JP6443313B2

JP6443313B2 - 樹脂製歯車の製造方法

Info

Publication number: JP6443313B2
Application number: JP2015236692A
Authority: JP
Inventors: 帥張
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-12-03
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2018-12-26
Anticipated expiration: 2035-12-03
Also published as: JP2017100257A

Description

本発明は、樹脂製歯車の製造方法に関する。

一般的に樹脂製歯車を製造する際には、図３及び図４に示すように、円柱状の樹脂粗形材１０１の軸方向に刃具１０２を移動させることで、樹脂粗形材１０１の周面に歯切り加工を行う。

ところで、特許文献１には、一次加工にて、二次加工時に弾性変形して切削できない刃先部を予め切削し、二次加工にて、ばらつき誤差の改善を実施することで、歯車精度を向上させる樹脂製歯車の製造方法が開示されている。

特開２０１０−２１６６５０号公報

図３に示すように、樹脂粗形材１０１の軸方向に刃具１０２を移動させることで、樹脂粗形材１０１の周面に歯切り加工を行う場合、図４に示すように、樹脂粗形材１０１に押込力Ｉ及び押込力IIが発生する。樹脂粗形材１０１はヤング率が低いため、押込力Ｉ及び押込力IIによって、図５及び図６に示すように、樹脂粗形材１０１が変形してしまう。ここで、図５及び図６では、実線で予め設定された歯車形状を示し、破線で変形した歯車形状を示している。そのため、一般的な樹脂製歯車の製造方法は、歯車の加工精度が低い課題を有する。

ちなみに、特許文献１の樹脂製歯車の製造方法は、歯切り加工時の樹脂粗形材の変形による影響を抑制し得るが、歯切り加工時の樹脂粗形材の変形自体を抑制することはできず、やはり歯車の加工精度が低い課題を有する。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、高い加工精度で樹脂製歯車を製造する方法を実現する。

本発明の一態様に係る樹脂製歯車の製造方法は、
円柱状の樹脂粗形材の両端面を、製造する樹脂製歯車の断面形状に対応した外形を有する歯形治具で挟み込む工程と、
前記歯形治具で挟み込まれた前記樹脂粗形材の周面を歯切り加工する工程と、
を備える。
このように樹脂粗形材を歯形治具で挟み込んで歯切り加工を行うので、歯切り加工時に樹脂粗形材の変形が抑制される。そのため、高い加工精度で樹脂製歯車を製造することができる。

本発明により、高い加工精度で樹脂製歯車を製造することができる。

（ａ）は、実施の形態の製造方法を適用して樹脂製歯車を製造する様子を模式的に示す図である。（ｂ）は、実施の形態の製造方法に適用する第１の歯形治具を模式的に示す平面図である。（ｃ）は、実施の形態の製造方法に適用する第２の歯形治具を模式的に示す下面図である。（ｄ）は、実施の形態の製造方法に適用する樹脂粗形材を模式的に示す斜視図である。第１の歯形治具の外形と樹脂製歯車の外形との関係を示す図である。一般的な製造方法で樹脂製歯車を製造する様子を模式的に示す斜視図である。図３のIV矢視図であり、一般的な製造方法で樹脂製歯車を製造する際の押込力を示す図である。図３のＶ矢視図である。図３のVI矢視図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。

図１（ａ）は、本実施の形態の製造方法を適用して樹脂製歯車を製造する様子を模式的に示す図である。図１（ｂ）は、本実施の形態の製造方法で適用する第１の歯形治具を模式的に示す平面図である。図１（ｃ）は、本実施の形態の製造方法に適用する第２の歯形治具を模式的に示す下面図である。図１（ｄ）は、本実施の形態の製造方法に適用する樹脂粗形材を模式的に示す斜視図である。図２は、第１の歯形治具の外形と樹脂製歯車の外形との関係を示す図である。

本実施の形態の製造方法では、図１（ａ）に示すように、歯切り加工装置１を用いる。先ず、歯切り加工装置１の構成を説明する。歯切り加工装置１は、第１の歯形治具２、第２の歯形治具３及び刃具４を備えている。

第１の歯形治具２は、図１（ｂ）に示すように、製造される樹脂製歯車の断面形状（即ち、樹脂製歯車の回転軸に対して直交する断面の形状）に対応する外形を有する板状部材である。例えば、第１の歯形治具２は、図２に示すように、製造される樹脂製歯車５の断面形状より１ｍｍ程度小さい外形を有する。このような第１の歯形治具２は、例えば、上下方向に移動可能であり、上面の中央に回転軸６の下端部が連結されている。

第２の歯形治具３は、第１の歯形治具２と等しい。即ち、第２の歯形治具３も、図１（ｃ）に示すように、製造される樹脂製歯車の断面形状に対応する外形を有する板状部材である。例えば、第２の歯形治具３は、製造される樹脂製歯車５の断面形状より１ｍｍ程度小さい外形を有する。このような第２の歯形治具３は、例えば、上下方向に移動可能であり、下面の中央に回転軸７の上端部が連結されている。

刃具４は、樹脂粗形材８を切削して樹脂製歯車を切り出す切削部材である。刃具４は、上下方向及び樹脂粗形材８に接近並びに離間する方向に移動可能である。

次に、歯切り加工装置１を用いて樹脂製歯車を製造する方法を説明する。先ず、樹脂粗形材８を当該樹脂粗形材８の軸方向から第１の歯形治具２と第２の歯形治具３とで挟み込む。即ち、第１の歯形治具２を下方に移動させて樹脂粗形材８の上面に接触させると共に、第２の歯形治具３を上方に移動させて樹脂粗形材８の下面に接触させる。

ここで、樹脂粗形材８は、図１（ｄ）に示すように、円柱形を基本形態としており、例えば、内部に回転軸が通される貫通孔８ａが形成されている。なお、貫通孔８ａが貫通する方向が樹脂粗形材８の軸方向である。

次に、刃具４を樹脂粗形材８に接近させて下方に移動させることで歯切り加工を行う。このとき、樹脂粗形材８は第１の歯形治具２と第２の歯形治具３とで挟み込まれている。ここで、第１の歯形治具２及び第２の歯形治具３は、樹脂粗形材８を刃具４で歯切り加工した際に、樹脂粗形材８が略変形しない厚さとされている。そのため、刃具４による歯切り加工時に樹脂粗形材８の変形が抑制され、高い加工精度で樹脂製歯車５を製造することができる。また、第１の歯形治具２及び第２の歯形治具３は、樹脂製歯車５の断面形状に対応する外形に形成されているので、樹脂粗形材８を刃具４で歯切り加工する際に当該刃具４との干渉を抑制することができる。

上述の歯切り加工が終了すると、次の歯切り加工を行うために、樹脂粗形材８を第１の歯形治具２と第２の歯形治具３とで挟み込んだ状態で回転軸６及び７を回転させて、次の歯切り加工を行い、樹脂粗形材８の周面全域で歯切り加工を繰り返すことで、樹脂製歯車５を製造する。

このように本実施の形態の樹脂製歯車５の製造方法は、樹脂粗形材８を第１の歯形治具２と第２の歯形治具３とで挟み込んで歯切り加工を行うので、刃具４による歯切り加工時に樹脂粗形材８の変形が抑制される。そのため、高い加工精度で樹脂製歯車５を製造することができる。

ここで、樹脂粗形材８を歯切り加工する前に、樹脂粗形材８を冷凍し、予めヤング率が高い状態とすることが好ましい。これにより、刃具４による歯切り加工時の樹脂粗形材８の変形をより抑制することができ、高い加工精度で樹脂製歯車５を製造することができる。

本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、上記実施の形態では、第１の歯形治具２及び第２の歯形治具３を上下動可能な構成としたが、少なくともいずれか一方の歯形治具が上下動可能な構成であればよい。

１加工装置
２第１の歯形治具
３第２の歯形治具
４刃具
５樹脂製歯車
６、７回転軸
８樹脂粗形材、８ａ貫通孔

Claims

円柱状の樹脂粗形材の両端面を、製造する樹脂製歯車の断面形状に対応した外形を有する歯形治具で挟み込む工程と、
前記歯形治具で挟み込まれた前記樹脂粗形材の周面を歯切り加工する工程と、
を備える、樹脂製歯車の製造方法。