JP7431397B2

JP7431397B2 - 樹脂製ギヤの製造方法及び樹脂製ギヤ

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Description

本発明は、樹脂製ギヤの製造方法及び樹脂製ギヤに関する。

自動車のワイパーなどの動力源となるモータの回転軸の回転に伴って動力を伝達するギヤの一例として、樹脂製ギヤが知られている。

上記樹脂製ギヤの製造方法として、特許文献１および２に、樹脂製ギヤを複数の部分に分けて該部分ごとに順次樹脂成形して製造することが開示されている。

特開２００４－５２７９１号公報特公平４－１４８６１号公報

樹脂製ギヤにおいて、外周に配置されるギヤ部とその内側に配置される本体部とが一体で樹脂成形され、さらに本体部に肉厚が異なる部分が存在すると、肉厚が厚い部分と薄い部分とで樹脂の熱収縮差が発生し、この熱収縮差によってギヤ部の寸法精度が低下する。

上記樹脂の熱収縮差のギヤ部への影響を回避する方法として、上記特許文献１および２に記載された樹脂製ギヤの製造方法のように、ギヤ部と本体部とを分けて、まず一方を樹脂成形し、その後、他方を樹脂成形して樹脂製ギヤを製造することが考えられる。

しかしながら、樹脂製ギヤを２つの部分に分けて、まず一方を樹脂成形し、その後、他方を樹脂成形して製造すると、樹脂製ギヤの生産性が低くなる。

本発明の目的は、生産性が高められた樹脂製ギヤの製造方法および樹脂製ギヤを提供することにある。

本発明の一態様は、（ａ）金型内に樹脂を射出して、中心部に形成された貫通孔と、前記貫通孔の周りに形成され、前記中心部からの距離が異なる位置に配置された複数の凹部と、前記貫通孔および前記複数の凹部の周りに形成された複数のリブと、を備えた円板状のベース部を成形する工程と、（ｂ）金型内に樹脂を射出して外周に歯形部を備え、かつ、前記ベース部の外径よりも大きな内径の環状部を成形する工程と、（ｃ）前記環状部の内側に前記ベース部が位置するように前記ベース部と前記環状部とを金型内に配置する工程と、（ｄ）金型内に樹脂を射出して前記ベース部と前記環状部とを接合する接合部を前記ベース部と前記環状部との間に成形する工程と、を有し、前記（ａ）工程～前記（ｄ）工程を１サイクルとし、これを複数回繰り返す樹脂製ギヤの製造方法であって、複数回繰り返される前記１サイクルには、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを同時に実施する前記１サイクルが含まれ、前記（ｄ）工程には、前記接合部の肉厚部分であり、前記ベース部における前記凹部のうち、前記ベース部の外周より外側に突出した部分に、円弧状の凸部を成形する工程が含まれる。

本発明の他の態様は、中心部に形成された貫通孔と、前記貫通孔の周りに形成され、前記中心部からの距離が異なる位置に配置された複数の凹部と、前記貫通孔および前記複数の凹部の周りに形成された複数のリブと、を備えた樹脂製の円板状のベース部と、外周に歯形部を備え、かつ、前記ベース部の外径よりも大きな内径の樹脂製の環状部と、前記ベース部と前記環状部とを接合する樹脂製の接合部と、を有し、前記ベース部は、前記環状部の内側に配置され、前記接合部は、前記環状部と前記ベース部との間に配置され、前記接合部の肉厚部分であり、前記ベース部における前記凹部のうち、前記ベース部の外周より外側に突出した部分には、円弧状の凸部が形成されている。

本発明によれば、樹脂製ギヤの生産性及び樹脂製ギヤの真円度などの精度を高めることができる。

本発明の実施の形態１の射出成形装置の構成を示す概略図である。図１に示す射出成形装置を含む射出成形システムの構成を示す概略図である。本発明の実施の形態１の樹脂製ギヤの構造を示す斜視図である。図３に示す樹脂製ギヤの構造を示す平面図である。図４に示すＡ－Ａ線に沿う切断面を示す拡大断面図である。図２に示す射出成形システムを用いた樹脂製ギヤの組立ての手順を示す組立て手順図である。本発明の実施の形態２の樹脂製ギヤの構造を示す斜視図である。図７に示す樹脂製ギヤの構造を示す平面図である。図８に示すＢ－Ｂ線に沿う切断面を示す拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１に示す本実施の形態１の射出成形装置の構造について説明する。図１に示す射出成形装置２０は、ターンテーブル５上に配置された複数の金型内に樹脂を射出して同時に複数の成形部材を成形することが可能な装置である。

本実施の形態１では、射出成形装置２０によって成形される成形品として、例えば、自動車のリヤワイパーの動力源となるモータの回転軸に係合する図３に示す樹脂製ギヤ１を取り上げて説明する。

まず、図１に示す本実施の形態1の射出成形装置２０について説明する。射出成形装置２０は、射出成形が行われる第１回転位置と、射出成形が行われ、かつ回転中心Ｃ（図２参照）の周上において上記第１回転位置に対して所定の角度で位置する第２回転位置と、に往復回転するターンテーブル５を備えている。本実施の形態１では、上記所定の角度が１２０°の場合について説明する。すなわち、上記第１回転位置と上記第２回転位置とは、ターンテーブル５の回転中心Ｃの周上において互いに１２０°の角度を成す位置となっている。

また、図１に示すように、射出成形装置２０は、回転自在に設けられたターンテーブル５上に、このターンテーブル５の回転中心Ｃに対して所定間隔（等間隔）で配置された第１金型６、第２金型７および第３金型８を備えている。本実施の形態１では、ターンテーブル５の回転中心Ｃの周上において互いが１２０°を成す角度で配置された第１金型６、第２金型７および第３金型８を備えている場合について説明する。つまり、第１金型６、第２金型７および第３金型８は、ターンテーブル５上にターンテーブル５の回転方向に沿って１２０°間隔で配置されており、第１金型６、第２金型７および第３金型８は、それぞれ下型である。なお、図２に示すように、ターンテーブル５上の１２０°毎に区画された領域である成形位置（射出位置）をそれぞれＸ成形位置、Ｙ成形位置、Ｚ成形位置とすると、例えば、Ｘ成形位置に第１金型６が配置され、Ｙ成形位置に第２金型７が配置され、Ｚ成形位置に第３金型８が配置されている。

そして、図１に示すように、射出成形装置２０は、第１金型６、第２金型７および第３金型８に対して型開きおよび型締めをする第４金型９、第５金型１０および第６金型１１を備えている。第４金型９、第５金型１０および第６金型１１は、それぞれ上型である。さらに、射出成形装置２０は、型締めされた金型内に樹脂を射出する第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４を備えている。第１射出装置１２は、射出筒１２ａを有し、かつ、第４金型９の上部に配置され、第２射出装置１３は、射出筒１３ａを有し、かつ、第５金型１０の上部に配置され、第３射出装置１４は、射出筒１４ａを有し、かつ、第６金型１１の上部に配置されている。

すなわち、射出成形装置２０においては、第４金型９に第１射出装置１２が取り付けられ、第５金型１０に第２射出装置１３が取り付けられ、さらに第６金型１１に第３射出装置１４が取り付けられている。そして、第１射出装置１２は、射出口１２ｂを有する射出筒１２ａを備えている。また、第２射出装置１３は、射出口１３ｂを有する射出筒１３ａを備えており、さらに、第３射出装置１４は、射出口１４ｂを有する射出筒１４ａを備えている。

そして、射出成形装置２０では、ターンテーブル５の往復回転（旋回）動作や金型の型開きおよび型締めの動作、さらに各射出装置からの射出動作等が図示しない制御部によって制御される。具体的には、下型である第１金型６、第２金型７および第３金型８の何れかに対して、上型である第４金型９、第５金型１０および第６金型１１を接近させたり、離反させたりする動作、使用する各射出装置、使用する樹脂および射出のタイミングなどの射出動作が上記制御部によって制御される。さらに、第１射出装置１２、第２射出装置１３および第３射出装置１４に対して、必要なタイミングで必要な樹脂をそれぞれの射出筒の射出口から射出するようになっている。

また、ターンテーブル５の位置制御として、上記制御部は、例えば、ターンテーブル５に対して第１の位置制御および第２の位置制御を実行する制御を行う。上記第１の位置制御が実行されると、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、かつ、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５が回転する。一方、上記第２の位置制御が実行されると、第１金型６と第５金型１０とが対向し、第２金型７と第６金型１１とが対向し、かつ、第３金型８と第４金型９とが対向する第２回転位置にターンテーブル５が回転する。

次に、図２に示す本実施の形態1の射出成形システム２１について説明する。射出成形システム２１では、ターンテーブル５の周囲に、各金型に対して部品や成形品の搬入および搬出（取り出し）を行うハンドリング用の第１ロボット１５、第２ロボット１６および第３ロボット１７が設けられている。

さらに、第１ロボット１５の近傍には、部品を供給可能な供給機１９が設置されている。また、第２ロボット１６および第３ロボット１７それぞれの近傍には、射出成形された成形品等を梱包可能な梱包機１８が設置されている。

以上の構成により、射出成形システム２１では、樹脂製ギヤ１の製造が行われる。

次に、本実施の形態１の樹脂製ギヤ１の構造について、図３～図５を用いて説明する。

樹脂製ギヤ１は、樹脂製の円板状のベース部２と、外周にギヤ部（歯形部）３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の樹脂製の環状部３と、ベース部２と環状部３とを接合する樹脂製の接合部４と、を有している。つまり、図４に示すように、環状部３は、その内径Ｑがベース部２の外径Ｐよりも大きい（Ｑ＞Ｐ）ため、ベース部２は、環状部３の内側に配置されている。また、接合部４は、ベース部２と環状部３とを接合する樹脂であるため、環状部３とベース部２との間に配置されている。

樹脂製ギヤ１の中央部に位置するベース部２は、その中心部にはギヤフレームに設けられたピン等が挿通される貫通孔２ａを有している。また、貫通孔２ａの周りには、図３に示すように、ベース部２の表面から厚さ方向に凹んだ複数の凹部２ｂが設けられている。これら複数の凹部２ｂには、この樹脂製ギヤ１と係合するピン部材（図示せず）が配置される。そして、貫通孔２ａおよび複数の凹部２ｂの周囲には、複数のリブ２ｃや複数の溝２ｄが設けられている。これら複数のリブ２ｃは、ベース部２を全域に亘って補強するものであり、さらに複数の溝２ｄは、凹部２ｂを形成する壁部の厚さや複数のリブ２ｃのそれぞれの厚さを略均一な厚さにするものである。これにより、ベース部２の全域に亘る肉厚が略等しくなるようになっており、その結果、ベース部２の樹脂の熱収縮を低減することができる。

また、複数の凹部２ｂには、ベース部２の中心からの距離が２通りまたは３通りあり、中心からの距離が遠い方の凹部２ｂは、その壁部の一部（図４のＲ部）がベース部２の外周より外側に突出している。この突出した部分の壁部（Ｒ部）は、ベース部２の直径方向に対する肉厚が薄くなるため、その補強として接合部４に、図３および図４に示す凸部４ａが設けられている。つまり、凸部４ａは、接合部４の肉厚部分であり、ベース部２における２つの凹部２ｂのベース部２の外周より外側に突出した部分（Ｒ部）を補強するため、円弧状となっている。

ベース部２の外側に配置された環状部３は、外周側面に複数の歯が形成されたギヤ部３ａを備えている。なお、環状部３の内周部（内周の壁面）は、接合部４の円弧状の凸部４ａと接している。また、環状部３の内周部と接合部の４の円弧状の凸部４ａとの間に隙間を設けてもよい。

接合部４は、ベース部２と環状部３とを接合する樹脂である。したがって、接合部４は、環状部３とベース部２との間に配置されているとともに、環状部３の内周部とベース部２の外周部とに接触している。

なお、ベース部２、環状部３および接合部４は、それぞれ異なる樹脂からなる部材であってもよいし、全てが同一の樹脂からなる部材であってもよいし、あるいは３つのうちの何れか２つが同じ樹脂からなる部材であってもよい。

次に、本実施の形態１の樹脂製ギヤ１の製造方法を、図６に示す組立て手順を用いて説明する。

図６に示す組立て手順では、まず、射出成形装置２０のＸ成形位置で金型内に樹脂を射出して円板状のベース部２を成形し、射出成形装置２０のＹ成形位置で金型内に樹脂を射出して外周にギヤ部（歯形部）３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の環状部３を成形する。さらに、射出成形装置２０のＺ成形位置で金型内に樹脂を射出してベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。その後、ターンテーブル５を時計方向に１２０°旋回させる。

図６に示す組立て手順を具体的に説明すると、まず、ターンテーブル５の位置制御として、第１の位置制御を行う。これにより、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、かつ、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５が回転する。そして、射出成形装置２０のＸ成形位置で第１金型６と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＹ成形位置で第２金型７と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＺ成形位置で第３金型８と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いて、第１金型６および第４金型９の内部に樹脂を射出し、図３に示すような樹脂製ギヤ１の円板状のベース部２を成形する。ここでは、樹脂製ギヤ１のベース部２（外周の環状部以外）を成形し、このベース部２を下型である第１金型６に残す。

また、射出成形装置２０のＹ成形位置では、第２射出装置１３を用いて、第２金型７および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、図３に示すような外周にギヤ部（歯形部）３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の環状部３を成形する。ここでは、外周のギヤ部３ａを含む環状部３を成形し、この環状部３を上型である第５金型１０に残す。

そして、射出成形装置２０のＺ成形位置では、第３射出装置１４を用いて、第３金型８および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、図３に示すようなベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。ここでは、下型である第３金型８のベース部２と、上型である第６金型１１の環状部３とを接合部４によって接合して樹脂製ギヤ１を成形する。なお、このＺ成形位置で接合されるベース部２と環状部３は、前段の工程で射出成形されて予め準備された部材である。

成形完了後、各金型の型開きを行う。そして、第３金型８および第６金型１１から、例えば、図２に示す第３ロボット１７によって完成品である樹脂製ギヤ１を取り出すとともに、梱包機１８に収容する。

このように本実施の形態１の樹脂製ギヤ１の製造方法では、ベース部２を射出成形する工程、環状部３を射出成形する工程および接合部４を射出成形する工程を、回転自在に設けられたターンテーブル５上に該ターンテーブル５の回転中心Ｃに対して等間隔で配置された複数の金型において実施する。

樹脂製ギヤ１を梱包機１８に収容した後、ターンテーブル５を、例えば時計方向に１２０°旋回させる。ここでは、ターンテーブル５の位置制御として、第２の位置制御を行う。これにより、上記第２の位置制御が実行されると、第１金型６と第５金型１０とが対向し、第２金型７と第６金型１１とが対向し、かつ、第３金型８と第４金型９とが対向する第２回転位置にターンテーブル５が回転する。そして、射出成形装置２０のＸ成形位置で第３金型８と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＹ成形位置で第１金型６と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＺ成形位置で第２金型７と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いて第３金型８および第４金型９の内部に樹脂を射出し、円板状のベース部２を成形する。ここでは、樹脂製ギヤ１のベース部２（外周の環状部以外）を成形し、このベース部２を下型である第３金型８に残す。

そして、射出成形装置２０のＹ成形位置では、第２射出装置１３を用いて、第１金型６および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。この時、ターンテーブル５を時計方向に１２０°旋回させたことで、Ｙ成形位置には、下型としてベース部２を収容した第１金型６が配置され、かつ、上型として環状部３を収容した第５金型１０が配置されている。そして、第１金型６と第５金型１０が型閉（型締め）されたことにより、環状部３の内側にベース部２が位置するようにベース部２と環状部３とが第１金型６および第５金型１０の内部に配置された状態となる。そして、第１金型６および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４を成形する。これにより、ベース部２と環状部３とを接合部４によって接合し、樹脂製ギヤ１が成形される。

また、射出成形装置２０のＺ成形位置では、第３射出装置１４を用いて、第２金型７および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、外周にギヤ部３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の環状部３を成形する。ここでは、外周のギヤ部３ａを含む環状部３を成形し、この環状部３を上型である第６金型１１に残す。

成形完了後、各金型の型開きを行う。そして、第１金型６および第５金型１０から、例えば、図２に示す第２ロボット１６によって完成品である樹脂製ギヤ１を取り出すとともに、梱包機１８に収容する。

樹脂製ギヤ１を梱包機１８に収容した後、ターンテーブル５を、例えば反時計方向に１２０°旋回させる。ここでは、ターンテーブル５の位置制御として、第１の位置制御を行う。これにより、上記第１の位置制御が実行されると、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、かつ、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５が回転する。そして、射出成形装置２０のＸ成形位置で第１金型６と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＹ成形位置で第２金型７と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＺ成形位置で第３金型８と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いて、第１金型６および第４金型９の内部に樹脂を射出し、円板状のベース部２を成形する。ここでは、樹脂製ギヤ１のベース部２（外周の環状部以外）を成形し、このベース部２を下型である第１金型６に残す。

また、射出成形装置２０のＹ成形位置では、第２射出装置１３を用いて、第２金型７および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、外周にギヤ部３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の環状部３を成形する。ここでは、外周のギヤ部３ａを含む環状部３を成形し、この環状部３を上型である第５金型１０に残す。

そして、射出成形装置２０のＺ成形位置では、第３射出装置１４を用いて、第３金型８および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。この時、ターンテーブル５を反時計方向に１２０°旋回させたことで、Ｚ成形位置には、下型としてベース部２を収容した第３金型８が配置され、かつ、上型として環状部３を収容した第６金型１１が配置されている。そして、第３金型８と第６金型１１が型閉（型締め）されたことにより、環状部３の内側にベース部２が位置するようにベース部２と環状部３とが、第３金型８および第６金型１１の内部に配置された状態となる。そして、第３金型８および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４を成形する。これにより、ベース部２と環状部３とを接合部４によって接合し、樹脂製ギヤ１が成形される。

樹脂製ギヤ１を梱包機１８に収容した後、ターンテーブル５を、例えば時計方向に１２０°旋回させ、Ｘ，Ｙ，Ｚの各成形位置で図６に示す処理を繰り返して実施する。

以上のように、本実施の形態１の樹脂製ギヤ１の製造方法では、ベース部２を射出成形する工程、環状部３を射出成形する工程、ターンテーブル５を１２０°旋回させて環状部３の内側にベース部２を配置する工程、および接合部４を射出成形してベース部２と環状部３とを接合する工程を１サイクルとし、これらの工程が複数回繰り返して実施される。そして、複数回繰り返される１サイクルには、ベース部２を射出成形する工程と環状部３を射出成形する工程とを同時に実施する１サイクルが含まれる。

本実施の形態１では、ベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程と、接合部４を射出成形してベース部２と環状部３とを接合する工程とを同時に実施する１サイクルが連続的に実施される場合を説明している。ただし、樹脂製ギヤ１の組立てとしては、上述のように複数回繰り返される上記１サイクルにおいて、ベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程とを同時に実施する上記１サイクルを含んでいればよい。

本実施の形態１の樹脂製ギヤ１の組立てでは、樹脂製ギヤ１を複数の部分に分けて該部分ごとに射出成形して製造する際に、ベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程とを同時に実施することにより、樹脂製ギヤ１の生産性を高めることができる。

そして、本実施の形態１では、ベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程と、接合部４を射出成形してベース部２と環状部３とを接合する工程とを同時に実施することにより、樹脂製ギヤ１の生産性をさらに高めることができる。

また、樹脂製ギヤ１をベース部２と環状部３とに分けてそれぞれを樹脂成形して製造するため、ベース部２および環状部３のそれぞれの形状の精度を高めることができる。これにより、環状部３の外周のギヤ部３ａの複数の歯の肉厚を均一に成形することができる。その結果、樹脂製ギヤ１において高精度なギヤ形状を実現することが可能になる。これにより、ギヤ形状の精度を確保するためのトライ回数や金型改修費等の見極めまでの費用と時間を削減することができる。

また、ベース部２の成形と、ギヤ部３ａを含む環状部３の成形と、ベース部２と環状部３との接合と、を独立して同時に実施することが可能なため、成形タクトを改善することができる。

また、ベース部２の成形と、ギヤ部３ａを含む環状部３の成形と、ベース部２と環状部３との接合と、を射出成形装置２０から成形品を取出さずに実施するため、静電気による成形品への異物の付着を防止することができる。これにより、除電処理が不要になるとともに異物の付着がない樹脂製ギヤ１の生産が可能になり、樹脂製ギヤ１の品質の向上化を図ることができる。

また、ベース部２の成形と、ギヤ部３ａを含む環状部３の成形と、ベース部２と環状部３との接合と、を射出成形装置２０のターンテーブル５上で実施するため、中間在庫を発生させることなく、樹脂製ギヤ１を生産することが可能になる。これにより、中間在庫を収容するための収容箱や該収容箱内で成形品を仕切るための仕切り板が不要になり、樹脂製ギヤ１の製造コストの低減化を図ることができる。

また、ベース部２の成形と、ギヤ部３ａを含む環状部３の成形と、ベース部２と環状部３との接合と、を同時に実施するため、一定の時間で樹脂製ギヤ１を成形することができ、樹脂製ギヤ１の各部分における温度バラツキを無くすことができる。その結果、樹脂製ギヤ１の品質の安定化を図ることができる。

また、金型において樹脂製ギヤ１を複数個取りとしても、下型と上型の組み合わせが決まるため、金型の組合わせによる成形品（樹脂製ギヤ１）のバラツキを低減することができる。

（実施の形態２）
本実施の形態２は、金属製シャフト２２をインサート部材として樹脂製ギヤ３１を射出成形するものであり、金属製シャフト２２がベース部２に埋め込まれた樹脂製ギヤ３１を完成品とするものである。

したがって、本実施の形態２では、射出成形装置２０によって成形される成形品として、例えば、自動車のフロントワイパーの動力源となるモータの回転軸に係合する図７に示す樹脂製ギヤ３１を取り上げて説明する。

次に、樹脂製ギヤ３１の構造について、図７～図９を用いて説明する。

樹脂製ギヤ３１は、樹脂製の円板状のベース部２と、外周にギヤ部（歯形部）３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の樹脂製の環状部３と、ベース部２と環状部３とを接合する樹脂製の接合部４と、を有している。つまり、図８に示すように、環状部３は、その内径Ｑがベース部２の外径Ｐよりも大きい（Ｑ＞Ｐ）ため、ベース部２は、環状部３の内側に配置されている。また、接合部４は、ベース部２と環状部３とを接合する樹脂であるため、環状部３とベース部２との間に配置されている。

なお、図９に示すように、樹脂製ギヤ３１の中央部に位置するベース部２は、その中心部に金属製シャフト２２が埋め込まれる凹部２ｅを有している。

また、ベース部２の外側に配置された環状部３は、外周側面に複数の歯が形成されたギヤ部３ａを備えている。

次に、本実施の形態２の樹脂製ギヤ３１の製造方法を、図６に示す組立て手順を用いて説明する。

図６に示す組立て手順では、まず、ターンテーブル５の位置制御として、第１の位置制御を行う。これにより、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、かつ、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５が回転する。そして、射出成形装置２０のＸ成形位置で第１金型６と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＹ成形位置で第２金型７と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＺ成形位置で第３金型８と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いて、第１金型６および第４金型９の内部に樹脂を射出し、図７に示すような樹脂製ギヤ３１の円板状のベース部２を成形する。その際、図２に示す第１ロボット１５によって供給機１９から図７の金属製シャフト２２を取出し、この金属製シャフト２２を予め下型である第１金型６内に配置しておき、金属製シャフト２２をインサート部材として金属製シャフト２２の周りにベース部２（外周の環状部以外）を一体的に成形する。そして、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を下型である第１金型６に残す。

また、射出成形装置２０のＹ成形位置では、第２射出装置１３を用いて、第２金型７および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、図７に示すような外周にギヤ部（歯形部）３ａを備え、かつ、ベース部２の外径よりも大きな内径の環状部３を成形する。ここでは、外周のギヤ部３ａを含む環状部３を成形し、この環状部３を上型である第５金型１０に残す。

そして、射出成形装置２０のＺ成形位置では、第３射出装置１４を用いて、第３金型８および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、図７に示すようなベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。ここでは、下型である第３金型８のベース部２と、上型である第６金型１１の環状部３とを接合部４によって接合して樹脂製ギヤ３１を成形する。なお、このＺ成形位置で接合されるベース部２と環状部３は、前段の工程で射出成形されて予め準備された部材である。

成形完了後、各金型の型開きを行う。そして、第３金型８および第６金型１１から、例えば、図２に示す第３ロボット１７によって完成品である樹脂製ギヤ３１を取り出すとともに、梱包機１８に収容する。

このように本実施の形態２の樹脂製ギヤ３１の製造方法では、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を射出成形する工程、環状部３を射出成形する工程および接合部４を射出成形する工程を、回転自在に設けられたターンテーブル５上に該ターンテーブル５の回転中心Ｃに対して等間隔で配置された複数の金型において実施する。

樹脂製ギヤ３１を梱包機１８に収容した後、ターンテーブル５を、例えば時計方向に１２０°旋回させる。ここでは、ターンテーブル５の位置制御として、第２の位置制御を行う。これにより、上記第２の位置制御が実行されると、第１金型６と第５金型１０とが対向し、第２金型７と第６金型１１とが対向し、かつ、第３金型８と第４金型９とが対向する第２回転位置にターンテーブル５が回転する。そして、射出成形装置２０のＸ成形位置で第３金型８と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＹ成形位置で第１金型６と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＺ成形位置で第２金型７と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いて第３金型８および第４金型９の内部に樹脂を射出し、円板状のベース部２を成形する。その際、図２に示す第１ロボット１５によって供給機１９から図７の金属製シャフト２２を取出し、この金属製シャフト２２を予め下型である第３金型８内に配置しておき、金属製シャフト２２をインサート部材として金属製シャフト２２の周りにベース部２（外周の環状部以外）を一体的に成形する。そして、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を下型である第３金型８に残す。

また、射出成形装置２０のＹ成形位置では、第２射出装置１３を用いて、第１金型６および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。この時、ターンテーブル５を時計方向に１２０°旋回させたことで、Ｙ成形位置には、下型として金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を収容した第１金型６が配置され、かつ、上型として環状部３を収容した第５金型１０が配置されている。そして、第１金型６と第５金型１０が型閉（型締め）されたことにより、環状部３の内側にベース部２が位置するようにベース部２と環状部３とが第１金型６および第５金型１０の内部に配置された状態となる。そして、第１金型６および第５金型１０の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４を成形する。これにより、ベース部２と環状部３とを接合部４によって接合し、かつ、ベース部２に金属製シャフト２２が埋め込まれた樹脂製ギヤ３１が成形される。

成形完了後、各金型の型開きを行う。そして、第１金型６および第５金型１０から、例えば、図２に示す第２ロボット１６によって完成品である樹脂製ギヤ３１を取り出すとともに、梱包機１８に収容する。

樹脂製ギヤ３１を梱包機１８に収容した後、ターンテーブル５を、例えば反時計方向に１２０°旋回させる。ここでは、ターンテーブル５の位置制御として、第１の位置制御を行う。これにより、上記第１の位置制御が実行されると、第１金型６と第４金型９とが対向し、第２金型７と第５金型１０とが対向し、かつ、第３金型８と第６金型１１とが対向する第１回転位置にターンテーブル５が回転する。そして、射出成形装置２０のＸ成形位置で第１金型６と第４金型９の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＹ成形位置で第２金型７と第５金型１０の型閉（型締め）を行い、射出成形装置２０のＺ成形位置で第３金型８と第６金型１１の型閉（型締め）を行う。

各金型の型締め後、Ｘ成形位置では、第１射出装置１２を用いて、第１金型６および第４金型９の内部に樹脂を射出し、円板状のベース部２を成形する。その際、図２に示す第１ロボット１５によって供給機１９から図７の金属製シャフト２２を取出し、この金属製シャフト２２を予め下型である第１金型６内に配置しておき、金属製シャフト２２をインサート部材として金属製シャフト２２の周りにベース部２（外周の環状部以外）を一体的に成形する。そして、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を下型である第１金型６に残す。

そして、射出成形装置２０のＺ成形位置では、第３射出装置１４を用いて、第３金型８および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４をベース部２と環状部３との間に成形する。この時、ターンテーブル５を反時計方向に１２０°旋回させたことで、Ｚ成形位置には、下型として金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を収容した第３金型８が配置され、かつ、上型として環状部３を収容した第６金型１１が配置されている。そして、第３金型８と第６金型１１が型閉（型締め）されたことにより、環状部３の内側にベース部２が位置するようにベース部２と環状部３とが第３金型８および第６金型１１の内部に配置された状態となる。そして、第３金型８および第６金型１１の内部に樹脂を射出し、ベース部２と環状部３とを接合する接合部４を成形する。これにより、ベース部２と環状部３とを接合部４によって接合し、かつ、ベース部２に金属製シャフト２２が埋め込まれた樹脂製ギヤ３１が成形される。

樹脂製ギヤ３１を梱包機１８に収容した後、ターンテーブル５を、例えば時計方向に１２０°旋回させ、Ｘ，Ｙ，Ｚの各成形位置で図６に示す処理を繰り返して実施する。

以上のように、本実施の形態２の樹脂製ギヤ３１の製造方法においても、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２を射出成形する工程、環状部３を射出成形する工程、ターンテーブル５を１２０°旋回させて環状部３の内側にベース部２を配置する工程、および接合部４を射出成形してベース部２と環状部３とを接合する工程を１サイクルとし、これらの工程が複数回繰り返して実施される。そして、複数回繰り返される１サイクルには、金属製シャフト２２を埋め込んでベース部２を射出成形する工程と環状部３を射出成形する工程とを同時に実施する１サイクルが含まれる。

本実施の形態２では、金属製シャフト２２を埋め込んでベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程と、接合部４を射出成形してベース部２と環状部３とを接合する工程と、を同時に実施する１サイクルが連続的に実施される場合を説明している。ただし、樹脂製ギヤ３１の組立てとしては、上述のように複数回繰り返される上記１サイクルにおいて、金属製シャフト２２を埋め込んでベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程とを同時に実施する上記１サイクルを含んでいればよい。

本実施の形態２の樹脂製ギヤ３１の組立てにおいても、樹脂製ギヤ３１を複数の部分に分けて該部分ごとに射出成形して製造する際に、金属製シャフト２２を埋め込んでベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程とを同時に実施することにより、樹脂製ギヤ３１の生産性を高めることができる。

すなわち、ベース部２に金属製シャフト２２が埋め込まれた樹脂製ギヤ３１であっても、この樹脂製ギヤ３１の生産性を高めることができる。

そして、本実施の形態２では、金属製シャフト２２を埋め込んでベース部２を射出成形する工程と、環状部３を射出成形する工程と、接合部４を射出成形してベース部２と環状部３とを接合する工程と、を同時に実施することにより、ベース部２に金属製シャフト２２が埋め込まれた樹脂製ギヤ３１の生産性をさらに高めることができる。

また、樹脂製ギヤ３１を、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２と環状部３とに分けてそれぞれを樹脂成形して製造するため、金属製シャフト２２が埋め込まれたベース部２であっても、このベース部２および環状部３のそれぞれの形状の精度を高めることができる。これにより、環状部３の外周のギヤ部３ａの複数の歯の肉厚を均一に成形することができる。その結果、樹脂製ギヤ３１において高精度なギヤ形状を実現することが可能になる。これにより、ギヤ形状の精度を確保するためのトライ回数や金型改修費等の見極めまでの費用と時間を削減することができる。

なお、本実施の形態２の樹脂製ギヤ３１の組立ておよび樹脂製ギヤ３１によって得られるその他の効果については、実施の形態１の樹脂製ギヤ１の組立ておよび樹脂製ギヤ１によって得られるその他の効果と同様であるため、その重複説明は省略する。

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。上記実施の形態においては、ターンテーブル５における第１回転位置と第２回転位置との成す角度、および第１金型６、第２金型７、第３金型８の配置間隔（回転中心Ｃの周上の角度）がそれぞれ１２０°の場合を説明したが、これらの角度は、１２０°に限らず１２０°以外の角度であってもよい。

１樹脂製ギヤ、２ベース部、２ａ貫通孔、２ｂ凹部、２ｃリブ、２ｄ溝、２ｅ凹部、３環状部、３ａギヤ部（歯形部）、４接合部、４ａ凸部、５ターンテーブル、６第１金型（下型）、７第２金型（下型）、８第３金型（下型）、９第４金型（上型）、１０第５金型（上型）、１１第６金型（上型）、１２第１射出装置、１２ａ射出筒、１２ｂ射出口、１３第２射出装置、１３ａ射出筒、１３ｂ射出口、１４第３射出装置、１４ａ射出筒、１４ｂ射出口、１５第１ロボット、１６第２ロボット、１７第３ロボット、１８梱包機、１９供給機、２０射出成形装置、２１射出成形システム、２２金属製シャフト、３１樹脂製ギヤ

Claims

（ａ）金型内に樹脂を射出して、中心部に形成された貫通孔と、前記貫通孔の周りに形成され、前記中心部からの距離が異なる位置に配置された複数の凹部と、前記貫通孔および前記複数の凹部の周りに形成された複数のリブと、を備えた円板状のベース部を成形する工程と、
（ｂ）金型内に樹脂を射出して外周に歯形部を備え、かつ、前記ベース部の外径よりも大きな内径の環状部を成形する工程と、
（ｃ）前記環状部の内側に前記ベース部が位置するように前記ベース部と前記環状部とを金型内に配置する工程と、
（ｄ）金型内に樹脂を射出して前記ベース部と前記環状部とを接合する接合部を前記ベース部と前記環状部との間に成形する工程と、
を有し、
前記（ａ）工程～前記（ｄ）工程を１サイクルとし、これを複数回繰り返す樹脂製ギヤの製造方法であって、
複数回繰り返される前記１サイクルには、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程とを同時に実施する前記１サイクルが含まれ、
前記（ｄ）工程には、前記接合部の肉厚部分であり、前記ベース部における前記凹部のうち、前記ベース部の外周より外側に突出した部分に、円弧状の凸部を成形する工程が含まれることを特徴とする樹脂製ギヤの製造方法。
前記（ａ）工程では、予め金属製シャフトを金型内に配置しておき、前記金属製シャフトをインサート部材として前記金属製シャフトの周りに前記ベース部を一体的に成形することを特徴とする請求項１に記載の樹脂製ギヤの製造方法。
前記複数回繰り返される前記１サイクルには、前記（ａ）工程と前記（ｂ）工程と前記（ｄ）工程とを同時に実施する前記１サイクルが含まれることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の樹脂製ギヤの製造方法。
前記同時に実施する前記１サイクルは、回転自在に設けられたターンテーブル上に該ターンテーブルの回転中心に対して等間隔で配置された複数の金型において行われることを特徴とする請求項３に記載の樹脂製ギヤの製造方法。
中心部に形成された貫通孔と、前記貫通孔の周りに形成され、前記中心部からの距離が異なる位置に配置された複数の凹部と、前記貫通孔および前記複数の凹部の周りに形成された複数のリブと、を備えた樹脂製の円板状のベース部と、
外周に歯形部を備え、かつ、前記ベース部の外径よりも大きな内径の樹脂製の環状部と、
前記ベース部と前記環状部とを接合する樹脂製の接合部と、
を有し、
前記ベース部は、前記環状部の内側に配置され、
前記接合部は、前記環状部と前記ベース部との間に配置され、
前記接合部の肉厚部分であり、前記ベース部における前記凹部のうち、前記ベース部の外周より外側に突出した部分には、円弧状の凸部が形成されていることを特徴とする樹脂製ギヤ。