end of the outer ring portion, and a protrusion protruding outward in the radial direction toward the tooth profile portion are provided. The inner ring portion to be joined radially inside the outer ring portion and the boss portion integrally provided at one end of the inner ring portion and integrally provided at the radial center portion are joined to the inner surface of the outer disc portion. It has a secondary molding step of molding an inner member including an inner member including an inner disk portion.
樹脂製歯車のリング部は、外側部材の外側リング部と内側部材の内側リング部とを備えており、外側リング部と内側リング部は接合されるので、ボス部と外歯との間の回転方向の外力に対する強度が高められる。また、外側リング部の円周方向に沿う方向の厚みを均等肉厚であり、外歯の歯面が高精度となった樹脂製歯車が得られる。 The ring portion of the resin gear includes an outer ring portion of the outer member and an inner ring portion of the inner member, and since the outer ring portion and the inner ring portion are joined, the rotation between the boss portion and the outer teeth The strength against external force in the direction is increased. Further, it is possible to obtain a resin gear in which the thickness of the outer ring portion in the direction along the circumferential direction is uniform and the tooth surface of the outer tooth is highly accurate.
樹脂製歯車の多層成形方法とは、内側部材を一次成形し、内側部材を成形金型に配置して外側部材を二次成形する形態と、外側部材を一次成形し、外側部材を成形金型に配置して内側部材を二次成形する形態とがあり、いずれも、外側リング部と内側リング部は二次成形により接合されるので、ボス部と外歯との間の回転方向の外力に対する強度が高められる。外歯の歯面が高精度となった樹脂製歯車を成形することができる。 The multi-layer molding method for resin gears includes a form in which the inner member is primarily molded and the inner member is placed in a molding die to secondarily mold the outer member, and the outer member is primarily molded and the outer member is molded in a molding die. In both cases, the outer ring portion and the inner ring portion are joined by the secondary molding, so that the outer ring portion and the inner ring portion are joined by the secondary molding, so that the external force in the rotational direction between the boss portion and the outer tooth is applied. The strength is increased. It is possible to mold a resin gear having a highly accurate outer tooth surface.
外側部材を二次成形する形態においては、一次成形された内側部材が熱収縮変形した後に、外側部材を二次成形すると、二次成形された外側部材の冷却収縮量を大幅に低減させることができ、外歯の歯面精度が高精度となった樹脂製歯車を製造することができる。 In the form of secondary molding of the outer member, if the outer member is secondary molded after the primary molded inner member is thermally contracted and deformed, the amount of cooling shrinkage of the secondary molded outer member can be significantly reduced. It is possible to manufacture a resin gear having a high degree of tooth surface accuracy of the external teeth.
内側部材を二次成形する形態においては、一次成形された外側部材が熱収縮変形を起こす前に、内側部材を二次成形すると、内側部材を成形するための溶融樹脂が外側リング部を内側から径方向外方に押し付けるので、外歯の歯面精度を高めることができ、外歯の歯面精度が高精度となった樹脂製歯車を製造することができる。 In the form of secondary molding of the inner member, if the inner member is secondary molded before the primary molded outer member undergoes heat shrinkage deformation, the molten resin for molding the inner member presses the outer ring portion from the inside. Since the gears are pressed outward in the radial direction, the tooth surface accuracy of the external teeth can be improved, and a resin gear having a high tooth surface accuracy of the external teeth can be manufactured.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図1および図2に示される樹脂製歯車10は、リング部11とこのリング部11の軸方向一端部に一体となったディスク部12とからなり、リング部11の外周部には外歯13が設けられている。樹脂製歯車10は、外側部材14と内側部材21とを有し、外側部材14は、複数の歯形部15が設けられる外側リング部16と、外側リング部16の軸方向一端部に一体となった外側ディスク部17とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The
一方、内側部材21は、それぞれの歯形部15に向けて径方向外方に突出する複数の突起22が円周方向に一定間隔に設けられた内側リング部23と、内側リング部23の軸方向一端部に一体となった内側ディスク部24とを備え、内側ディスク部24の径方向中心部にはボス部25が一体に設けられている。ボス部25には取付孔25aが設けられ、外側ディスク部17にも取付孔25aが形成されている。取付孔25aには、図示しないシャフトが取り付けられる。外側部材14と内側部材21の一方のみを樹脂成形した後に、他方を樹脂成形するときには、他方は金型のキャビティ内に配置した状態でインサート成形される。これにより、内側リング部23は外側リング部16の径方向内側に接合され、内側ディスク部24は外側ディスク部17の内面に接合される。
On the other hand, the
突起22は横断面形状が三角形の鋸歯状であり、径方向外方に鋭角となって突出しており、円周方向両側の側面の径方向寸法は同じである。それぞれの突起22の尖端部22aは歯形部15の円周方向の中心つまり幅方向の中心に位置している。外側リング部16の内周面には、突起22の間の溝に入り込む噛み合い突起19が設けられている。したがって、外側リング部16と内側リング部23は凹凸部が噛み合っている。
The
外側部材14の外側リング部16には、複数の歯形部15が円周方向に間隔を隔てて設けられており、隣り合う歯形部15の間には歯溝部18が形成されている。複数の歯形部15と歯溝部18とにより外歯13が形成される。図示するように、樹脂製歯車10は、回転中心軸をOとすると、歯形部15の歯筋が回転中心軸Oに対して円周方向に傾斜しており、はすば歯車である。はすば歯車の歯形部15に対応させて突起22も尖端部22aが回転中心軸Oに対して円周方向に傾斜している。したがって、突起22の尖端部22aは、軸方向に沿う全幅において歯形部15の円周方向の中央部に位置している。
A plurality of
図1に示されるように、内側リング部23の内周面からボス部25に向けて径方向に延びる複数の補強リブ26が内側部材21に設けられている。それぞれの補強リブ26は、径方向内方部27と、径方向内方部27から円周方向に分岐されて内側リング部23の内周面に連なる分岐部27aとを有し、内側ディスク部24に一体となっており、円周方向に等間隔を隔てて3つ設けられている。このように、内側ディスク部24に複数の補強リブ26を設けると、内側ディスク部24の強度を高めることができる。
As shown in FIG. 1, a plurality of reinforcing
補強リブ26とボス部25との間にはスペース28が設けられている。このように、スペース28を設けてボス部25と補強リブ26とを遮断すると、内側部材21を樹脂成形したときに、補強リブ26が径方向に熱収縮しても、その熱収縮が内側リング部23の真円度に影響を与えることがなく、高精度の樹脂製歯車10を成形することができる。さらに、樹脂製歯車10を使用するときに、スペース28に部材を配置することができる。
A
内側ディスク部24が外側ディスク部17に接合され、内側リング部23の外周部の突起22が外側リング部16の内周部に噛み合うので、外側部材14と内側部材21との接合強度が高められる。これにより、外歯13とボス部25との間における回転方向の外力に対する強度が高められる。ただし、補強リブ26が設けられておらず、内側ディスク部24と内側リング部23とボス部25とを有する内側部材21を備えた樹脂製歯車10としても良く、補強リブ26がボス部25と内側リング部23との間につらなった内側部材21を備えた樹脂製歯車10としても良い。
Since the
図1に示されるように、突起22の回転中心軸Oから先端までの半径をR1とし、歯溝部18の歯底の半径をR2とすると、内側リング半径R1は歯底半径R2とほぼ同じか、僅かに小さく設定されている。このように、内側リング半径R1は、突起22が歯形部15の内部にまで入り込まない長さである。したがって、円周方向に沿ってジグザクとなった外側リング部16の厚みを円周方向において均一に設定することができる。つまり、歯形部15と、隣り合う歯形部15に連なる噛み合い突起19との厚みを均等肉厚とすることができる。これにより、外側部材14を樹脂成形したときに、樹脂の熱収縮時における外側リング部16の真円度に影響を与えることがなく、高精度の樹脂製歯車10を成形することができる。
As shown in FIG. 1, if the radius from the rotation center axis O of the
さらに、樹脂製歯車10のように、突起22を歯形部15の内部に入り込ませると、歯形部15と突起22との間の寸法が小さくなり、樹脂成形時に溶融樹脂が歯形部15のキャビティ内に流入し難くなる。これに対し、突起22は歯形部15内に入り込んでいないので、樹脂成形時に歯形部15のキャビティに溶融樹脂を確実に充填することができ、歯形部15の歯面形状を高精度に成形することができるとともに、樹脂製歯車10の製造歩留まりを高めることができる。
Further, when the
次に、上述した樹脂製歯車10の多層成形方法について説明する。図7〜図9は一実施の形態である成形金型30aを示す。この成形金型30aにおいては、図3および図4に示される内側部材21を一次成形し、図5および図6に示される外側部材14を、金型に内側部材21を配置した状態で二次成形する。インサート成形である二次成形により外側部材14と内側部材21とが接合される。
Next, the method for forming the above-mentioned
成形金型30aは、固定金型31とこれに対して矢印で示すように接近離反移動自在の可動金型32とを有し、可動金型32の型合わせ面32aは固定金型31の型合わせ面31aに突き当てられる。図7においては、図1および図2に示された樹脂製歯車の向きに合わせて、便宜的に可動金型32が上下方向に移動するように示されているが、成形金型30aは水平方向に据え付けられ、据え付けられた状態のもとでは、可動金型32は水平方向に移動する。したがって、成形金型30aは、図7において紙面に垂直の方向を中心として90度回転された状態で据え付けられる。
The molding die 30a has a fixed
固定金型31は、基端部側の取付板33と、ランナープレート34aおよび受け板34bを介して取り付けられる固定型板35とを備えており、固定型板35には内側部材21を成形する固定成形型36と、外側部材14を成形する固定成形型37とが隣り合って取り付けられている。それぞれの固定成形型36、37には、成形リング38、39が取り付けられている。固定型板35の前面は、上述した固定金型31の型合わせ面31aを構成している。
The fixed
可動金型32は、基端部側の取付板41と、連結ブロック42aと連結板42bとを介して取付板41に取り付けられる可動型板43とを備えている。可動型板43には成形リング38に突き当てられるアンカーリング44が取り付けられており、アンカーリング44には可動型板43に固定されたガイドリング45が突き当てられている。エジェクターリング46が固定成形型36に対向してガイドリング45の内部に軸方向に移動自在に装着され、エジェクターリング46の内部には成形ピン47が配置されている。
The
アンカーリング44、エジェクターリング46および成形ピン47は、可動成形型48を構成しており、可動成形型48と固定成形型36とにより、図10(A)に示されるように、内側部材21の形状に対応したキャビティ50が形成される。外部からキャビティ50に溶融樹脂を注入するために、固定金型31には樹脂を案内するランナー49が3つ形成されている。ランナー49はキャビティ50のうち、内側部材21の内側ディスク部24の径方向中心部に開口している。図7には、1つのランナー49が示されており、ランナー49の開口部は栓部材49aにより閉じられた状態となって示されている。
The
可動型板43には、成形リング39に突き当てられるギヤリング51が取り付けられており、ギヤリング51には可動型板43に固定されたガイドリング52が突き当てられている。エジェクターリング53が固定成形型37に対向してガイドリング52の内部に軸方向に移動自在に装着されている。エジェクターリング53には、ボス部25を成形するための成形ピン57が設けられている。
A
ギヤリング51およびエジェクターリング53は、可動成形型54を構成しており、可動成形型54と固定成形型37とにより、図11(A)に示されるように、外側部材14の形状に対応したキャビティ55が形成される。外部からキャビティ55に溶融樹脂を注入するために、固定金型31には樹脂を案内するランナー56が8つ形成されている。ランナー56はキャビティ55のうち、外側部材14の外側ディスク部17の径方向中心部に開口している。図7には、2つのランナー56が示されており、ランナー56の開口部は栓部材により閉じられた状態となって示されている。
The
成形金型30aにおいては、内側部材21を成形するための可動成形型48と固定成形型36は、一次成形型を構成し、外側部材14を成形するための可動成形型54と固定成形型37は、二次成形型を構成しており、一次成形型と二次成形型とが成形金型30aに設けられている。このように、成形金型30aにおいては、一次成形用のキャビティ50に溶融樹脂を充填して内側部材21を成形した後に、成形された内側部材21を二次成形用のキャビティ55内に搬送し、キャビティ55に溶融樹脂を充填することにより、内側部材21とこれに一体化された外側部材14とからなる樹脂製歯車10が多層成形される。
In the molding die 30a, the
図7〜図9は、型合わせした状態の成形金型30aを示しており、可動金型32は図示しない駆動手段により水平方向に駆動される。固定金型31に対して可動金型32を接近移動させて、型合わせ面31aに型合わせ面32aを突き当てると、図7に示されるように、成形金型30aには一次形成用のキャビティ50と、二次成形用のキャビティ55とが形成される。外側部材14を二次成形するときには、キャビティ55には一次成形された内側部材21が表裏反転されて配置される。
7 to 9 show the molding dies 30a in a molded state, and the movable dies 32 are driven in the horizontal direction by a driving means (not shown). When the
一次成形用のキャビティ50に充填された溶融樹脂により成形された内側部材21と、二次成形用のキャビティ55に充填された溶融樹脂により内側部材21とこれに一体化された外側部材14とからなる樹脂製歯車10は、エジェクターリング46,53を駆動することによって成形金型30aから取り出される。エジェクターリング46、53を駆動するために、成形金型30aには図示しないエジェクタープレートが組み込まれている。
From the
上述した成形金型30においては、キャビティ50は、固定側の固定成形型36と可動側の可動成形型48とにより形成され、キャビティ55は、固定側の固定成形型37と可動側の可動成形型54とにより形成されているが、それぞれの可動成形型48、54を固定側とし、それぞれの固定成形型36、37を可動側としても良い。
In the molding die 30 described above, the
次に、図10および図11を参照しつつ、成形金型30aによる樹脂製歯車10の多層成形方法について説明する。
Next, a method of multi-layer molding of the
図10(A)に示されるように、可動金型32を固定金型31に突き合わせて型締めすることにより、内側部材21の形状に対応したキャビティ50が成形金型30aに形成される。この状態のもとで、図10(B)に示されるように、キャビティ50に溶融樹脂を射出注入することにより、一次成形工程が実行されて内側部材21が成形される。ランナー49はキャビティ50のうち内側ディスク部24の径方向中心部に開口しており、キャビティ50内に充填された溶融樹脂は、径方向外方に向けて放射状に拡散するようにキャビティ50内を流れて内側リング部23の部分にまで流れる。内側部材21は、図3および図4に示されるように、複数の突起22が設けられる内側リング部23と、内側リング部23の軸方向の一端部に一体となる内側ディスク部24とを有し、内側ディスク部24の径方向中心部にはボス部25が一体に成形され、3つの補強リブ26が内側リング部23と内側ディスク部24に一体に成形される。
As shown in FIG. 10A, the
可動金型32を固定金型31から離反させて型開きすることにより、内側部材21は成形金型30aから取り出される。内側部材21を成形時よりも低い温度に冷却すると、熱収縮により内側部材21は変形する。ただし、3つの補強リブ26は比較的容積が大きいが、補強リブ26とボス部25との間にはスペース28が設けられているので、補強リブ26の熱収縮に起因した内側部材21の変形量を少なくすることができる。
The
キャビティ55に溶融樹脂を射出注入して二次成形工程を実行するには、図11(A)に示されるように、一次成形工程において成形された内側部材21がキャビティ55内に配置される。このときには、内側部材21の表裏は反転されてキャビティ55内に配置される。図11(B)に示されるように、キャビティ55に溶融樹脂を射出注入することにより、外側部材14が成形されて外側部材14は内側部材21と一体となる。ランナー56はキャビティ55のうち外側ディスク部17の径方向中心部に開口しており、キャビティ55内に充填された溶融樹脂は、径方向外方に向けて放射状に拡散するようにキャビティ55内を流れて外側リング部16の部分にまで流れる。二次成形工程により、図1および図2に示されるように、外側リング部16は内側リング部23の径方向外側に配置されて一体となり、外側リング部16に一体となった外側ディスク部17は内側ディスク部24に接合される。
In order to perform the secondary molding step by injecting the molten resin into the
キャビティ55への溶融樹脂の注入は、内側部材21が冷却されて熱収縮変形した後、つまりヒケが発生した状態のもとで実行される。このように、冷却変形つまりヒケが発生した後に、外側部材14を成形すると、外側部材14のみの熱収縮変形のみであり、二次成形された外側部材の冷却収縮量を大幅に低減させることができ、外歯の歯面精度が高精度となった樹脂製歯車を製造することができ、樹脂製歯車10の真円度を大幅に向上させることができる。
The injection of the molten resin into the
内側部材21を成形した後に、内側部材21を冷却変形した後に二次側のキャビティ55内に内側部材21を配置するために、成形金型30aに隣接させて、図示しない冷却ステージを配置することが好ましい。この冷却ステージには、一次成形により成形された内側部材21が搬出されて、所定の温度まで冷却された後に、二次側のキャビティ55内に搬入される。
After molding the
冷却ステージから二次側のキャビティ55に内側部材21を搬入することにより、一次側のキャビティ50による内側部材21の成形と、二次側のキャビティ55による外側部材14の成形とを同時に行うことができる。
By carrying the
一次成形される内側部材21と二次形成される外側部材14とを同一の樹脂材料により成形しても良く、樹脂材料を内側部材21と外側部材14とで相違させるようにしても良い。相違させる場合には、歯面強度を高めるために、外側部材14の樹脂材料を内側部材21の樹脂材料よりも強度の高いものを使用することができる。
The
図12〜図14は他の実施の形態である成形金型30bを示す。この成形金型30bにおいては、成形金型30aと相違して、図5および図6に示される外側部材14を一次成形し、図3および図4に示される内側部材21を、成形金型30bに外側部材14を配置した状態で二次成形する。インサート成形である二次成形により外側部材14と内側部材21とが接合される。
12 to 14 show a
成形金型30bは、成形金型30aと基本構造は同一であり、固定金型31とこれに対して矢印で示すように接近離反移動自在の可動金型32とを有し、可動金型32の型合わせ面32aは固定金型31の型合わせ面31aに突き当てられる。図12においては、図7と同様に、可動金型32が上下方向に移動するように示されているが、成形金型30bが据え付けられた状態のもとでは、可動金型32は水平方向に移動する。
The
固定金型31は、基端部側の取付板33と、ランナープレート34aおよび受け板34bを介して取り付けられる固定型板35とを備えており、固定型板35には内側部材21を成形する固定成形型36と、外側部材14を成形する固定成形型37とが隣り合って取り付けられている。固定成形型36には固定側の成形リング38が取り付けられている。固定型板35の前面は、上述した固定金型31の型合わせ面31aである。
The fixed
可動金型32は、基端部側の取付板41と、連結ブロック42aと連結板42bとを介して取付板41に取り付けられる可動型板43と備えている。可動型板43には成形リング38に突き当てられる可動側の成形リング44aが取り付けられ、固定成形型36に対向して可動成形型46aが可動型板43に取り付けられている。可動成形型46aの内部には成形ピン47が配置されている。
The
成形リング44a、可動成形型46aおよび成形ピン47は、可動成形型48を構成しており、可動成形型48と固定成形型36とにより、図16(A)に示されるように、樹脂製歯車10の形状に対応したキャビティ50が形成される。外部からキャビティ50に溶融樹脂を注入するために、固定金型31には樹脂を案内するランナー49が3つ形成されている。ランナー49はキャビティ50のうち、内側部材21の内側ディスク部24の径方向中心部に開口している。
The forming
固定成形型37に突き当てられるギヤリング51aが可動型板43に取り付けられており、可動型板43には固定成形型37に対向して可動成形型53aが取り付けられている。ギヤリング51aおよび可動成形型53aは、可動成形型54を構成しており、可動成形型54と固定成形型37とにより、図11(A)に示されるように、外側部材14の形状に対応したキャビティ55が形成される。外部からキャビティ55に溶融樹脂を注入するために、固定金型31には樹脂を案内するランナー56が8つ形成されている。ランナー56はキャビティ55のうち、外側部材14の外側ディスク部17の径方向中心部に開口している。
A
成形金型30bにおいては、外側部材14を成形するための可動成形型54と固定成形型37は、二次成形型を構成し、内側部材21を成形するための可動成形型48と固定成形型36は、二次成形型を構成しており、成形金型30aと同様に、一次成形型と二次成形型とが成形金型30bに設けられている。このように、成形金型30bにおいては、一次成形用のキャビティ55に溶融樹脂を充填して外側部材14を成形した後に、成形された外側部材14を二次成形用のキャビティ50内に搬送し、キャビティ50に溶融樹脂を充填することにより、外側部材14とこれに一体化された内側部材21とからなる樹脂製歯車10が多層成形される。
In the
図12〜図14は、型合わせした状態の成形金型30bを示しており、可動金型32は図示しない駆動手段により水平方向に駆動される。固定金型31に対して可動金型32を接近移動させて、型合わせ面31aに型合わせ面32aを突き当てると、図12に示されるように、成形金型30bには一次形成用のキャビティ55と、二次成形用のキャビティ50とが形成される。
12 to 14 show the molding dies 30b in a molded state, and the movable dies 32 are driven in the horizontal direction by a driving means (not shown). When the
図12に示されるように、エジェクタープレート58が可動金型32に組み込まれており、エジェクタープレート58を駆動することにより、可動成形型46a、53aが駆動される。これにより、キャビティ55に充填された溶融樹脂により成形された外側部材14と、キャビティ50に充填された溶融樹脂により外側部材14と一体化された内側部材21とからなる樹脂製歯車10は、エジェクタープレート58によりエジェクターリングを駆動することによって、成形金型30bから取り出される。
As shown in FIG. 12, the
成形金型30bについても、キャビティ50は、固定側の固定成形型36と可動側の可動成形型48とにより形成され、キャビティ55は、固定側の固定成形型37と可動側の可動成形型54とにより形成されているが、それぞれの可動成形型48、54を固定側とし、それぞれの固定成形型36、37を可動側としても良い。
Regarding the
次に、図15および図16を参照しつつ、成形金型30bによる樹脂製歯車10の多層成形方法について説明する。
Next, a method for forming the
図15(A)に示されるように、可動金型32を固定金型31に突き合わせて型締めすることにより、外側部材14の形状に対応したキャビティ55が成形金型30bに形成される。この状態のもとで、図15(B)に示されるように、キャビティ55に溶融樹脂を射出注入することにより、一次成形工程が実行されて外側部材14が成形される。ランナー56はキャビティ55のうち外側ディスク部17の径方向中心部に開口しており、キャビティ55内に充填された溶融樹脂は、径方向外方に向けて放射状にキャビティ55内を流れて外側リング部16の部分にまで流れる。外側部材14は、図5および図6に示されるように、歯形部15が設けられる外側リング部16と、外側リング部16の軸方向の一端部に一体となる外側ディスク部17とを有している。
As shown in FIG. 15A, the
可動金型32を固定金型31から離反させて型開きすることにより、外側部材14は成形金型30bから取り出される。取り出された外側部材14が冷却固化する前に、速やかに外側部材14をキャビティ50に配置する。図16(A)は外側部材14をキャビティ50に配置した後に、可動金型32を固定金型31に接触させて型締めした状態を示す。
The
一次成形工程において成形されて冷却固化する前の外側部材14をキャビティ50内に配置した状態のもとで、キャビティ50に溶融樹脂を射出注入して二次成形工程を実行する。これにより、図16(B)に示されるように、内側部材21が成形されて内側部材21は外側部材14と一体となる。ランナー49はキャビティ50のうち内側ディスク部24の径方向中心部に開口しており、キャビティ50内に充填された溶融樹脂は、径方向外方に向けて放射状に拡散しながらキャビティ50内を流れて内側リング部23の部分にまで流れる。これにより、図1および図2に示されるように、外側リング部16は内側リング部23の径方向外側に配置されて一体となり、外側リング部16に一体となった外側ディスク部17は内側ディスク部24に接合される。
In the state where the
一次成形される外側部材14と二次形成される内側部材21とを同一の樹脂材料により成形しても良く、樹脂材料を外側部材14と内側部材21とで相違させるようにしても良い。相違させる場合には、歯面強度を高めるために、外側部材14の樹脂材料を内側部材21の樹脂材料よりも強度の高いものを使用することができる。
The primary-formed
二次成形工程により、冷却固化前の外側部材14の外側リング部16に射出注入された溶融樹脂の内側リング部23の部分が、外側リング部16を径方向外方に向け加圧する。これにより、外側リング部16の歯形部15の歯面形状は、金型に形成された歯面形状に正確に対応し、歯形部15の成形精度と真円度を高めることができる。
In the secondary molding step, the portion of the
上述した成形金型30a、30bは、いずれも一次成形型と二次成形型とが設けられているが、一次成形型と二次成形型とを分離させても良い。 The molding dies 30a and 30b described above are both provided with a primary molding die and a secondary molding die, but the primary molding die and the secondary molding die may be separated from each other.
図17は他の実施の形態である樹脂製歯車10aを示す平面図であり、図18は図17におけるE−E線断面図である。これらの図において、上述した部材と共通性を有する部材については同一の符号が付されている。
FIG. 17 is a plan view showing a
この樹脂製歯車10aは、樹脂製歯車10と同様に、外側部材14と内側部材21とを有している。外側部材14は複数の歯形部15が設けられる外側リング部16と、外側リング部16の軸方向一端部に一体となった外側ディスク部17とを備えている。内側部材21は、それぞれの歯形部15内に入り込む複数の歯形形状の突起22が円周方向に一定間隔に設けられた内側リング部23と、内側リング部23の軸方向一端部に一体となった内側ディスク部24とを備え、内側ディスク部24の径方向中心部にはボス部25が一体に設けられている。
The
この樹脂製歯車10aにおいては、内側リング部23の突起22は、歯形形状となっており、外側リング部16は全体的に均一な厚みで歯形形状の突起22の外周面を覆っている。このように、外側リング部16を層状に形成すると、内側部材21の樹脂材料を高強度の樹脂としたり、内部にガラス粉末等の粉末が含有された樹脂としたりしても、他の歯車と噛み合い接触する外側リング部16により内側リング部23の外周面を覆うことができる。これにより、外側リング部16と噛み合う他の歯車を摩耗させることを防止できる。
In the
この樹脂製歯車10aの内側部材21には、上述した補強リブ26は設けられていない。また、突起22とその外周面を覆う外側リング部16とにより形成される歯形部15は、歯筋が回転中心軸に平行となっており、樹脂製歯車10aは平歯車である。
The reinforcing
樹脂製歯車10aも、上述したそれぞれの成形金型30a、30bにより多層成形することができ、高精度に製造することができる。
The
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。樹脂製歯車10は、はすば歯車であり、樹脂製歯車10aは平歯車であるが、樹脂製であれば、ねじ歯車等の歯車を成形するようにしても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. The
10、10a 樹脂製歯車
11 リング部
12 ディスク部
13 外歯
14 外側部材
15 歯形部
16 外側リング部
17 外側ディスク部
18 歯溝部
21 内側部材
22 突起
23 内側リング部
24 内側ディスク部
25 ボス部
26 補強リブ
28 スペース
30a、30b 成形金型
31 固定金型
32 可動金型
35 固定型板
36、37 固定成形型
43 可動型板
48 可動成形型
49 ランナー
50 キャビティ
55 キャビティ
56 ランナー
10,
Claims (9)
歯形部が設けられる外側リング部と、前記外側リング部の一端部に一体となる外側ディスク部とを備える外側部材と、
前記歯形部に向けて径方向外方に突出する突起が設けられ前記外側リング部の径方向内側に接合される内側リング部と、前記内側リング部の一端部に一体となり径方向中心部にボス部が一体に設けられて前記外側ディスク部の内面に接合される内側ディスク部とを備える内側部材と、を有し、
前記リング部は、前記外側リング部と前記内側リング部とにより形成され、前記ディスク部は前記外側ディスク部と前記内側ディスク部とにより形成される、樹脂製歯車。 A resin gear consisting of a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated with one end of the ring portion.
An outer member including an outer ring portion provided with a tooth profile portion and an outer disc portion integrated with one end portion of the outer ring portion.
An inner ring portion that is provided with a protrusion that projects radially outward toward the tooth profile portion and is joined to the radial inner side of the outer ring portion, and one end portion of the inner ring portion that is integrated and has a boss at the radial center portion It has an inner member having a portion integrally provided and an inner disc portion joined to the inner surface of the outer disc portion.
The ring portion is a resin gear formed by the outer ring portion and the inner ring portion, and the disc portion is formed by the outer disc portion and the inner disc portion.
前記内側リング部の回転中心軸から前記突起の先端までの内側リング半径は、前記突起が前記歯形部の内部にまで入り込まない長さである、樹脂製歯車。 In the resin gear according to claim 1,
The inner ring radius from the rotation center axis of the inner ring portion to the tip of the protrusion is a length such that the protrusion does not penetrate into the inside of the tooth profile portion.
前記内側リング部の突起は、前記歯形部内に入り込む歯形形状である、樹脂製歯車。 In the resin gear according to claim 1,
The protrusion of the inner ring portion is a resin gear having a tooth profile that penetrates into the tooth profile portion.
前記内側リング部の内周面から前記ボス部に向けて径方向に延びる複数の補強リブを前記内側部材に設け、前記補強リブと前記ボス部との間にスペースを設けた、樹脂製歯車。 In the resin gear according to any one of claims 1 to 3.
A resin gear in which a plurality of reinforcing ribs extending in the radial direction from the inner peripheral surface of the inner ring portion toward the boss portion are provided on the inner member, and a space is provided between the reinforcing ribs and the boss portion.
径方向外方に突出する突起が設けられる内側リング部と、前記内側リング部の一端部に一体となり径方向中心部にボス部が一体に設けられる内側ディスク部とを備える内側部材を成形する一次成形工程と、
前記突起に対応させて歯形部が設けられ前記内側リング部の径方向外側に配置される外側リング部と、前記外側リング部の一端部に一体となり前記内側ディスク部に接合される外側ディスク部とを備える外側部材を成形する二次成形工程と、
を有する歯車の多層成形方法。 A multi-layer molding method for resin gears consisting of a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated with one end of the ring portion.
A primary for forming an inner member including an inner ring portion provided with a protrusion protruding outward in the radial direction and an inner disk portion integrated with one end portion of the inner ring portion and integrally provided with a boss portion at the radial center portion. Molding process and
An outer ring portion provided with a tooth profile portion corresponding to the protrusion and arranged radially outward of the inner ring portion, and an outer disc portion integrated with one end of the outer ring portion and joined to the inner disc portion. Secondary molding process for molding the outer member
A method for forming multiple layers of gears.
前記内側部材が熱収縮変形した後に、前記二次成形工程において前記外側部材を成形する、歯車の多層成形方法。 In the multi-layer molding method for gears according to claim 5.
A multi-layer molding method for gears, in which the outer member is molded in the secondary molding step after the inner member is thermally contracted and deformed.
歯形部が設けられる外側リング部と、前記外側リング部の一端部に一体となる外側ディスク部とを備える外側部材を成形する一次成形工程と、
前記歯形部に向けて径方向外方に突出する突起が設けられ前記外側リング部の径方向内側に接合される内側リング部と、前記内側リング部の一端部に一体となり径方向中心部にボス部が一体に設けられて前記外側ディスク部の内面に接合される内側ディスク部とを備える内側部材とを備える内側部材を成形する二次成形工程と、
を有する歯車の多層成形方法。 A multi-layer molding method for resin gears consisting of a ring portion provided with external teeth and a disc portion integrated with one end of the ring portion.
A primary molding step of molding an outer member including an outer ring portion provided with a tooth profile portion and an outer disc portion integrated with one end portion of the outer ring portion.
An inner ring portion that is provided with a protrusion that projects radially outward toward the tooth profile portion and is joined to the radial inner side of the outer ring portion, and one end portion of the inner ring portion that is integrated and has a boss at the radial center portion A secondary molding step of molding an inner member including an inner member having an inner disk portion integrally provided with the portions and joined to the inner surface of the outer disk portion.
A method for forming multiple layers of gears.
前記外側部材が冷却固化する前に、前記二次成形工程において前記内側部材を成形する、歯車の多層成形方法。 In the multi-layer molding method for gears according to claim 7.
A multi-layer molding method for gears, in which the inner member is molded in the secondary molding step before the outer member is cooled and solidified.
外側部材を成形するときに、複数のランナーから注入された溶融樹脂を、前記外側ディスク部から径方向外方に放射状に拡散させて前記外側リング部まで充填する、歯車の多層成形方法。 In the multi-layer molding method for gears according to any one of claims 5 to 8, when the inner member is molded, the molten resin injected from a plurality of runners is radially out of the inner disk portion. Diffuse radially toward the inner ring and fill the inner ring.
A multi-layer molding method for gears, in which molten resin injected from a plurality of runners is radially diffused outward in the radial direction from the outer disk portion to fill the outer ring portion when the outer member is molded.
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