JP6713830B2 - 歯車、歯車伝達機構および歯車の製造方法 - Google Patents
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Description
キャビティの内面のうち、前記第1欠歯部を成形する部分であって、且つ、中心軸線に対して直交する方向に向く特定部分にゲートを配置することを特徴とする。
図1は、本発明を適用したギヤードモータ1の全体構成を示す斜視図である。なお、図1では、歯車伝達機構6を視認できるように、カバー3を一点鎖線で示してある。
ず)のモータピニオン(図示せず)が突出している。
歯車伝達機構6において、最終段の歯車65は、出力軸657を備えた出力部材65aとして構成されており、出力軸657は、カバー3から突出している。歯車伝達機構6において、最終段の歯車65を除く4つの歯車61、62、63、64は各々、支持板32とカバー3によって両端が支持された支軸71、72、73、74によって回転可能に支持されている。最終段の歯車65は、それ自身に形成された出力軸657、および軸部658(図3参照)が各々、カバー3側の軸受部(図示せず)と支持板32の軸受部(図示せず)とに回転可能に支持されている。
図2は、図1に示す第4番目の歯車64を拡大して示す斜視図である。図2に示すように、歯車64は、円筒部643aの外周部(第1外周部643)に形成された小径歯車部642と、円筒部643aに連接する円盤部644aの外周部(第2外周部644)に形成された大径歯車部641とを備えている。小径歯車部642では複数の歯642a(第1歯)が等角度間隔に形成され、大径歯車部641では複数の歯641a(第2歯)が等角度間隔に形成されている。第2外周部644(円盤部646a)の曲率半径は、第1外周部643(円筒部643a)の曲率半径より大である。
第2欠歯部647が形成されている。本形態において、第2欠歯部647に相当する部分は、扇状に切り欠かれた切欠き648になっている。
図3は、図1に示す最終の歯車65を拡大して示す斜視図である。本形態において、歯車65は回転範囲が1回転未満である。このため、図3に示すように、歯車65において、歯車部651は、周方向の一部のみに歯651a(第1歯)が等角度間隔に形成されており、歯車部651が形成された外周部653(第1外周部)には、歯651aが形成されていない円周面からなる欠歯部656(第1欠歯部)が構成されている。欠歯部656において、周方向の両端部には径方向に突出した凸部654が形成されている。かかる凸部654は、前段の歯車64の回転を停止させるストッパー部として機能する。
図4は、図2に示す第4番目の歯車64の製造方法を模式的に示す断面図である。図5は、図2に示す第4番目の歯車64における充填材の配向状態を示す説明図であり、図5(a)は、歯車64を中心軸線L64に沿って切断したときの断面に相当し、図5(b)は、第1外周部643を通る位置で歯車64を中心軸線L64に直交する面で切断したときの断面に相当する。
3(円筒部643a)の特定部分645と中心軸線L64との間では、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が中心軸線L64に沿う方向に配向している度合より高くなる。また、歯車64の第2外周部644(円盤部644a)等、特定部分645から離間した他の部分でも、充填材Fは、中心軸線L64に沿う方向から樹脂材料を充填した場合より、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が高くなる。
図6は、図3に示す第5番目の歯車65における充填材の配向状態を示す説明図であり、歯車65を中心軸線L65に沿って切断したときの断面に相当する。図示を省略するが、図3を参照して説明した歯車65を製造する際も、歯車64を製造する場合と同様、複数の型材からなる金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填して、等角度間隔に形成された複数の歯651aを外周部653に備えた歯車65を製造する。その際、キャビティの内面のうち、歯車65の中心軸線L65に対して直交する方向からみたときに外周部653と重なる部分で歯651a(第1歯)が形成されずに中心軸線L65に対して直交する方向に向いた特定部分655(欠歯部656)にゲートを配置する。従って、繊維状の充填材を含有する樹脂材料は、ゲートからキャビティに対して中心軸線L65に対して直交する方向から充填される。また、成形後、金型のキャビティから歯車65を回収すると、図3に示すように、歯車65には、歯車65の中心軸線L65に対して直交する方向からみたときに外周部653と重なる部分で歯651aが形成されずに中心軸線L65に対して直交する方向に向いた特定部分655(欠歯部656)にゲート痕659が残る。
図7は、繊維状の充填材を含む樹脂材料により製造した成型品において、各温度における樹脂材料の流れ方向(充填材の配向方向)と、曲げ弾性率との関係を示すグラフである。なお、図7では、樹脂材料の流れ方向(充填材が配向している方向)における曲げ弾性率を実線で示し、樹脂材料の流れ方向に対する直角方向(充填材が配向している方向に直交する方向)における曲げ弾性率を破線で示してある。
比較すると、図7に示す傾向を示す。図7に示すように、いずれの温度でも、充填材が配向している方向における曲げ弾性率(実線参照)は、充填材が配向している方向に直交する方向における曲げ弾性率(破線参照)より大である。また、歯車64が回転伝達する際の応力は、中心軸線L64に直交する方向に加わることになるため、本形態では、歯車64が回転伝達する際に応力が加わる方向における充填材の配向度が高いといえる。従って、歯車64では、歯642aが形成されている第1外周部643(円筒部643a)に対して、中心軸線L64に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい。それ故、歯車64において、回転伝達の際に歯642aが形成されている部分に加わる方向(中心軸線L64に直交する方向)の強度を高めることができる。
図8は、本発明を適用した第4番目の歯車64の変形例を示す斜視図である。図9は、図8に示す第4番目の歯車64における充填材の配向状態を示す説明図であり、図8(a)は、歯車64を中心軸線L64に沿って切断したときの断面に相当し、図8(b)は、第2外周部644を通る位置で歯車64を中心軸線L64に直交する面で切断したときの断面に相当する。
図10は、図1に示す第1番目の歯車61の参考例を示す斜視図である。上記実施の形態では、歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲートを配置するにあたって、歯車64、65に欠歯部を設けた。これに対して、歯車61では、全周に歯611a、612aが形成されており、欠歯部が存在しない。
上記実施の形態では、ギヤードモータ1の歯車伝達機構6に用いた歯車に本発明を適用したが、モータとは別に設けた歯車伝達機構の歯車に本発明を適用してもよい。
Claims (8)
- 繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、
等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、
前記第1欠歯部に位置し、且つ、中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする歯車。 - 前記第1外周部に前記中心軸線方向で隣り合う第2外周部に、等角度間隔に形成された複数の第2歯を備え、
前記第2外周部は、前記第1外周部より曲率半径が大であり、
前記第2外周部は、前記第2歯が形成されていない第2欠歯部としての切欠きを前記第1欠歯部と同一の角度方向に備え、
前記ゲート痕は、前記第1欠歯部から前記第2欠歯部まで連続していることを特徴とする請求項1に記載の歯車。 - 繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、
等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、
前記充填材は、前記第1欠歯部に位置し、且つ、中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分と前記中心軸線との間では、前記中心軸線に交差する方向に配向している度合が前記中心軸線に沿う方向に配向している度合より高いことを特徴とする歯車。 - 前記第1外周部に前記中心軸線方向で隣り合う第2外周部に、等角度間隔に形成された複数の第2歯を備え、
前記第2外周部は、前記第1外周部より曲率半径が大であり、
前記第2外周部は、前記第2歯が形成されていない第2欠歯部としての切欠きを前記第1欠歯部と同一の角度方向に備え、
前記特定部分は、前記第1欠歯部から前記第2欠歯部まで連続していることを特徴とす
る請求項3に記載の歯車。 - 前記特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする請求項3または4に記載の歯車。
- 複数の歯車を備えた歯車伝達機構であって、
前記複数の歯車の少なくとも1つは、
繊維状の充填材を含む樹脂材料からなるとともに、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、
前記第1欠歯部に位置し、且つ、中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする歯車伝達機構。 - 複数の歯車を備えた歯車伝達機構であって、
前記複数の歯車の少なくとも1つは、
繊維状の充填材を含む樹脂材料からなるとともに、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、
前記充填材は、前記第1欠歯部に位置し、且つ、中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分と前記中心軸線との間では、前記中心軸線に交差する方向に配向している度合が前記中心軸線に沿う方向に配向している度合より高いことを特徴とする歯車伝達機構。 - 金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填して、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備えた歯車を製造するにあたって、
前記キャビティの内面のうち、前記第1欠歯部を成形する部分であって、且つ、中心軸線に対して直交する方向に向く特定部分にゲートを配置することを特徴とする歯車の製造方法。
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