JP6278693B2 - 射出成形樹脂歯車およびその製造方法 - Google Patents

射出成形樹脂歯車およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6278693B2
JP6278693B2 JP2013265723A JP2013265723A JP6278693B2 JP 6278693 B2 JP6278693 B2 JP 6278693B2 JP 2013265723 A JP2013265723 A JP 2013265723A JP 2013265723 A JP2013265723 A JP 2013265723A JP 6278693 B2 JP6278693 B2 JP 6278693B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
web
mold
injection
resin
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013265723A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015120299A (ja
Inventor
和憲 元田
和憲 元田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2013265723A priority Critical patent/JP6278693B2/ja
Priority to EP14188243.1A priority patent/EP2889512A3/en
Priority to US14/520,726 priority patent/US9855690B2/en
Priority to CN201410575149.2A priority patent/CN104723513B/zh
Publication of JP2015120299A publication Critical patent/JP2015120299A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6278693B2 publication Critical patent/JP6278693B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0046Details relating to the filling pattern or flow paths or flow characteristics of moulding material in the mould cavity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • B29C2045/0027Gate or gate mark locations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2015/00Gear wheels or similar articles with grooves or projections, e.g. control knobs
    • B29L2015/003Gears
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/32Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims
    • B29L2031/322Wheels, pinions, pulleys, castors or rollers, Rims made wholly of plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H55/00Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02Toothed members; Worms
    • F16H55/06Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F16H2055/065Moulded gears, e.g. inserts therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/1987Rotary bodies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Description

本発明は射出成形樹脂歯車およびその製造方法に関し、特に外周に歯が形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを備えた射出成形樹脂歯車およびその製造方法に関するものである。
従来、複写機、プリンター等の動力伝達部品として射出成形樹脂歯車が多数使用されている。こうした利用分野では、印刷の品質を高めるため、これら射出成形樹脂歯車の精度の要求が非常に高まっている。
射出成形樹脂歯車はウェブ面に開口する多点ゲートから樹脂を注入して成形を行っている。この場合、ゲートから注入された樹脂は放射状にキャビティ内に充填されるため、歯車周方向でゲートと一致する位置においては、歯車周方向でゲートとゲートの中間位置よりも、樹脂が外周部の歯部へ早く到達するために、歯部への樹脂充填が不均一となり、噛合い誤差(JGMA116−02)等で規格される歯面精度に悪影響を及ぼす。
これまで射出成形樹脂歯車の精度を高める手段として、樹脂の流動途中に整流化のための環状溝形状を配設し、流動の整流化を行う手法(公知技術)が知られている。また、特許文献1に記載されているように、ゲート近傍に溝形状を配設し、樹脂の流れを抑制する手法が報告されている。或いは、特許文献2に記載されているようにウェブのゲートよりも外周側の部分にリブを立設して、リブの高さを、周方向でゲートに対応する位置で高く、ゲートとゲートの中間位置で低くし、ゲートから外周部に向けて流れる樹脂の流れを分流させるバッファ領域とし、成形品外周部への樹脂到達タイミングを補完する手法が報告されている。
特許第4173053号公報 特開2011−31470号公報
しかしながら、従来技術の流動途中に整流化のための環状溝形状や特許文献1に記載のゲート近傍に溝形状を配設する手法では、十分な歯面精度向上の効果を得るためには大径でウェブが厚肉の歯車であれば問題は生じない。しかし、近年のカラープリンター、複写機など高精度化、小型化が進み外径がΦ30mmからΦ45mm程度で厚さが1.5から2.0mm程度の小径の高精度射出成形樹脂歯車の場合、整流化の効果を得るための溝を配設すると、溝部の薄肉化による歯車の強度の低下や溝形状が歯面、軸支持部へ近づくことでこれらの精度に影響する問題があった。
また、特許文献2では、ゲートよりも外周側にリブが配設されているため、小径の射出成形樹脂歯車の場合、歯面への精度影響が懸念される。また、十分な効果を得るためにはリブを厚肉化する必要があり、それによるウェブの変形が懸念される。或いはリブ直下でウェブの高さを変える必要があり、設計の自由度が狭くなってしまう。
この様に従来技術においては、ウェブにおけるゲートの配置に起因する樹脂流動の不均一性の問題があった。
本発明は、上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ウェブにおけるゲートの配置に起因する樹脂流動の不均一を解消し、高精度の射出成形樹脂歯車およびその製造方法を提供するものである。
前記課題を解決する射出成形樹脂歯車は、外周部に形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続する、第一の面と第二の面を有するウェブを備えた射出成形樹脂歯車において、前記ウェブは、前記第一の面に形成された凹部と、前記第二の面に形成された凸部とからなる凹凸部を複数有し、前記凹凸部の凹部或いは凸部のいずれか一方にゲート痕があり、かつ前記凹凸部の、前記回転中心および前記ゲート痕を通る半径方向の断面において、前記凹部の半径方向端部には薄肉部が存在することを特徴とする。
本発明の射出成形樹脂歯車の製造方法は、外周部に形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを備えた射出成形樹脂歯車の製造方法において、前記外周部に形成された歯部を転写する歯部形成部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部を転写する軸支持部形成部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを転写するウェブ形成部を備えた第一の型および第二の型を用いて、前記第一の型と前記第二の型とを合わせた時に形成される空隙に溶融樹脂を注入して射出成形樹脂歯車を成形する工程を有し、前記ウェブを転写するウェブ形成部は、前記第一の型と前記第二の型を合わせた時、前記第一の型に形成された型凹部と、前記第二の型に形成された型凸部とからなる型凹凸部を複数有し、且つ前記複数の型凹凸部それぞれ配置されたゲートから前記溶融樹脂を注入することを特徴とする。
本発明によれば、ウェブにおけるゲートの配置に起因する樹脂流動の不均一を解消し、高精度の射出成形樹脂歯車およびその製造方法を提供することができる。
本発明の射出成形樹脂歯車の一実施態様を示す説明図である。 本発明の射出成形樹脂歯車の凹凸部の周辺を上面から見た図である。 本発明の射出成形樹脂歯車の凹凸部の他の実施態様を示す図である。 本発明の射出成形樹脂歯車の他の実施態様を示す説明図である。 従来の射出成形樹脂歯車示す説明図である。 本発明と従来技術のゲートからの樹脂の充填の傾向を比較して示す図である。 本発明の射出成形樹脂歯車の製造方法の一実施態様を示す説明図である。
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に係る射出成形樹脂歯車は、外周部に形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを備えた射出成形樹脂歯車において、
前記ウェブは第一の面に形成された凹部と、第二の面の前記凹部に対応した位置に形成された凸部とからなる凹凸部を有し、前記凹凸部の凹部或いは凸部のいずれか一方にゲート痕があり、かつ前記凹凸部の回転中心を通る半径方向の断面において、前記凹部の半径方向端部には薄肉部が存在することを特徴とする。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。図1は、本発明の射出成形樹脂歯車の一実施態様を示す説明図である。本発明の射出成形樹脂歯車は、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンスルフィド、ポリアミド、ナイロンなどの樹脂材料を用いて、射出成形で製造される。図1(a)は凹凸部17を配設した代表的な射出成形樹脂歯車(以降、「歯車」と略記することもある。)の上面視であり、図1(b)は歯車のA−A線断面図であり、図1(c)は凹凸部17の拡大図であり、図1(d)は凹凸部17の半径方向と直角方向における歯車のB−B線断面図である。
本発明の射出成形樹脂歯車は、外周部に形成された歯部(不図示)と、回転中心16の周囲に形成された軸支持部11と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブ2を備えている。1は歯車のリムであり、歯車の回転中心16の軸に対して同軸に配置されている。リム1の外周部分には不図示の歯部が設けられている。ウェブ2は、リム1の内周面から回転中心16の軸方向に平円板状に延在している。
図1(b)において、ウェブ2は第一の面14に形成された凹部3と、第二の面15の前記凹部に対応した位置に形成された凸部4とからなる凹凸部17を有する。3はウェブ2の片面に存在する凹部であり、4はウェブの凹部3と反対側の面に存在する凸部を示す。凹凸部17は等間隔に同心円上に4個配置され、凹凸部17をウェブの表裏面に対向して設置することで、前記凹凸部17の回転中心を通る半径方向20の断面において、凹部の半径方向端部には薄肉部12が存在する。5は溶融樹脂の注入口であるゲートであり、ここでは前記凹凸部17の凹部或いは凸部のいずれか一方に配置されている。凹部或いは凸部のいずれか一方にゲート6のゲート痕18が形成されている。
図1(c)において、T1はウェブ2の厚さであり、T2は前記薄肉部12の厚さであり、T3は凹凸部17の回転中心を通る半径方向20と直角方向の厚さであり、T4は凹部の深さであり、T5は凸部の厚さである。凹凸部17の回転中心を通る半径方向20の断面において、前記凹部の半径方向端部に存在する薄肉部の厚さT2は、前記ウェブの厚さT1と凹部の深さT4の差(T2=T1−T4)からなる。
また、凹凸部17の回転中心を通る半径方向の断面において、前記凹凸部17の厚さT3は前記薄肉部の厚さT2と前記凸部の厚さT5の合計(T3=T2+T5)からなる。また、凹凸部17の厚さT3は、ウェブの厚さT1と同じ厚さか、或いはそれ以上の厚さとするのが好ましい。
図1(d)において、前記凹凸部の回転中心を通る半径方向20と直角の円周方向21の断面において、前記凹部3の円周方向21の端部の厚さT6はウェブの厚さT1と等しい(T6=T1)ことを特徴とする。
本発明において、前記ウェブに形成された凹部の平面の形状は、対向する少なくとも一対の辺が直線または円弧からなる四辺形からなることを特徴とする。
図2は、本発明の射出成形樹脂歯車の凹凸部の周辺を上面から見た図である。角度θは、射出成形樹脂歯車の回転中心16をOとした時、ウェブ2に形成された凹凸部17の周方向の一辺の両端を結ぶ線から形成される幅を見込む角度であり、Wは凹凸部17の半径方向の幅、Xは円周方向の幅である。Lは、前記歯車の回転中心Oから前記ゲートまでの距離であり、Rは歯車の回転中心Oから前記不図示の歯先円先端までの距離である。Wは1.5mm以上4mm以下、好ましくは2.5mm以上3.5mm以下である。Xは2mm以上12mm以下、好ましくは4mm以上8mm以下である。Lは7mm以上11mm以下、好ましくは5mm以上10mm以下である。
ウェブに形成される凹凸部の数は複数個からなり、好ましくは3個以上、さらに好ましくは4個以上6個以下であるのが望ましい。
図2において、前記ウェブの片面側から見た平面において、回転中心と、凹部の回転中心に面する一辺の両端を結ぶ線から形成される角度θ(°)は、前記凹部或いは凸部に配置されたゲート痕数をGとした場合、GがG≧4の時には360/{G×2(G−3)}≦θ≦360/Gの関係を満たし、G=3の時にはθ=360/Gの関係を満たすことが好ましい。
図3は、本発明の射出成形樹脂歯車の凹凸部の他の実施態様を示す図である。
本発明の射出成形樹脂歯車の凹凸部17の凹部および凸部はいずれか一方または両方の側面は垂直または傾斜した面でもよい。図3においては、凹凸部の凹部の半径方向の縦壁6或いは凸部の半径方向の縦壁7が斜面を成している場合の、半径方向の歯車の断面を示す。
図4は、本発明の射出成形樹脂歯車の他の実施態様を示す説明図である。図4(a)は、凹凸部13を扇形とした時の上面視であり、図4(b)は凹凸部13を配設した歯車のC−C線断面図であり、図4(c)は凹凸部13の半径方向と直角方向の歯車のD−D線断面図である。8はウェブの片面に存在する凹部であり、9はウェブの凹部と反対側の面に存在する凸部である。10は溶融樹脂の注入口であるゲートである。凹凸部13の凹部8は対向する一対の辺が円弧である四辺形からなり、回転中心16から見て前記円弧の曲率の中心は、前記回転中心16と反対側にある。
図5は、従来の射出成形樹脂歯車示す説明図である。図5(a)は歯車の樹脂の充填の傾向を示す図、図5(b)は半径方向の歯車のE−E線断面図である。50は、溶融樹脂の注入口であるゲートであり、51は、ゲート部近傍とゲート間の樹脂の充填の差を表している。従来の樹脂充填方法では、既に述べたように隣り合うゲートから注入された樹脂は放射状にキャビティ内に充填されるため、ゲート部近傍と比較してゲートの中間部では樹脂の充填に遅れが生じ、歯部への樹脂充填が不均一となり歯面精度に悪影響を及ぼす。
このため、本発明の凹凸部は、ゲート配置に起因する樹脂充填の不均一を修正するために、ゲートから歯部に近い半径方向の端部に絞り部として作用する薄肉部12(厚さT2)を設けることで、樹脂流動抵抗が大きくなり充填を遅らせることができる。また、凹凸部13の厚さT3は、ウェブの厚さT1と同じ厚さか、或いはそれ以上の厚さとすることで、樹脂流動抵抗が小さくなりゲート間の充填を促進し、歯部への樹脂充填の不均一が低減される。
図6は、本発明と従来技術のゲートからの樹脂の充填の傾向を比較して示す図である。図6(a)は、従来技術での樹脂の充填の傾向を示す図であり、従来例では、ゲートから充填された樹脂は同心円状に広がる。
図6(b),(c)は本発明の樹脂の充填の傾向を示す図である。図6(b)では凹凸部の半径方向における樹脂の流れの傾向を示し、ゲートから充填された樹脂は、最初凸部へ突き当り、回り込んだ後に径方向へ広がるため、流動抵抗が大きくなり半径方向への樹脂の抑制効果が高められる。図6(c)では凹凸部の円周方向における樹脂の流れの傾向を示し、ゲートから充填された樹脂は流動抵抗は低く、円周方向への樹脂の流れを高めることができる。歯車中心Oからゲートまでの距離Lは、歯車半径Rの半分までの距離に設定し、また、凹凸部の半径方向の幅Wは、2.5mm以上に設定することで効果的である。
次に、本発明の射出成形樹脂歯車の製造方法について説明する。
図7は、本発明の射出成形樹脂歯車の製造方法の一実施態様を示す説明図である。図7において、31は第一の型、32は第二の型、33は空隙、34はゲート、35は型凹部、36は型凸部を示す。本発明に係る射出成形樹脂歯車の製造方法は、外周部の周囲に形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを備えた射出成形樹脂歯車の製造方法において、前記外周部に形成された歯部を転写する歯部形成部42a,42bと、回転中心の周囲に形成された軸支持部を転写する軸支持部形成部41a,41bと、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを転写するウェブ形成部40a,40bを備えた第一の型31および第二の型32を用いて、前記第一の型31と前記第二の型32とを合わせた時に形成される空隙33に溶融樹脂を注入して射出成形樹脂歯車を成形する工程を有し、
前記ウェブを転写するウェブ形成部40a,40bは、前記第一の型31に形成された型凹部35と、前記第一の型と前記第二の型を合わせた時、前記型凹部に対応した位置となる前記第二の型に形成された型凸部36とからなる複数の型凹凸部37を有し、且つ前記型凹部または前記型凸部に配置されたゲート34から前記溶融樹脂を注入することを特徴とする。
前記空隙33の回転中心を通る半径方向に、前記型凹部35および前記型凸部36によって前記空隙33が狭くなる部分が形成され、前記ゲート34から注入された前記半径方向の樹脂の流れは、前記空隙33の円周方向の樹脂の流れに比べて抑制されることを特徴とする。
本発明は、従来技術における様なウェブの厚さの増加や大径化、ウェブ高さの変更などの方法を伴わずに、樹脂流動の均一化を行うことができる射出成形樹脂歯車およびその製造方法を提出することができる。
また、本発明は複数のゲートを用いた射出成形樹脂歯車のゲート配置に起因する歯部への樹脂充填の不均一を解消し、高精度化するとともに、ゲートによる軸支持部の精度への影響を低減し、またウェブに形成された第一の面の凹部と、第二の面の凸部とからなる凹凸部の配設によるウェブの曲げ剛性の低下や歯面精度の影響は生じない。
本発明は、外周に歯が形成された円筒状のリムと、リムの内周面に接合したウェブがある射出成形樹脂歯車に関するものであり、ウェブの第一の面に凹部と第二の面の対応した側に凸部があり、凹部或いは凸部のどちらか一方にゲートを配設し、前記凹部の半径方向の両端部に薄肉部が存在し、薄肉部で樹脂流動を絞ることで半径方向の流れを抑制することができ、ゲートから流動距離の近い歯部と軸支持部への充填を遅らせることでより高精度な歯車の成形が可能になる。
さらに本発明は、歯車の外径が一定の場合は、ゲート点数の増加など付加を伴わずに流動を改善することができるため、材料の使用量を削減できるだけでなく、射出成形樹脂歯車のコストを低価格に抑えることが可能となる。
また、前記凹凸部の厚さは、周方向への流れを促進するために前記ウェブよりも厚く設けてもよい。これにより、周方向の流れが促進され、樹脂の流れの方向性の制御を高めることができる。
また、凹凸部の周方向の溝の角度θは、ゲート点数GがG≧4の時、360/{G×2(G−3)}≦θ≦360/G、G=3の時、θ=360/Gの関係を満たす範囲でより樹脂流動の抑制と促進のバランスがとれ、高精度な歯車の成形が可能になる。
また、前記凹凸部の形状を最終充填部に向けた一対の辺が円弧の四辺形とすることで、樹脂流動方向が最終充填部に向けられ、樹脂流動の不均一差が一層改善され、更に高精度な歯車の成形が可能となる。
(実施例1)
歯車は、歯先円直径Φ37.92mm、モジュール0.8、圧力角14.5°、歯数45のものとした。凹凸部の形状は、対向する辺が全て直線の四辺形で、凹凸部の半径方向の幅Wは3.0mm、円周方向の幅Xは6.2mmとした。回転中心からウェブの厚さT1は1.5mmであり、ゲートまでの距離Lは9mm、凹凸部の薄肉部の厚さT2は0.5mm、凹凸部の回転中心を通る半径方向と直角方向の厚さT3はウェブと同じ1.5mmである。ゲート点数を4点とし、凹凸形状の周方向幅を見込む角度θを60°として、射出成形樹脂歯車を作製した。
比較例1は、図6(a)に示すような歯車で、ゲート点数を4点とし、従来技術における射出成形樹脂歯車に相当する。
比較例1と、実施例1の凹凸部を配設した場合の比較を表1に示す。樹脂の先端が歯部に到達した、成形品体積の62%充填時における流動先端の歯車中心からの最大距離と最少距離の差を流動距離差として評価した。
Figure 0006278693
但し、判定◎は流動距離差の影響は無し、判定○は流動距離差の影響は小、判定△は流動距離差の影響は中を示し、×は流動距離差の影響は大を示す。
表1に示すように、比較例1では、3mm以上の流動距離差があったが、実施例1では凹凸部を配設することにより、1mm以下に抑えられることが確認され、樹脂流動の不均一差を改善する効果がみられた。
(実施例2から5)
実施例1において、凹凸部の回転中心を通る半径方向と直角方向の厚さT3を変化させた以外は、実施例1と同様に、実施例2から5の射出成形樹脂歯車を作製した。
実施例2から5の凹凸部を配設した場合の結果を表2に示す。
Figure 0006278693
表2に示すように、本発明は凹凸部を配設することで、流動距離差が小さくなることが確認されT3をウェブ厚さT1以上に設定すると、ゲート間での流れが更に促進され、流動距離差が小さくなることが確認された。しかし、2mmを超えると大きな変化は見られなかった。
(実施例6から12、比較例2から3)
実施例1において、凹凸部の回転中心を通る半径方向と直角方向の厚さT3を2mmとし、ゲート点数を3、4、6と変更し、凹凸部の周方向の幅を見込む角度θを10°、30°、45°、70°、110°、120°と変更した以外は、実施例1と同様に、射出成形樹脂歯車を作製した。その結果を表3に示す。
比較例2および3は、図6(a)に示すような歯車で、ゲート点数を増やして流動距離差を改善する従来技術を用いた射出成形樹脂歯車に相当する。
Figure 0006278693
表3に示すように、円周方向の幅を見込む角度θを大きくすることでより流動距離差が小さくなることが確認された。おおよそ、ゲート点数GがG≧4の時、360/{G×2(G−3)}≦θ、G=3の時、θ=360/Gが成り立つ状態が効果的である。
次に、実施例9より、ゲート点数が4、周方向の幅を見込む溝角度θ=45°の射出成形で得られた樹脂歯車を、噛み合い測定機(大阪精密機械製GTR−4)で全ピッチ噛み合い誤差を測定した。比較例1の樹脂歯車も同様に全ピッチ噛み合い誤差を測定した。この測定結果を表4に示す。
Figure 0006278693
表4に示すように、比較例1では、全ピッチ噛み合い誤差は、20.5μmであったが、実施例9では、全ピッチ噛み合い誤差は、14.1μmとなり約30%の改善効果がみられた。表4に示すように、本発明により樹脂流動の不均一差を改善することで、全ピッチ噛み合い誤差は、比較例1より改善されることが確認された。
(実施例13から14)
図4のような凹凸部を対向する一対の辺が円弧とした時の凹凸形状の周方向の幅を見込む角度θを35°、60°と変更し、ゲート点数が4点の場合の射出成形樹脂歯車を作製した。その結果を表5に示す。
Figure 0006278693
表5に示すように、実施例13の流動距離差は、実施例9の凹凸部が直線の時と比べて、円周方向の幅を見込む角度を10°程度狭くした場合と同等の効果が得られることが確認された。
(実施例15)
次に、図4のような凹凸部を対向する一対の辺が円弧とした時の凹凸形状の周方向の幅を見込む角度θを45°と変更し、ゲート点数が4の射出成形で得られた樹脂歯車を、噛み合い測定機(大阪精密機械製GTR−4)で全ピッチ噛み合い誤差を測定した。比較例1の樹脂歯車も同様に全ピッチ噛み合い誤差を測定した。この測定結果を表6に示す。
Figure 0006278693
表6に示すように、実施例9では、全ピッチ噛み合い誤差は、14.1μmであったが、実施例15では、全ピッチ噛み合い誤差は、11.5μmとなり凹凸部が直線の時と比べて、約20%の改善効果がみられた。
本発明は、ウェブにおけるゲートの配置に起因する樹脂流動の不均一を解消し、高精度の射出成形樹脂歯車を提供できるので、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、精密機器、電子機器等の動力伝達機構に広くに利用することができる。
1 リム
2 ウェブ
3 凹部
4 凸部
5 ゲート
6 凹部形状の半径方向の縦壁
7 凸部形状の半径方向の縦壁
8 凹部
9 凸部
10 ゲート
11 軸支持部
12 薄肉部
13 凹凸部
14 第一の面
15 第二の面
16 回転中心
17 凹凸部
18 ゲート痕
19 外周部
20 半径方向
21 円周方向
31 第一の型
32 第二の型
33 空隙
34 ゲート
35 型凹部
36 型凸部
37 型凹凸
42a,42b 歯部形成部
41a,41b 軸支持部形成部
40a,40b ウェブ形成部
50 ゲート
51 ゲート部近傍とゲート間の充填の差

Claims (9)

  1. 外周部に形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続する、第一の面と第二の面を有するウェブを備えた射出成形樹脂歯車において、
    前記ウェブは、前記第一の面に形成された凹部と、前記第二の面に形成された凸部とからなる凹凸部を複数有し、前記凹凸部の凹部或いは凸部のいずれか一方にゲート痕があり、かつ前記凹凸部の、前記回転中心および前記ゲート痕を通る半径方向の断面において、前記凹部の半径方向端部には薄肉部が存在することを特徴とする射出成形樹脂歯車。
  2. 前記薄肉部の厚さT2は前記ウェブの厚さT1と凹部の深さT4の差からなることを特徴とする請求項1に記載の射出成形樹脂歯車。
  3. 記凹凸部の厚さT3は前記薄肉部の厚さT2と前記凸部の厚さT5の合計からなることを特徴とする請求項1または2に記載の射出成形樹脂歯車。
  4. 前記凹凸部の、前記ゲート痕を通り、前記半径方向と直角の円周方向の断面において、前記凹部の円周方向端部の厚さT6は前記ウェブの厚さT1と等しいことを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項に記載の射出成形樹脂歯車。
  5. 前記ウェブに形成された凹部の平面の形状は、対向する少なくとも一対の辺が直線または円弧からなる四辺形からなることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかの項に記載の射出成形樹脂歯車。
  6. 前記ウェブの片面側から見た平面において、回転中心と、前記凹部の回転中心に面する一辺の両端を結ぶ線から形成される角度θ(°)は、前記凹部或いは凸部に配置されたゲート痕数をGとした場合、GがG≧4の時には360/{G×2(G−3)}≦θ≦360/Gの関係を満たし、G=3の時にはθ=360/Gの関係を満たすことを特徴とする請求項1乃至5のいずれかの項に記載の射出成形樹脂歯車。
  7. 前記凹部は対向する一対の辺が円弧である四辺形からなり、回転中心から見て前記円弧の曲率の中心は、前記回転中心と反対側にあることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかの項に記載の射出成形樹脂歯車。
  8. 外周部に形成された歯部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを備えた射出成形樹脂歯車の製造方法において、前記外周部に形成された歯部を転写する歯部形成部と、回転中心の周囲に形成された軸支持部を転写する軸支持部形成部と、前記歯部と前記軸支持部を接続するウェブを転写するウェブ形成部を備えた第一の型および第二の型を用いて、前記第一の型と前記第二の型とを合わせた時に形成される空隙に溶融樹脂を注入して射出成形樹脂歯車を成形する工程を有し、
    前記ウェブを転写するウェブ形成部は、前記第一の型と前記第二の型を合わせた時、前記第一の型に形成された型凹部と、前記第二の型に形成された型凸部とからなる型凹凸部を複数有し、且つ前記複数の型凹凸部それぞれ配置されたゲートから前記溶融樹脂を注入することを特徴とする射出成形樹脂歯車の製造方法。
  9. 前記空隙の回転中心を通る半径方向に、前記型凹部および前記型凸部によって前記空隙が狭くなる部分が形成され、前記ゲートから注入された前記半径方向の樹脂の流れは、前記空隙の円周方向の樹脂の流れに比べて抑制されることを特徴とする請求項8記載の射出成樹脂歯車の製造方法。
JP2013265723A 2013-12-24 2013-12-24 射出成形樹脂歯車およびその製造方法 Active JP6278693B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013265723A JP6278693B2 (ja) 2013-12-24 2013-12-24 射出成形樹脂歯車およびその製造方法
EP14188243.1A EP2889512A3 (en) 2013-12-24 2014-10-09 Injection molding resin gear and method of manufacturing the same
US14/520,726 US9855690B2 (en) 2013-12-24 2014-10-22 Injection molding resin gear and method of manufacturing the same
CN201410575149.2A CN104723513B (zh) 2013-12-24 2014-10-24 注射模制树脂齿轮及其制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013265723A JP6278693B2 (ja) 2013-12-24 2013-12-24 射出成形樹脂歯車およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015120299A JP2015120299A (ja) 2015-07-02
JP6278693B2 true JP6278693B2 (ja) 2018-02-14

Family

ID=51751923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013265723A Active JP6278693B2 (ja) 2013-12-24 2013-12-24 射出成形樹脂歯車およびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9855690B2 (ja)
EP (1) EP2889512A3 (ja)
JP (1) JP6278693B2 (ja)
CN (1) CN104723513B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6010101B2 (ja) * 2014-12-25 2016-10-19 日本電産コパル株式会社 減速装置、ギアドモータ、及び電子機器
US10371243B2 (en) * 2015-06-10 2019-08-06 Bell Helicopter Textron Inc. Composite and metal hybrid gear
JP6632921B2 (ja) * 2016-03-23 2020-01-22 株式会社エンプラス 樹脂製歯車、樹脂製歯車の射出成形方法、樹脂製歯付きベルト用プーリ、及び樹脂製回転体
JP6463867B1 (ja) * 2018-09-07 2019-02-06 株式会社ショーワ 回転型動力伝達部材の製造方法
CN109695697B (zh) * 2019-01-25 2023-09-22 上海创率复合材料有限公司 齿轮及齿轮制造方法
JP7415163B2 (ja) * 2020-02-21 2024-01-17 スターライト工業株式会社 樹脂製歯車用組成物及びその射出成形物である樹脂製歯車

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01299363A (ja) * 1988-05-27 1989-12-04 Koyo Seiko Co Ltd プーリおよびその製造方法
JPH0480956A (ja) 1990-07-24 1992-03-13 Sony Corp レジスト工程を用いたパターンニング及び導電領域形成方法
JP2626198B2 (ja) 1990-07-24 1997-07-02 日本電気株式会社 電界効果トランジスタ
JPH0480956U (ja) * 1990-11-26 1992-07-14
JPH0480957U (ja) * 1990-11-26 1992-07-14
JP3596131B2 (ja) * 1995-12-15 2004-12-02 株式会社エンプラス 射出成形歯車
JP2000000852A (ja) 1998-06-16 2000-01-07 Canon Inc プラスチック成形品
JP4229687B2 (ja) * 2002-01-15 2009-02-25 株式会社エンプラス 射出成形樹脂歯車、射出成形樹脂回転体及び射出成形体
JP4173053B2 (ja) 2003-06-02 2008-10-29 株式会社エンプラス 射出成形樹脂歯車、射出成形樹脂スプロケット、射出成形樹脂プーリ、射出成形樹脂ローラ
JP4375720B2 (ja) 2003-12-19 2009-12-02 株式会社エンプラス 樹脂歯車
JP4718342B2 (ja) * 2006-02-13 2011-07-06 愛三工業株式会社 樹脂歯車
JP4618808B2 (ja) * 2006-09-14 2011-01-26 株式会社エンプラス 樹脂製フェースギヤ及びこの樹脂製フェースギヤの射出成形用金型
JP5005422B2 (ja) * 2007-05-09 2012-08-22 株式会社エンプラス 射出成形ギヤ
JP5443089B2 (ja) * 2009-07-31 2014-03-19 タイガースポリマー株式会社 樹脂成形品

Also Published As

Publication number Publication date
US20150174804A1 (en) 2015-06-25
JP2015120299A (ja) 2015-07-02
CN104723513B (zh) 2017-09-19
EP2889512A2 (en) 2015-07-01
EP2889512A3 (en) 2015-10-28
CN104723513A (zh) 2015-06-24
US9855690B2 (en) 2018-01-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6278693B2 (ja) 射出成形樹脂歯車およびその製造方法
JP5005422B2 (ja) 射出成形ギヤ
US8792192B2 (en) Lens barrel and lens module
US20060053917A1 (en) Plastic gear
JP2008163962A (ja) 射出成形樹脂かさ歯車
WO2012169582A1 (ja) ロータリーエンコーダ用スケール及びその射出成型方法、それを用いたロータリーエンコーダ
JP2010139041A (ja) 合成樹脂歯車
US8240227B2 (en) Injection-molded resin face gear
JP4854692B2 (ja) 射出成形樹脂フェースギヤ
TWI697624B (zh) 風扇模組
JP6512794B2 (ja) 歯車、歯車の製造方法、複写機、およびプリンター
JP5904822B2 (ja) 樹脂歯車および樹脂歯車の製造方法
TWI507756B (zh) 光學鏡筒及光學鏡頭
JP5443089B2 (ja) 樹脂成形品
JP2014237231A (ja) 合成樹脂成形品
JP2005022368A (ja) 合成樹脂製歯車
JP2017087555A (ja) 合成樹脂成形体およびその製造方法
JP6039408B2 (ja) 樹脂歯車、樹脂歯車用成形型及び樹脂歯車の製造方法
JP7431993B2 (ja) 電子膨張弁
JP2003139219A (ja) 合成樹脂歯車
JP7084777B2 (ja) 送風機用羽根車
JP6221769B2 (ja) レンズユニットの製造方法
JP3718812B2 (ja) 樹脂成形歯車
JPH09177944A (ja) 射出成形歯車
JP2004060856A (ja) 複合成形2段歯車

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161216

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170809

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20171003

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171201

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171219

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180116

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6278693

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151