JP4442868B2 - Resin gear - Google Patents
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Description
本発明は、金属製軸部材に樹脂製歯車部を射出成形により形成した樹脂歯車に関する。 The present invention relates to a resin gear in which a resin gear portion is formed on a metal shaft member by injection molding.
トルク伝達部材として採用される樹脂歯車では、図6(a)に示すように、金属製軸部材30に樹脂製歯車部31を射出成形により形成するのが一般的である。ところで、歯車部31を射出成形する場合、該歯車部31の肉厚等に起因したひけ32が生じるおそれがあり、歯車部31の寸法精度が悪化するという問題がある。
In a resin gear employed as a torque transmission member, as shown in FIG. 6A, a
このようなひけの発生を防止するには、図6(b)に示すように、歯車部31に軸方向に延びるぬすみ33を周方向に所定間隔をあけて形成したり、あるいは図6(c)に示すように、軸部材30の樹脂成形部30aの径を大きくして歯車部31の肉厚を小さくしたりすることが考えられる。
In order to prevent the occurrence of such sink marks, as shown in FIG. 6B, a thinning 33 extending in the axial direction is formed in the
一方、樹脂歯車のトルク伝達力を高める観点から、金属製軸部材に金属製接合部材を圧入により接合し、該接合部材を介して軸部材と樹脂製歯車部とを結合することにより、軸部材から接合部材を介して歯車部にトルクを伝達する場合がある(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記従来の歯車部にぬすみを形成する構造では、金型に薄肉のぬすみ部を形成する必要があり、繰り返しの使用によってぬすみ部が損傷し易く、型寿命が短くなるとともに、金型の構造が複雑となるという問題がある。また上記軸部材の径を大きくする構造では、樹脂歯車全体の重量が増えるという問題がある。 However, in the conventional structure in which the gear portion is formed with a thin portion, it is necessary to form a thin portion of the thin portion in the mold, and the thin portion is easily damaged by repeated use, and the mold life is shortened. There is a problem that the structure becomes complicated. Further, the structure in which the diameter of the shaft member is increased has a problem that the weight of the entire resin gear increases.
また、上記従来の軸部材と歯車部とを金属製接合部材を介して結合する構造を採用した場合には、接合部材が金属であることから、樹脂歯車全体の重量が増えるという問題がある。 Moreover, when the structure which couple | bonds the said conventional shaft member and gear part via a metal joining member is employed, since the joining member is a metal, there exists a problem that the weight of the whole resin gear increases.
本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされたもので、型構造の複雑化や重量の増加を招くことなくひけの発生を防止できるとともに、トルク伝達力を確保できる樹脂歯車を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described conventional situation, and provides a resin gear that can prevent the occurrence of sink without causing a complicated mold structure and an increase in weight, and can secure a torque transmission force. It is aimed.
請求項1の発明は、金属製軸部材を囲むように樹脂製歯車部を射出成形してなる樹脂歯車において、上記歯車部内に、樹脂製インサート部材を埋設し、該インサート部材を、上記軸部材の外周面の少なくとも一部に嵌合する嵌合部と、該嵌合部の外周面に一体形成され、軸方向長さが上記嵌合部より長い幅広部とを有するものとし、該幅広部と上記軸部材との間には隙間が形成されており、上記幅広部に、軸方向に延び、該幅広部の外周側と上記隙間とを連通させる複数の内外連通スリットを形成し、上記歯車部を構成する樹脂の一部は、上記内外連通スリット及び上記隙間に充填されており、上記軸部材の外周面の、上記歯車部の上記隙間部分が当接する部分に凹凸を形成したことを特徴としている。
The invention of
請求項1の発明に係る樹脂歯車によれば、歯車部内に、軸部材に嵌合する嵌合部と、該嵌合部より軸方向に長く延びる幅広部を有する樹脂製インサート部材を埋設したので、歯車部に肉厚に起因したひけが発生するのを防止することができ、歯車部の寸法精度を確保することができる。その結果、従来の金型に薄肉のぬすみ部を形成する場合に比べて型寿命を延長できるとともに、型構造を簡単にできる。また樹脂製インサート部材を埋設する構造であるので、従来の軸部材を大径にしたり,金属製接合部材を介在させたりする場合に比べて重量を低減できる。 According to the resin gear according to the first aspect of the present invention, the resin insert member having the fitting portion fitted to the shaft member and the wide portion extending in the axial direction from the fitting portion is embedded in the gear portion. Further, it is possible to prevent sink marks due to the wall thickness from occurring in the gear portion, and to ensure the dimensional accuracy of the gear portion. As a result, the mold life can be extended and the mold structure can be simplified as compared with the case where a thin thin portion is formed in a conventional mold. Further, since the resin insert member is embedded, the weight can be reduced as compared with the case where the conventional shaft member has a large diameter or a metal joining member is interposed.
またインサート部材の嵌合部を幅広部より軸方向に短くしたので、幅広部と軸部材との隙間に歯車部が入り込み、それだけ軸部材と歯車部との接触面積を増やすことができ、両者を強固に固着できる。 Moreover, since the fitting part of the insert member is made shorter in the axial direction than the wide part, the gear part enters the gap between the wide part and the shaft member, and the contact area between the shaft member and the gear part can be increased accordingly, Can be firmly fixed.
本発明では、内外連通スリットと軸外周部に囲まれた樹脂歯車部が当接する軸部分に凹凸部を形成したので、軸部材と歯車部との嵌合力及び接合面積を増やすことができ、両者をより一層強固に固着することができ、重量の増加を招くことなく所望のトルク伝達力を確保することができる。 In the present invention, since the concavo-convex portion is formed in the shaft portion where the resin gear portion surrounded by the inner and outer communication slits and the outer peripheral portion of the shaft abuts, the fitting force and the joint area between the shaft member and the gear portion can be increased. Can be more firmly fixed, and a desired torque transmission force can be secured without causing an increase in weight.
本発明では、インサート部材の幅広部に複数の内外連通スリットを形成したので、インサート部材と歯車部との接合面積を増やすことができ、両者の密着結合性をより一層高めることができ、歯車部全体の剛性を向上できる。
In the present invention , since a plurality of internal and external communication slits are formed in the wide portion of the insert member, the joint area between the insert member and the gear portion can be increased, and the tightness of both can be further enhanced, and the gear portion Overall rigidity can be improved.
また上記各スリットを介して成形樹脂が軸部材とインサート部材との間に回り込み易くなり、成形樹脂を均一に充填することができ、歯車部の精度及び品質を高めることができる。 Further, the molding resin can easily flow between the shaft member and the insert member through the slits, and the molding resin can be uniformly filled, and the accuracy and quality of the gear portion can be improved.
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1及び図2は、本発明の一実施形態による樹脂歯車を説明するための図であり、図1は樹脂歯車の断面図、図2(a)〜図2(d)はそれぞれ樹脂製インサート部材の正面図,側面図,背面図,断面側面図(図2(c)のIId−IId線断面図)である。 1 and 2 are views for explaining a resin gear according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view of the resin gear, and FIGS. 2 (a) to 2 (d) are resin inserts. It is the front view of a member, a side view, a rear view, and a cross-sectional side view (IId-IId sectional view taken on the line of FIG.2 (c)).
図において、1は例えば乾式のトルク伝達部材として採用される樹脂歯車を示しており、これは棒状の金属製軸部材2の軸端部2aの外周面に平歯車を構成する樹脂製歯車部3を射出成形により形成してなるものである。この樹脂歯車1は、例えば、軸部材2の軸長さが140mm程度、歯車部3の直径が35mm程度で、重量が130g程度のものである。
In the figure,
上記歯車部3には該歯車部3と同じ材料からなる樹脂製インサート部材4が埋設されている。このインサート部材4は歯車部3とは別工程にて形成されたものである。即ち、上記歯車部3は、予め形成されたインサート部材4を軸部材2に嵌合装着して金型5にセットし、この状態で射出成形されたものである。この金型5は、下型6とこれに開閉可能に配置された上型7とで上記歯車部3に対応した形状のキャビティ7cを形成してなるものである。上記該キャビティ7cには各ゲート7bを介してスプル7aが連通接続されている。
A
上記インサート部材4は、上記軸部材2の軸端部2aの外周面全面に嵌合装着された円筒状の嵌合部4aと、これの外周面に一体形成された円筒状の幅広部4bとを有している。この嵌合部4aには上記軸端部2aの軸方向中央部が嵌合挿入される嵌合孔4a′が形成されている。なお上記嵌合部4aは軸部材2に対して軸方向への移動を阻止する程度の緩く嵌合させれば良いが、圧入により強固に嵌合させてもよい。
The
上記幅広部4bは上記嵌合部4aより軸方向に長く形成されており、また該幅広部4bの外周面は上記歯車部3の歯元面3aに近接している。このようにして幅広部4bと軸部材2との間には隙間sが形成されている。
The
上記幅広部4bの右側端面には軸方向に延びる一対の脚部4cが突出形成されている。この各脚部4cを上記金型5の下型6の合わせ面6aに当接することによりインサート部材4の位置決めを行うようになっている。
A pair of
また上記幅広部4bには該幅広部4bの両外縁からそれぞれ軸方向内側に延びる内外連通スリット4dが周方向に8つ形成されている。この各連通スリット4dにより幅広部4bの外側と内側の上記隙間sとが連通されている。
The
上記軸部材2の軸端部2aの、上記歯車部3が形成される部分、つまり上記嵌合部4aの左右両側部分には凹凸部2b,2bが形成されている。この凹凸部2bは例えばローレット加工により形成されたものであり、これにより歯車部3との嵌合力及び接触面積を増やしている。
Concave and
上記樹脂歯車1を射出成形するには、予め形成されたインサート部材4を軸部材2に嵌合装着し、該軸部材2を金型5にセットし、各スプル7aからゲート7bを介してキャビティ7c内に成形樹脂を注入する。すると成形樹脂がインサート部材4の各連通スリット4dを通って幅広部4bと軸部材2との隙間sに流入しつつキャビティ7c内全域に充填される。しかる後、金型5を開いて各ゲート7bをカットし、これにより歯車部3が形成される。
In order to injection mold the
本実施形態によれば、軸部材2が挿入される嵌合部4aと、歯車部3の歯元面3aに近接し、かつ軸方向に延びる幅広部4bとを有する樹脂製インサート部材4を歯車部3内に埋設したので、歯車部3に肉厚に起因したひけが発生するのを防止することができ、歯車部3の寸法精度を確保することができる。その結果、従来の薄肉のぬすみ部を形成する場合に比べて金型の寿命を延長できるとともに、金型構造を簡単にできる。
According to the present embodiment, the
また樹脂製インサート部材4を歯車部3内に埋設する構造であるので、従来の軸部材を大径にしたり,金属製接合部材を介在させたりする場合に比べて樹脂歯車1全体の重量を低減できる。さらに上記歯車部3と同じ材料からなるインサート部材4をインサートしたので、歯車部3とインサート部材4との密着性を向上でき、歯車部3の剛性を高めることができる。
Further, since the
さらに幅広部4bと軸部材2との間に隙間sを形成したので、該隙間sに歯車部3を充填することにより両者2,3の接触面積を増やすことができ、強固に固着することができる。
Further, since the gap s is formed between the
本実施形態では、上記軸部材2の歯車部3の形成部分に凹凸部2bを形成したので、軸部材2と歯車部3との嵌合力,接触面積を増やすことができ、それだけ両者2,3をより一層強固に固着することができ、重量の増加を招くことなく所望のトルク伝達力を確保することができる。なお、上述の従来公報では、軸部材からの駆動力を接合部材を介して歯車部に伝達する構造であるのに対して、本実施形態では、軸部材2から歯車部3に直接駆動力を伝達することができる。
In the present embodiment, since the
本実施形態では、上記インサート部材4の幅広部4bに軸方向に延びる複数の内外連通スリット4dを形成したので、インサート部材4と歯車部3との接合面積を増やすことができ、両者3,4の密着結合性をより一層高めることができ、歯車部3全体の剛性を向上できる。
In the present embodiment, since the plurality of inner and
また上記各スリット4dを介して成形樹脂が軸部材2と幅広部4bとの隙間sに回り込み易くなり、成形樹脂を均一に充填することができ、歯車部3の精度及び品質をより一層高めることができる。
Further, the molding resin can easily enter the gap s between the
なお、上記実施形態では、インサート部材4の嵌合部4aを軸部材2の周方向全面に嵌合させた場合を説明したが、本発明では、嵌合部を軸部材の周方向の一部,あるいは軸方向の一部に嵌合させてもよく、例えば図3〜図5に示すような各種の変形例が考えられる。
In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the
図3は、嵌合部4aを断面形状概ね十字形状とし、このうち対向する2つの嵌合部4aを軸部材2に嵌合させた例である。なお、各嵌合部4aを90度角度ごとに嵌合させてもよい。
FIG. 3 shows an example in which the
図4は、インサート部材4の軸方向両端部に嵌合部4a,4aを形成し、一方の嵌合部4aを軸部材2の周方向全面に嵌合させ、他方の嵌合部4aを軸部材2の周方向の一部に嵌合させた例である。
In FIG. 4,
図5は、インサート部材4の軸方向一端部に嵌合部4aを形成し、該嵌合部4aを軸部材2の周方向に嵌合させた例である。
FIG. 5 is an example in which a
1 樹脂歯車
2 軸部材
2b 凹凸部
3 歯車部
3a 歯元面
4 インサート部材
4a 嵌合部
4b 幅広部
4d 内外連通スリット
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