JP4919495B2 - 樹脂製やまば歯車 - Google Patents

Description

この発明は、樹脂製やまば歯車に関するものである。

従来から、樹脂製はすば歯車は、複写機，プリンタ，ファクシミリ装置等の事務機器はもちろんのこと、自動車部品，精密機械，各種電子機器等の動力伝達機構に広く使用されてきた。これは、樹脂製はすば歯車が、歯がねじれているというその構造上の特徴により、次のような利点を有しているからである。その利点とは、高速回転においても噛み合いが滑らかであるため、静かな動力伝達が可能であり、しかも、荷重が歯すじに沿って分散されやすいため、高負荷の動力伝達が可能である、といった利点である。

一方、樹脂製はすば歯車は、歯がねじれていることに起因して、次のような欠点を有することになる。すなわち、動力伝達時に、伝達トルクに比例した軸方向のスラスト荷重が発生するため、この荷重を受けるための構造が必要となる、という欠点である。この欠点を解消するための１つの方策として、スラスト荷重をスラスト軸受で受ける構成が考えられるが、実際には、スペース上の制約や動力伝達機構の構成上の制約から、スラスト軸受を配置できない場合がある。

そこで、樹脂製はすば歯車と同様に静粛で、かつ高速・高負荷の動力伝達が可能であり、しかも樹脂製はすば歯車とは異なり、動力伝達時にはスラスト荷重が生じない樹脂製やまば歯車を射出成形で形成する技術が開発された（特許文献１参照）。

この特許文献１の樹脂製やまば歯車３０は、図９に示すように、分割された２つの金型を使用して射出成形により形成される。すなわち、歯幅方向中央部３１から歯幅方向一端側の部分（第１歯車部分３２）を成形する第１金型３３と、歯幅方向中央部３１から歯幅方向他端側の部分（第２歯車部分３４）を成形する第２金型３５とを突き合わせ、これら第１金型３３と第２金型３５の突き合わせ部にキャビティ３６を構成する。このキャビティ３６内に溶融樹脂を射出し、キャビティ３６内で冷却・固化させる。その後、第１金型３３と第２金型３５とを分離させて、キャビティ３６内から固まった樹脂を取り出す。このような射出成形により、短時間に大量の樹脂製やまば歯車３０を形成することが可能である。
特開平１０−３１５３４４号公報

しかしながら、このように、分割された２つの金型（第１金型３３と第２金型３５）を突き合わせ、これら両金型３３，３５のキャビティ３６内に溶融樹脂を射出して樹脂製やまば歯車３０を成形する場合には、これら両金型３３，３５の突き合わせ面３７にズレが生じることがある。そして、僅かでもズレが生じると、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、射出成形された樹脂製やまば歯車３０の第１歯車部分３２と第２歯車部分３４の接合面３（突き合わせ面３７に対応する面）にもズレＬ２が生じ、山形形状の歯３８の頂部７ｇ及びその裏面側の谷部７ｈにおいて段差（ズレ）１７が生じてしまうという問題があった。このような山形形状の歯３８の頂部７ｇ及び谷部７ｈにおいて段差１７が生じると、歯幅方向の半分の歯（第１歯車部分３２又は第２歯車部分３４）だけで動力伝達することになってしまい、はすば歯車と同様のスラスト荷重が生じてしまうことになる。

また、段差１７が生じると、樹脂製やまば歯車３０が相手方の樹脂製やまば歯車と噛み合う際に、歯面相互の接触が段差１７において、円滑に行われなくなり騒音が発生してしまうことにもなる。

なお、近時、樹脂製やまば歯車は、上述の事務機器や、自動車部品，精密機械，各種電子機器等の動力伝達機構に広く使用されるに至り、一方向の回転に限らず、他方向へ回転する場面や、また、駆動と被動とで回転方向が逆になるような場面にも多く使用されている。このため、上述のような段差１７に起因する、スラスト荷重や騒音の抑制は、樹脂製やまば歯車の双方向（一方向及び他方向）の回転に対して強く望まれている。

そこで、本発明は、樹脂製やまば歯車の歯幅方向中央部に段差が生じた場合であっても、双方向の回転について、歯の強度を損なうことなく噛み合い不良を効果的に防止して、スラスト荷重や騒音の発生を抑制することができる樹脂製やまば歯車を提供することを目的とするものである。

請求項１に係る発明は、ねじれが反対のはすば歯車を貼り合わせたような山形形状の歯を有し、前記山形形状の歯の頂部から歯幅方向一端側の第１歯車部分を形作る第１金型と、前記歯の頂部から歯幅方向他端側の第２歯車部分を形作る第２金型とを突き合わせ、これら第１金型と第２金型のキャビティ内に樹脂を射出して一体成形されてなる樹脂製やまば歯車に関する。この発明に係る樹脂製やまば歯車は、前記歯の歯先面を挟む２つの歯面のうちの、山形形状の前記頂部を有する側の歯面を山側歯面、反対側の歯面を谷側歯面とし、さらに、前記歯における歯幅方向一端部から歯幅方向中央部まで、及び歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部までの任意の位置における歯厚が一定である標準歯を仮想したときに、前記歯の前記山側歯面は、前記歯幅方向一端部及び前記歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部に近づくほど、前記標準歯の前記山側歯面から前記標準歯の前記谷側歯面に向かって離れ、また、前記歯の前記谷側歯面は、前記歯幅方向一端部及び前記歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部に近づくほど、前記標準歯の前記谷側歯面から前記標準歯の前記山側歯面に向かって離れるように形成されていて、前記標準歯の前記山側歯面と前記歯の前記山側歯面との間、及び前記標準歯の前記谷側歯面と前記歯の前記谷側歯面との間の双方には、前記歯幅方向一端部及び前記歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部に近づくほど、歯厚方向の寸法が大きくなる噛み合い逃げ部が構成されている。そして、前記噛み合い逃げ部は、前記第１金型と前記第２金型の突き合わせ面に生じるズレに起因して、前記歯の前記頂部と前記頂部の裏面側の谷部に段差が生じることを考慮し、前記段差が噛み合う相手歯車に干渉することがないように、前記段差を収容できるようになっている。また、この発明に係る樹脂製やまば歯車において、前記歯の前記歯幅方向中央部の近傍における前記噛み合い逃げ部の歯厚方向の寸法は、前記第１金型と前記第２金型の突き合わせ面に、前記樹脂製やまば歯車の軸を中心とした回転方向のズレが生じた場合、前記軸に近い歯底面側よりも前記軸から遠い前記歯先面側の前記ズレに起因する前記歯の段差が大きくなることを考慮し、前記歯底面側よりも前記歯先面側の方が大きく設定されている。そして、前記歯の前記歯幅方向中央部の近傍における前記山形歯面と前記谷川歯面の前記歯幅方向に直交する断面形状がインボリュート曲線に近似したものとなっている。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る樹脂製やまば歯車において、前記歯の前記山側歯面は、ねじれ角が前記標準歯の歯面のねじれ角よりも小さく設定され、前記歯の前記谷側歯面は、ねじれ角が前記標準歯の歯面のねじれ角よりも大きく設定されている、ことを特徴としている。

請求項１の発明によれば、噛み合い逃げ部が、山形形状の歯の山側歯面側及び谷側歯面側の双方に構成されているので、山側歯面側の頂部や、谷側歯面側における頂部に対応する部分（谷部）に段差（ズレ）が発生している場合であっても、相手方の樹脂製やまば歯車に噛み合う場合に、これら段差の双方ともが、相手方の樹脂製やまば歯車の歯面に接触することがないので、不用なスラスト荷重や騒音を低減することができる。しかも、樹脂製やまば歯車の双方向の回転に対して、スラスト荷重や騒音を低減することができる。さらに、噛み合い逃げ部は、歯幅方向一端部及び歯幅方向他端部から歯幅方向中央部に近づくほど、歯厚方向の寸法が大きくなるように構成されている。言い換えると、山形形状の歯は、その歯厚が歯幅方向中央部近傍で急に薄くなるのではなく、歯幅方向一端部及び歯幅方向他端部から歯幅方向中央部に近づくほど徐々に薄くなるように形成されているので、歯幅方向に直交する方向の断面積が急激に変化することがない。したがって、歯の断面積が急激に変化する場合と比較して、歯の強度を十分に確保することができる。また、この発明によれば、山形形状の歯の頂部及び谷部に形成される段差が、２つの金型の突き合わせ面に発生しがちな樹脂製やまば歯車の軸を中心とした回転方向のズレ（位相方向のズレ）が原因である場合、その段差は、歯幅方向の位置が同じであれば、径方向外側に対応する歯先面側が大きく、径方向内側に対応する歯底面側が小さくなるものと考えられる。そこで、これに対応して、噛み合い逃げ部の、歯幅方向中央部の近傍における歯厚方向の寸法が、歯底面側よりも歯先面側の方が大きくなるようにした。これにより、噛み合い逃げ部の歯厚方向の寸法を必要以上に大きく設定することを防止し、歯の強度を不要に低下させることを防止することができる。

請求項２の発明によれば、歯の山側歯面及び谷側歯面のねじれ角は、標準歯の歯面のねじれ角に対して、山側歯面ではこれよりも小さく、逆に谷側歯面ではこれよりも大きく設定し、これにより、山側歯面側と谷側歯面側との双方に、歯幅方向中央部に近づくほど歯幅方向の寸法が漸増する噛み合い逃げ部を構成することができる。このため、山形形状の歯は、噛み合い逃げ部を設けた場合であっても、山側歯面及び谷側歯面が相手方の歯の歯面に対して比較的、円滑に接触することが可能である。なお、ここで、樹脂製やまば歯車のねじれ角については、樹脂製やまば歯車を歯幅方向中央部で２分割したはすば歯車を想定し、そのはすば歯車のねじれ角に順ずるものとする。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

＜実施形態１＞
以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

図１〜図４を参照して、本発明に係る樹脂製やまば歯車１について説明する。このうち、図１は、樹脂製やまば歯車１を軸Ｃを横方向（図中の左右方向）に向けた状態で示す正面図である。また、図２は、樹脂製やまば歯車１を形成するために使用される射出成形用金型２の模式的断面図である。また、図３は、この射出成形用金型２の離型時の状態を示す模式的断面図である。また、図４は、樹脂製やまば歯車１の歯７を拡大して示す平面図である。なお、本実施形態においては、後述する歯７、標準歯９のそれぞれの歯面（山側歯面７ｃ，７ｄ，９ｃ，９ｄ、谷側歯面７ｅ，７ｆ，９ｅ，９ｆ）の、歯幅方向に直交する平面で切ったときの断面形状がインボリュート曲線である場合を例に説明する。

図１に示すように、樹脂製やまば歯車１は、ねじれ方向が左右反対のはすば歯車を２つ貼り合わせたような形状を呈している。すなわち、樹脂製やまば歯車１は、その歯幅方向中央部３を基準に、歯幅方向一端部４ａ側（図中の左側の端部）に位置する第１歯車部分５（一方のはすば歯車：以下適宜「はすば歯車５」という。）と、これとは反対の歯幅方向他端部４ｂ側（図中の右側の端部）に位置する第２歯車部分６（他方のはすば歯車：以下適宜「はすば歯車６」という。）とによって構成されていて、歯７は、図１中では、はすば歯車５側の右上がり（ねじれ方向が左）の歯７ａと、左上がり（ねじれ方向が右）の歯７ｂとを、それぞれの右端面と左端面とを接合させて一体となって山形形状（ほぼ逆「Ｖ」字形状）を構成している。

なお、後述するように、本発明では、樹脂製やまば歯車１は、歯７の歯厚（軸Ｃに直行する平面できったときの断面上のピッチ円上で計った歯７の厚さ）が、歯幅方向一端部４ａ及び歯幅方向他端部４ｂから歯幅方向中央部３に近づくほど薄くなっている。そこで、以下では、本発明の理解を容易にすべく、歯幅方向の位置にかかわらず、歯厚が一定である歯を標準歯９として、本発明に係る歯７と対比する。以下の図においては、標準歯９は、二点差線で図示している。

図２に、上述の樹脂製やまば歯車１を、射出成形によって形成する際に使用する射出成形用金型２を示す。射出成形用金型２は、第１金型８と第２金型１０とによって構成されている。第１金型８は、はすば歯車５側を形成するものであり、第２金型１０は、はすば歯車６側を形成するものであり、両金型８，１０は、突き合わせ面１４で突き合わされた状態で使用される。この突き合わせ状態においては、両金型８，１０の間には、キャビティ１１が形成される。このキャビティ１１内に、ゲート１２から溶融樹脂（例えば、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溶融樹脂）を射出して充填し、冷却・固化させる。そして、図３に示すように、第１金型８と第２金型１０のうちの少なくとも一方を他方から離間させる（本実施形態では第２金型１０を第１金型８に対して離間させる）。これにより、キャビティ１１の形が転写された樹脂製品が離型されて、本発明に係る樹脂製やまば歯車１となる。

図４は、上述のようにして射出成形された樹脂製やまば歯車１の複数の歯７のうち、１つの歯７を拡大して模式的に示す平面図である。詳しくは、樹脂製やまば歯車１の１つの歯７をピッチ円上で歯幅方向（同図中の左右方向）に切ったときの、歯７の断面形状を示している。

まず、同図を参照して、標準歯９について説明する。標準歯９は、同図中では二点鎖線で図示している。標準歯９は、上述のはすば歯車５の歯７ａに対応する標準歯９ａと、はすば歯車６の歯７ｂに対応する標準歯９ｂとを有している。これら標準歯９ａ，９ｂは、ねじれ方向が左右反対であり、大きさとしては同じ大きさのねじれ角θ（＞０）を有していて、２つが接合されることで、山形形状の標準歯９を構成している。標準歯９における、歯先面Ｌ（図４では、便宜的に、山形形状に屈曲した直線で示している。）を挟む２つの歯面のうち、山形形状の頂部９ｇを有する側のものを山側歯面９ｃ，９ｄとし、また、これとは反対に位置して谷部９ｈを有する側のものを谷側歯面９ｅ，９ｆとする。このように決めると、標準歯９（標準歯９ａ，９ｂ）は、歯幅方向（図４中では左右方向）の任意の位置、すなわち歯幅方向一端部４ａから歯幅方向中央部３を経由して歯幅方向他端部４ｂに至る任意の位置において、歯幅方向に直交する平面で切ったときの断面形状が同じ（合同）となるように形成されている。したがって、ピッチ円（不図示）上で測った標準歯９の厚さである歯厚Ｔは、歯幅方向のどこの位置でも同じであり、もちろん歯底面近傍や歯先面Ｌで測った標準歯９の歯厚方向の寸法も、歯幅方向のどこの位置でも同じになる。このことは、また、標準歯９ａの山側歯面９ｃと谷側歯面９ｅとは、ねじれ角θが同じで、さらに、標準歯９ｂの山側歯面９ｄと谷側歯面９ｅとは、ねじれ角θが同じであることを意味する。

つづいて、図４，図７を参照して、本発明に係る樹脂製やまば歯車１の歯７について詳述する。ここで、図７は、樹脂製やまば歯車１の歯７及び標準歯９における、はすば歯車５側の歯７ａ、標準歯９ａを歯底近傍から切り離して拡大して示す斜視図である。つまり、図７は、図４における歯７、標準歯９のうちの、歯幅方向中央部３よりも左側に位置する歯７ａ、標準歯９ａを示す斜視図である。なお、本実施形態では、歯７及び標準歯９は、歯幅方向中央部３を基準として、歯７ａ及び標準歯９ａと、歯７ｂ及び標準歯９ｂとが対称になっている。言い換えると、歯幅方向中央部３を面としてみたときに、この面を基準に、歯７ａ及び標準歯９ａと、歯７ｂ及び標準歯９ｂとが相互に鏡面関係にある。したがって、以下では、歯７ｂ及び標準歯９ｂについては、適宜、説明を省略する。

図４，図７に示すように、樹脂製やまば歯車１の歯７は、上述の標準歯９とほぼ同形に形成されている。ここで、「ほぼ」とは、本実施形態においては、後に詳述するように、ねじれ角が異なる点を除いて同じであるということである。図４に示すように、歯７は、はすば歯車５側の歯７ａと、はすば歯車６側の歯７ｂとを有している。これら歯７ａ，７ｂは、相互に接合されていることで、山形形状となっている。歯７における、歯先面Ｌを挟む２つの歯面のうち、山形形状の頂部７ｇを有する側のものを山側歯面７ｃ，７ｄとし、また、これとは反対に位置して谷部７ｈを有する側のものを谷側歯面７ｅ，７ｆとする。

本実施形態では、上述のように、標準歯９ａの山側歯面９ｃのねじれ角がθであるのに対して、歯７ａの山側歯面７ｃのねじれ角は、θよりも小さいねじれ角に設定されている。つまり、α＞０とすると、山側歯面７ｃのねじれ角は、（θ−α）に設定されている。このことにより、山側歯面７ｃは、歯幅方向の任意の位置における、歯幅方向に直交する方向の断面形状が、標準歯９ａの山側歯面９ｃと同じとなり、かつ歯幅方向一端部４ａから歯幅方向中央部３に近づくほど、山側歯面９ｃから遠ざかるように配置される。一方、標準歯９ａの谷側歯面９ｅのねじれ角がθであるのに対して、歯７ａの谷側歯面７ｅのねじれ角は、θよりも大きいねじれ角に設定されている。つまり、谷側歯面７ｅのねじれ角は、（θ＋α）に設定されている。このことにより、谷側歯面７ｅは、歯幅方向の任意の位置における、歯幅方向に直交する方向の断面形状が、標準歯９ａの谷側歯面９ｅと同じとなり、かつ歯幅方向一端部４ａから歯幅方向中央部３に近づくほど、谷側歯面９ｃから遠ざかるように配置される。これらの結果、歯７ａの歯厚は、標準歯９ａに対して、歯幅方向一端部４ａにおいては、標準歯９ａの歯厚Ｔと同じで最大となり、歯幅方向一端部４ａから歯幅方向中央部３に向かうに従って、歯厚が徐々に薄くなっていき、歯幅方向中央部３で最小の歯厚ｔ（ｔ＜Ｔ）となる。このように、歯７ａの山側歯面７ｃ及び谷側歯面７ｅの双方を、歯幅方向中央部３に近づくほど、標準歯９ａの山側歯面９ｃ及び谷側歯面９ｅから内側に遠ざけるようにすることで、見方を変えると、山側歯面９ｃ，７ｃの間、及び谷側歯面９ｅ，７ｅの間に、歯幅方向一端部４ａから歯幅方向中央部３に近づくほど、歯厚方向の寸法が大きくなる噛み合い逃げ部ｇ１，ｈ１が形成されることになる。なお、図４に示す、はすば歯車６側についても同様であり、標準歯９ｂ，歯７ｂの山側歯面９ｄ，７ｄの間、及び標準歯９ｂ，歯７ｂの谷側歯面９ｆ，７ｆの間には、歯幅方向他端部４ｂから歯幅方向中央部３に近づくほど、歯厚方向の寸法が大きくなる噛み合い逃げ部ｇ２，ｈ２が形成されることになる。そして、噛み合い逃げ部ｇ１，ｇ２が一体となって、歯７の山側歯面７ｃ，７ｄ側の噛み合い逃げ部ｇを構成し、また、噛み合い逃げ部ｈ１，ｈ２が一体となって、歯７の谷側歯面７ｅ，７ｆ側の噛み合い逃げ部ｈを構成する。

本実施形態では、上述のように、樹脂製やまば歯車１の山側歯面７ｃ，７ｄと谷側歯面７ｅ，７ｆとの双方にそれぞれ噛み合い逃げ部ｇ，ｈを構成したので、樹脂製やまば歯車１が一方向あるいは他方向に回転する場合の両方向の回転において、相手方の樹脂製やまば歯車に対して良好な噛み合いを実現することができる。以下、この点について詳述する。

図２，図３に示すように、樹脂製やまば歯車１を射出成形する際に、第１金型８と第２金型１０の突き合わせ面１４にズレが発生すると、図５に示すように、はすば歯車５とはすば歯車６との接合面３にもズレ（Ｌ２）が発生して、山形形状の頂部７ｇとその裏面側の谷部７ｈに段差１７が生じる。このような場合に、図４に示したように噛み合い逃げ部ｇ，ｈが形成されていないと、図６に示すように、一対の樹脂製やまば歯車１（１ａ，１ｂ）を相互に噛み合わせた場合に、図８（ａ），（ｂ）に示すように、はすば歯車５とはすば歯車６とのうちのいずれか一方のみが、噛み合う相手歯車（樹脂製やまば歯車１）の歯７と噛み合うことになり、歯７のうちの歯幅方向の半分のみで動力伝達することになる。この結果、樹脂製やまば歯車１であっても、はすば歯車と同様のスラスト荷重が発生することになる。なお、図８（ａ）は、歯７のうち、はすば歯車６の歯７ｂのみで動力伝達する態様を例示するものであり、一方、図８（ｂ）は、歯７のうち、はすば歯車７ａのみで動力伝達する態様を例示するものである。

しかし、本実施形態の樹脂製やまば歯車１は、図４に示すように、噛み合い逃げ部ｇが山形形状の歯７における、山側歯面７ｃ，７ｄ側に形成され、かつ、噛み合い逃げ部ｈが山形形状の歯７における、谷側歯面７ｅ，７ｆ側に形成されている。このため、噛み合う相手歯車の歯７の谷部７ｈ側の段差１７に、山側歯面７ｃ，７ｄ側の噛み合い逃げ部ｇが対応し、また、噛み合う相手歯車の歯７の頂部７ｇ側の段差１７に、谷側歯面７ｅ，７ｆ側の噛み合い逃げ部ｈが対応して、いずれも、噛み合う相手歯車に段差１７が干渉することを防止することができる。このため、噛み合う一対の樹脂製やまば歯車１のはすば歯車５，５相互、及びはすば歯車６，６相互が歯幅方向のほぼ全域にわたって円滑に接触し、必要な接触領域を確保した上で動力伝達することが可能となる。このためスラスト方向荷重の発生を防止するとともに、一方の樹脂製やまば歯車１の歯７が、これに噛み合う他方の樹脂製やまば歯車１の段差１７に当たることに起因する騒音の発生を防止することができる。

なお、第１金型８と第２金型１０の突き合わせ面１４のズレ量は、使用する射出成形機毎に実測するか、又はシミュレーション実験等によって予測される。そして、噛み合い逃げ部ｇ，ｈのそれぞれの逃げ量（Ｔ−ｔ）／２は、それら実測値又は予測値と等しいか又はそれらの値よりも大きな寸法となるように決定される。

このような構成の本実施形態の樹脂製やまば歯車１によれば、はすば歯車５，６の接合面１５にズレが発生した場合であっても、その接合面１５のズレに起因する段差１７を、噛み合い逃げ部ｇ，ｈで吸収することができ、山形形状の歯７の歯幅方向ほぼ全域で動力伝達することができ、静粛で、かつ高負荷・高回転の動力伝達が可能になる。

しかも、本実施形態の樹脂製やまば歯車１によれば、山形形状の歯７の歯幅方向ほぼ全域で動力伝達することが可能になるため、はすば歯車のようなスラスト荷重を生じることがなく、スラスト軸受でスラスト荷重を受ける必要がなくなる。その結果、本実施形態によれば、スラスト軸受が不要になる分だけ、狭隘なスペース内に樹脂製やまば歯車１を配置すること可能になるとともに、軽量化及び低廉化を図ることができる。

また、噛み合い逃げ部ｇ，ｈは、歯幅方向一端部４ａ及び歯幅方向他端部４ｂから歯幅方向中央部３に近づくほど、歯厚方向の寸法が大きくなるように構成されている、言い換えると、山形形状の歯７は、その歯厚が歯幅方向中央部近傍３で急に薄くなるのではなく、歯幅方向一端部４ａ及び歯幅方向他端部４ｂから歯幅方向中央部３に近づくほど徐々に薄くなるように形成されているので、歯７における歯幅方向に直交する方向の断面積が急激に変化することがなく、したがって、歯７の断面積が急激に変化する場合と比較して、歯７の強度を十分に確保することができる。

上述では、標準歯９の山側歯面９ｃ及び谷側歯面９ｅのねじれ角θに対して、歯７の山側歯面７ｃのねじれ角を（θ−α）に設定し、また、谷側歯面７ｅのねじれ角を（θ＋α）に設定した。つまり、標準歯９の山側歯面９ｃ及び谷側歯面９ｅのねじれ角θを基準にしたときの、歯７の山側歯面７ｃのねじれ角の差αと谷側歯面７ｅのねじれ角の差αとが同じになるように設定した。これにより、歯幅方向中央部３における、山側歯面７ｃ，７ｄ側の噛み合い逃げ部ｇの、歯厚方向の寸法と、谷側歯面７ｄ，７ｅ側の噛み合い逃げ部ｈの、歯厚方向の寸法とが、いずれも（Ｔ−ｔ）／２となり、相互に等しくなった。

ところで、上述の噛み合い逃げ部ｇ，ｈは、歯厚方向の寸法を大きくとればとるほど、歯７の歯厚が薄くなる。したがって、噛み合い逃げ部ｇ，ｈは、必要最小限に設定することが好ましい。このような観点からは、上述の標準歯９の山側歯面９ｃ及び谷側歯面９ｅのねじれ角θに対する、歯７の山側歯面７ｃと谷側歯面７ｅのねじれ角の差αを必ずしも同じにする必要はない。例えば、樹脂製やまば歯車１の回転が、谷部７ｈから頂部７ｇに向かう方向が主で、この逆回転方向が従であるような場合には、山側歯面７ｃ側のねじれ角の差を、谷側歯面７ｅ側のねじれ角の差よりも大きく設定することで、噛み合い逃げ部ｇの全体的な厚さを、噛み合い逃げ部ｈの全体的な厚さよりも大きく設定することにより、噛み合い逃げ部ｈの厚さが必要以上に厚くなることを有効に防止することができる。

＜実施形態２＞
上述の実施形態１のおいては、図７に示すように、歯７ａ（７）の山側歯面７ｃ側の噛み合い逃げ部ｇ１（ｇ）の歯厚方向の寸法は、歯幅方向の位置が同じである場合には、歯底面側（図７中の下側）における寸法（例えば、ｇａ）と、歯先面Ｌ側における寸法（例えば、ｇｂ）とが同じになる。この寸法は、歯底面から歯先面Ｌに至るいずれの高さにおいても同じである。これは、谷側歯面７ｅ側の噛み合い逃げ部ｈ１（ｈ）についても同じことが言える。

ところで、図３に示すように、第１金型８及び第２金型１０を、突き合わせ面１４でつき合わせて、上述の樹脂製やまば歯車１を射出成形する場合、突き合わせ面１４のズレの１つとして、軸Ｃを中心とした回転方向のズレ、いわゆる位相のズレが考えられる。このような位相のズレは、軸Ｃに近い部分よりも遠い部分で大きく発生する。つまり、ズレは、樹脂製やまば歯車１の歯７においては、歯底面側よりも歯先面Ｌ側で大きく出ることになる。

そこで、本実施形態では、ズレに起因する段差１７が発生する歯幅方向中央部３の近傍において、噛み合い逃げ部ｇ，ｈの歯厚方向の寸法が、歯底面側よりも歯先面Ｌ側で大きくなるようにした。言い換えると、ズレに起因する段差１７が小さい歯底面側では、噛み合い逃げ部ｇ，ｈの歯厚方向の寸法が、歯先面Ｌ側よりも小さくなるようにして、必要以上に歯底面側の噛み合い逃げ部ｇ，ｈの歯厚方向の寸法が大きくなることを防止するようにした。

なお、以上では、歯幅方向中央部３の近傍において、噛み合い逃げ部ｇ，ｈの歯厚方向の寸法が、歯底面側よりも歯先面Ｌ側のほうが大きくなるようにしたが、これに限らず、噛み合い逃げ部ｇ，ｈの歯厚方向の寸法を、歯先面Ｌ側よりも歯底面側のほうが大きくなるようにしてもよい。なお、本実施形態を適用した場合には、歯７の山側歯面７ｃ，７ｄ、及び谷側歯面７ｅ，７ｆの、歯幅方向に直交する方向の断面形状は、インボリュート曲線に近似したものとなる。

＜実施形態３＞
以上の実施形態１，２においては、歯７の歯形がインボリュート歯形である場合を例に説明したが、本発明はこれに限らず、例えば、歯７の歯形が、サイクロイド歯形、円弧歯形、トロコイド歯形等である場合も適用することができる。

以上の説明においては、本発明に係る樹脂製やまば歯車１に噛み合う歯車が、同じ樹脂製やまば歯車１である場合について説明した。本発明に係る樹脂製やまば歯車１は、これに限定されるものではなく、上述の標準歯９を備えた樹脂製やまば歯車に噛み合わせて使用することもできる。ただし、この場合には、標準歯９を備えた樹脂製やまば歯車は、上述のような噛み合い逃げ部ｇ，ｈが形成されていないので、これに噛み合わせる本発明に係る樹脂製やまば歯車１は、本発明に係る樹脂製やまば歯車１相互を噛み合わせる場合と比較して、噛み合い逃げ部ｇ，ｈの、歯厚方向の寸法を大きく設定する必要がある。

なお、以上の説明では、本発明に係る樹脂製やまば歯車１が弾性変形するという点については特には言及していないが、本発明に係る樹脂製やまば歯車１は、同形状の一般的な金属製のやまば歯車と比較した場合、同じ荷重が付加されたときの変形量が、金属製のやまば歯車よりも大きいものとする。また、この点に関連して、本発明に係る樹脂製やまば歯車１は、相手方の樹脂製やまば歯車と噛み合わされて荷重が付加されることで歯７が弾性変形した場合で、かつ自身と相手方の一方又は双方に段差１７が発生した場合であっても、歯の頂部７ｇ近傍や谷部７ｈ近傍が、相手方の樹脂製やまば歯車の歯面に接触しない程度の大きさに、上述の噛み合い逃げ部ｇ，ｈが形成されている。

また、上述では、説明の便宜上、樹脂製やまば歯車１については、はすば歯車５（第１歯車部分５）とはすば歯車６（第２歯車部分６）とを貼り合わせて形成したように、また、歯７については、はすばの歯７ａ，７ｂを貼り合わせて形成したように説明したが、本発明に係る樹脂製やまば歯車１は、実際には全体が一体に形成されている。

本発明の樹脂製やまば歯車は、高速回転で、かつ高負荷の動力伝達を静粛に行う必要があり、しかも軽量化及び製品価格の低廉化を図る必要がある複写機，プリンタ，ファクシミリ装置等の画像形成装置、自動車部品、精密機械、電子機器等の動力伝達機構に広く使用される。

樹脂製やまば歯車を、軸を横方向に向けた状態で示す正面図である。 樹脂製やまば歯車を形成するために使用される射出成形用金型の模式的断面図である。 射出成形用金型の離型時の状態を示す模式的断面図である。 樹脂製やまば歯車の歯を拡大して示す平面図である。 樹脂製やまば歯車の第１歯車部分（はすば歯車）と第２歯車部分（はすば歯車）のズレ状態を示す図であり、図５（ａ）が第１の態様を示す図であり、図５（ｂ）が第２の態様を示す図である。 本実施形態の樹脂製やまば歯車の使用状態を示す正面図である。 樹脂製やまば歯車の歯及び標準歯の１つを、歯底近傍から切り離して拡大して示す斜視図である。 従来の樹脂製やまば歯車の噛み合い時の不具合発生状況を示す図であり、図８（ａ）がその第１態様を示す図であり、図８（ｂ）がその第２態様を示す図である。 従来例に係る樹脂製やまば歯車を形成する射出成形金型の断面図である。 従来の樹脂製やまば歯車の第１歯車部分と第２歯車部分のズレ状態を示す図であり、図１０（ａ）が第１の態様を示す図であり、図１０（ｂ）が第２の態様を示す図である。

符号の説明

１……樹脂製やまば歯車、３……歯幅方向中央部、４ａ……歯幅方向一端部、４ｂ……歯幅方向他端部、７……歯、７ａ，７ｂ……歯、７ｃ，７ｄ……歯の山側歯面、７ｅ，７ｆ……歯の谷側歯面、７ｇ……歯の頂部、７ｈ……歯の谷部、９……標準歯、９ａ，９ｂ……標準歯、９ｃ，９ｄ……標準歯の山側歯面、９ｅ，９ｆ……標準歯の谷側歯面、９ｇ……標準歯の頂部、９ｈ……標準歯の谷部、ｇ……山側歯面側の噛み合い逃げ部、ｈ……谷側歯面側の噛み合い逃げ部、Ｌ……歯先面、Ｔ，ｔ……歯厚、α……ねじれ角の差、θ……基準歯の歯面のねじれ角、

Claims (2)

1. ねじれが反対のはすば歯車を貼り合わせたような山形形状の歯を有し、
   前記山形形状の歯の頂部から歯幅方向一端側の第１歯車部分を形作る第１金型と、前記歯の頂部から歯幅方向他端側の第２歯車部分を形作る第２金型とを突き合わせ、これら第１金型と第２金型のキャビティ内に樹脂を射出して一体成形されてなる樹脂製やまば歯車において、
   前記歯の歯先面を挟む２つの歯面のうちの、山形形状の前記頂部を有する側の歯面を山側歯面、反対側の歯面を谷側歯面とし、さらに、前記歯における歯幅方向一端部から歯幅方向中央部まで、及び歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部までの任意の位置における歯厚が一定である標準歯を仮想したときに、
   前記歯の前記山側歯面は、前記歯幅方向一端部及び前記歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部に近づくほど、前記標準歯の前記山側歯面から前記標準歯の前記谷側歯面に向かって離れ、また、前記歯の前記谷側歯面は、前記歯幅方向一端部及び前記歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部に近づくほど、前記標準歯の前記谷側歯面から前記標準歯の前記山側歯面に向かって離れるように形成されていて、
   前記標準歯の前記山側歯面と前記歯の前記山側歯面との間、及び前記標準歯の前記谷側歯面と前記歯の前記谷側歯面との間の双方には、前記歯幅方向一端部及び前記歯幅方向他端部から前記歯幅方向中央部に近づくほど、歯厚方向の寸法が大きくなる噛み合い逃げ部が構成され、
   前記噛み合い逃げ部は、前記第１金型と前記第２金型の突き合わせ面に生じるズレに起因して、前記歯の前記頂部と前記頂部の裏面側の谷部に段差が生じることを考慮し、前記段差が噛み合う相手歯車に干渉することがないように、前記段差を収容できるようになっており、
   前記歯の前記歯幅方向中央部の近傍における前記噛み合い逃げ部の歯厚方向の寸法は、前記第１金型と前記第２金型の突き合わせ面に、前記樹脂製やまば歯車の軸を中心とした回転方向のズレが生じた場合、前記軸に近い歯底面側よりも前記軸から遠い前記歯先面側の前記ズレに起因する前記歯の段差が大きくなることを考慮し、前記歯底面側よりも前記歯先面側の方が大きく設定され、
   前記歯の前記歯幅方向中央部の近傍における前記山形歯面と前記谷川歯面の前記歯幅方向に直交する断面形状がインボリュート曲線に近似したものとなる、
   ことを特徴とする樹脂製やまば歯車。
2. 前記歯の前記山側歯面は、ねじれ角が前記標準歯の歯面のねじれ角よりも小さく設定され、
   前記歯の前記谷側歯面は、ねじれ角が前記標準歯の歯面のねじれ角よりも大きく設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂製やまば歯車。

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