JP3043122B2 - 伝動部材及びそのインサート成形方法 - Google Patents
伝動部材及びそのインサート成形方法Info
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Description
て成形された伝動部材及びその成形方法に関する。
相互の摩擦力により動力を一方から他方へそのまま又は
変換して伝える部材を言うものであり、具体的には、歯
車、カム、摩擦車、つめ車、鎖車、星形車、エスケープ
車、ころ、滑車、プーリー等である。従来、これらの伝
動部材を、シャフトないしは軸受部等と伝動接触面部分
とを異なる材質によって成形する場合、シャフトないし
は軸受部等をインサート部材とし、伝動接触面部分を樹
脂成形部とするインサート成形による成形方法が、特開
平2−41222号公報に記載の如く行われている。
注入された樹脂の一部がインサート部材内の樹脂通路を
通って樹脂成形部を形成するため、樹脂成形部に後工程
によってインサート部材を挿通したものに比して、樹脂
成形部とインサート部材との一体性が高く、相対位置の
ずれが少ない伝動部材を得ることができる。
内に予めインサート部材を自動または半自動でセットし
て樹脂成形部の表面に相当する部分に、即ち、キャビテ
ィー外周面にゲートを設けた金型で成形している(図4
参照)。
形方法で得られる伝動部材では、樹脂成形部とインサー
ト部材との一体性は高くなるが、肝心の伝動接触面の強
度向上については何ら配慮されていないため、伝動部材
としての絶対的な機械的強度や部品的信頼性の点では、
未だ充分ではないという課題を有している。
た金型で成形しているので、樹脂成形部の表面にゲート
痕が残るため、該ゲート痕の切削及び研磨等の後処理工
程が必要であるだけでなく、切削及び研磨の度合いによ
っては、面と面との平行性や平面性が損なわれたり、仕
上がり寸法の狂いが生じたり、ウェルドラインが残るた
め、強度を落とす場合があるという欠点を有している。
の条件によって樹脂成形部の寸法精度及び強度に大きく
影響するものであり、金型設計時に経験やコンピュータ
計算による金型内樹脂流動解析または強度解析等に基づ
き、製品全体としての最高強度が得られるように最適な
設計条件を決定する必要がある。
の条件、例えば、スプールまたはランナーの位置、イン
サート部材の位置、前記後処理工程時の切削及び研磨の
行い易さ等、様々な条件を考慮して金型設計条件が決定
されているため、前記キャビティー外周面のゲート位置
は寸法精度及び強度の点で理想的な位置とは云えず、こ
のような金型によるインサート成形によれば、樹脂の流
れが矢符Yで示すように不均一で偏ったものとなった
り、ウェルドラインが発生するため、樹脂成形部の寸法
安定性及び精度、並びに機械強度が部位によって一定で
はないと云う欠点を有している。
が高く機械的強度及び部品的信頼性の向上した伝動部材
及びそのインサート成形方法を提供することにある。
達成するため、鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った
ものである。
ト部材に形成されている一ないし複数の透孔部及び該透
孔部に連続する中空部内に充填されている繊維補強樹脂
とインサート部材周囲の樹脂成形部とが一体的に成形さ
れていると共に、該繊維補強樹脂の繊維配向が透孔部か
ら伝動接触面方向に配向している伝動部材であって、前
記繊維補強樹脂が炭素繊維が混合されたポリイミド樹脂
であることを特徴とする。
方法は、スプールまたはランナーが内部に形成されてい
ると共に、一ないし複数のゲートが成形後に樹脂によっ
て被覆される部分に形成されているインサート部材を用
い、該インサート部材のスプールまたはランナー及びゲ
ートを介して溶融状態の繊維補強樹脂を金型内に送り込
む伝動部材インサート成形方法であって、前記繊維補強
樹脂が炭素繊維が混合されたポリイミド樹脂であること
を特徴とする。
サート部材の内部の中空部であるスプールまたはランナ
ーを通過し、インサート部材に形成された透孔部である
ゲートから金型内に送り込まれることにより、該繊維補
強樹脂の繊維配向は、ゲート位置であるキャビティーの
略中心部より伝動接触面である外周面に向かって均一に
流動し固化することになる。従って、係る繊維補強樹脂
の繊維配向により伝動接触面強度が著しく向上すること
となる。
にゲート痕が残らないため、切削及び研磨等の後処理が
不要である。
が樹脂成形部とインサート部材の内部とにおいて一体的
となっているので、インサート部材の位置ズレ及び抜け
等を完全に防止することができる。
づき説明する。
金型を示す概略断面図、図2は図1の金型によって得ら
れた本発明に係る伝動部材の一例を示す断面図、図3は
本発明に係る伝動部材の他の例を示す断面図、図4は従
来の伝動部材及び金型を示す概略断面図である。
から成る金型であり、成形の度に後述する構成を有する
インサート部材4がセットされた後、該金型1のキャビ
ティー2に樹脂注入ノズル3によって繊維補強樹脂が注
入されて、図2に示す如きインサート部材4の周囲に樹
脂成形部6が被覆成形された伝動部材5が成形されるも
のである。尚、樹脂成形部6の表面である6Aは、伝動
部材5の伝動接触面であり、該伝動接触面6Aとは、伝
動部材5が、例えば歯車である場合には、歯車の歯先
(tip)、歯末の面(face)、歯元の面(fla
nk)を言うものである。
サート部材4には、樹脂成形部6に被覆される部分に一
ないし複数の透孔部4Bが形成され、且つ該透孔部4B
に連続して中空部4Aが形成されている。透孔部4Bの
位置は、成形後に樹脂成形部6によって被覆される部分
であればよいが、好ましくは樹脂成形部6の略中心部で
ある。また、その口径及び個数は、用いられるインサー
ト部材4のサイズや材質、繊維補強樹脂の種類、得られ
る伝動部材5の要求強度等の条件に応じて適宜決定され
るが、複数の透孔部4Bを略等間隔で放射状に設けるこ
とが均一成形の点で好ましい。
に示す如き金型1及びインサート部材4を用い、樹脂注
入ノズル3から注入され金型スプールまたはランナー1
Cを通った繊維補強樹脂を、従来のように金型1から直
接キャビティー内へ注入するのではなく、インサート部
材4に形成された中空部4A内を通過させた後、該中空
部4Aに連続して形成された透孔部4Bからキャビティ
ー2内へ注入させるものである。即ち、インサート部材
4に形成された中空部4Aをスプールまたはランナーと
し、透孔部4Bをゲートとして、繊維補強樹脂をキャビ
ティー2内へ注入するのである。
られていたゲート位置が、射出成形において理想的な位
置である伝動部材5の樹脂成形部6の略中心となるの
で、注入した繊維補強樹脂の繊維配向が図1の矢符Xで
示すように透孔部4Bから伝動接触面6A方向に配向
し、この状態で固化するため、伝動接触面6Aの強度が
著しく向上することになる。特に伝動部材5が歯車であ
る場合、最も摩耗損傷し易い歯先強度が向上するので、
極めて効果的である。
び精度が優れており、更にゲートが樹脂成形部6によっ
て被覆されるため表面にゲート痕が残らず、切削及び研
磨等の後処理が不要であるだけでなく、後処理による仕
上がり寸法の変化がないため、金型1の設計に際しては
切削量や研摩量等を考慮することなく、伝動部材5の仕
上がり寸法で設計することができる。従って、要求され
る精度の金型によって成形すれば、所望する仕上がり精
度の伝動部材5を得ることができる。
強樹脂が樹脂成形部6とインサート部材4の内部である
前記中空部4A及び透孔部4Bとにおいて一体的となっ
ているので、インサート部材4の位置ズレ及び抜け等を
完全に防止することができる。従って、インサート部材
4の材質及び樹脂の種類を同一とした場合、従来の成形
方法で得られた伝動部材に比して、本発明の成形方法で
得られた伝動部材5は機械強度が大きく、部品機能の信
頼性が高い。樹脂成形部6とインサート部材4との一体
性をより強固とするために、図3に示す如く透孔部4B
をインサート部材4外周に形成した溝部4D内に形成し
てもよい。
補強樹脂が、キャビティー2内へ注入されるとフローマ
ークやショートショット等の不良発生の原因となるの
で、係る不良を防止するためにインサート部材4の中空
部4Aの先端(ないし終端)にコールドスラグウェル部
4Cを形成することが好ましい。
列の放射状に配置した場合を示したが、複数列の放射状
ないしランダムに複数個を配置してもよい。また、中空
部4Aも1つに限らないし、形状も環状等の任意の形状
でよい。さらに、樹脂成形部6も一つに限らず、二以上
であってもよいし、その形状もインサート部材4の周囲
全周に亘って成形されているものに限らない。樹脂成形
部6を二以上とした場合であっても、金型スプールまた
はランナーの通路を複雑としたり、樹脂注入ノズルを二
以上としたりすることなく、一つの樹脂注入ノズル3に
よって極めて容易に成形可能である。
の繊維補強樹脂の注入を金型1の金型スプールまたはラ
ンナー1Cを介してインサート部材4内に注入している
が、本発明はこれに限らず、インサート部材4端部に樹
脂注入ノズル3を圧接して繊維補強樹脂を直接注入して
もよい。更に繊維補強樹脂の注入は、樹脂成形部6に近
い側のインサート部材4の端部に限らず、遠い側の端部
からでもよいし、インサート部材4の表面からでもよ
い。
部材の成形方法の一実施例について説明したが、本発明
は上記に限らず、成形する伝動部材の態様によって適
宜、本発明の範囲内において変更することができる。
尚、インサート部材4及び樹脂成形部6に用いられる材
質例を下記する。
ト部材4の材質としては、インサート部材として種々公
知の材質、即ち、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮
等の金属製あるいはアルミナ、炭化ケイ素等のセラミッ
クス製、その他耐熱性プラスチック材、強化木材(紙パ
ルプ等)、竹材等を用いることができ、樹脂接触面にロ
ーレット加工を施してもよい。
脂成形部6の材質は、炭素繊維が混合されたポリイミド
樹脂である。
をインサート部材の内部の中空部であるスプールまたは
ランナーを通過させ、インサート部材に形成された透孔
部であるゲートから金型内に送り込み、該繊維補強樹脂
の繊維配向を、ゲート位置であるキャビティーの略中心
部より伝動接触面である外周面に向かって配向させた構
成を有しているので、伝動接触面強度が高く機械的強度
及び部品的信頼性が著しく向上した伝動部材を得ること
ができる。
残らないため、切削及び研磨等の後処理が不要であると
いう効果を有している。
脂成形部とインサート部材の内部とにおいて一体的とな
っているので、インサート部材の位置ズレ及び抜け等を
完全に防止することができる。
概略断面図である。
部材の一例を示す断面図である。
ある。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】インサート部材に形成されている一ないし
複数の透孔部及び該透孔部に連続する中空部内に充填さ
れている繊維補強樹脂とインサート部材周囲の樹脂成形
部とが一体的に成形されていると共に、該繊維補強樹脂
の繊維配向が透孔部から伝動接触面方向に配向している
伝動部材であって、前記繊維補強樹脂が炭素繊維が混合
されたポリイミド樹脂であることを特徴とする伝動部
材。 - 【請求項2】スプールまたはランナーが内部に形成され
ていると共に、一ないし複数のゲートが成形後に樹脂に
よって被覆される部分に形成されているインサート部材
を用い、該インサート部材のスプールまたはランナー及
びゲートを介して溶融状態の繊維補強樹脂を金型内に送
り込む伝動部材インサート成形方法であって、前記繊維
補強樹脂が炭素繊維が混合されたポリイミド樹脂である
ことを特徴とするインサート成形方法。
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP20336491A Expired - Lifetime JP3043122B2 (ja) | 1991-03-20 | 1991-07-19 | 伝動部材及びそのインサート成形方法 |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-07-19 JP JP20336491A patent/JP3043122B2/ja not_active Expired - Lifetime
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