JPH0159090B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械部品として使用する合成樹脂製
のラツクギヤの製造法および装置に関するもので
ある。

従来より、第１図に示したラツクギヤ１のよう
に、比較的に高い歯２を長手方向に一定間隔で多
数有した合成樹脂製成形品は、射出成形により製
造されているが、次の問題をかかえている。

(1) 長尺物を成形するには大きな金型が必要であ
り、製造コストが高くなる。

(2) ラツクギヤは高い歯を有するため、金型の加
工に手間がかかる。

(3) 長尺物では、ウエルドが発生し強度低下が問
題となる。

(4) 射出成形では、成形されるラツクギヤの長さ
が例えば500mmと限界があり、使用時の製品ロ
スがさけられない。

本発明は、以上のような射出成形によるラツク
ギヤの製造の欠点をなくすためのものであり、押
出機と回転ロールを用いて合成樹脂製のラツクギ
ヤを連続成形するようにしたものである。

なお、ラツクギヤの材質としては、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリアセタール、ポリアミ
ド、フツ素系樹脂等が使用されるが、強度、耐摩
耗性等の関係でポリアミドが多く使用される。

つぎに、図面に示した１実施例によつて、本発
明を説明する。

第２図および第３図において、５は押出機、６
はその後端部に設けた樹脂材料供給用のホツパ、
７はスクリユ、８は押出機５に連結されたダイ、
９はダイ８中で溶融樹脂を流下させる樹脂通路、
１０はダイ８の下部に設けたくさび状ダイ、１１
はダイ８の下部に設けた後部ダイ、１２はくさび
状ダイ１０に近接して回転自在に設けた模様ロー
ル、１３は溶融樹脂がくさび状ダイ１０と回転し
ている模様ロール１２の円周面の間から模様ロー
ル１２の円周面に巻掛けられた状態で吐出され、
模様ロール１２上で固化した後、模様ロール１２
から送り出される所定形状の成形品、１５は模様
ロール１２から送り出された成形品１３を真直な
状態にするための矯正用ロール、１４ａはスリツ
テイング装置、１４はガイドロール、１６はベル
ト駆動式の引取機である。

模様ロール１２の保持部は第４図および第５図
に示したような構造にした。模様ロール１２の両
側のロール軸２３は軸受２４を介して揺動アーム
２５の先端部に回転自在に取付け、揺動アーム２
５の下端部は回転軸２６の一部に揺動自在に取付
け、回転軸２６の両端部は軸受２７を介してフレ
ーム２８に回転自在に取付けた。フレーム２８の
低板部に取付けた電動機２９のチエーンホイル３
０と回転軸２６に取付けたチエーンホイル３１と
の間、および、チエーンホイル３１とロール軸２
３に取付けたチエーンホイル３２との間には、そ
れぞれエンドレスなチエーン３３，３４を巻掛
け、電動機２９の作動で模様ロール１２を回転さ
せるようにした。電動機２９はハンドル２９の操
作により回転数を適宜変えうるようにした。揺動
アーム２５の一部にはブラケツト３５を設け、フ
レーム２８の一部にはブラケツト３６を設け、ブ
ラケツト３６にはハンドル３７付きのボルト状の
軸３８をねじにより回転自在に取付け、軸３８の
先端部はブラケツト３５を貫通させ、ブラケツト
３５をはさんだ状態で配置した２個のナツト３９
によつて軸３８の先端部をブラケツト３５に固定
しうるようにした。そして、ナツト３９をゆるめ
た状態でハンドル３７を回わすことによつて、揺
動アーム２５を回転軸２６を軸として揺動させ、
模様ロール１２の水平方向の位置を適宜調製し、
その位置に固定しうるようにした。フレーム２８
の下端部の各隅に設けたブラケツト４０は、床面
の軸受４１にそれぞれ回転自在に設けた垂直なね
じ軸４２に取付け、各ねじ軸４２にはチエーンホ
イル４３を固定し、各チエーンホイル４３にはエ
ンドレスなチエーン４４を巻掛け、チエーン４４
およびチエーンホイル４３を回わすことによつ
て、フレーム２８全体を上下動させ、模様ロール
１２の垂直方向の位置を適宜調製しうるようにし
た。チエーン４４やチエーンホイル４３の回転は
図示していない電動機の作動によつて行つても良
いし、チエーンホイル４３をスパナ等で手動で回
して行つても良い。このように、模様ロール１２
の垂直および水平方向の位置を適宜調整すること
により、模様ロール１２とくさび状ダイ１０との
間の間隔を適宜調整することができるようにし
た。１５は矯正用ロール、１４ａは軸方向に数個
のナイフを適宜間隔を設けて、成形品１３の両側
に生じたひれをスリツテイングするためのスリツ
テイング装置、１４はガイドロール、１５ａは矯
正用ロール１５やガイドロール１４用の軸受であ
る。第３図に示すように、くさび状ダイ１０の模
様ロール１２に面した内側には傾斜面１０ａを設
け、この傾斜面１０ａには、第６図に示すよう
に、溶融樹脂の押出方向に平行な数個の溝１０ｂ
を一定間隔に配して設けた。ただし、成形したナ
イロン等の合成樹脂製のラツクギヤ１の背面は、
ひけのため、多少そりぎみになるので、溝１０ｂ
の底は少し太鼓状にふくらませて、成形品の背面
が冷えた時、真直になるようにした。くさび状ダ
イ１０の下端部１０ｃは、模様ロール１２の表面
との間に極めて小さなすき間ｔを有する位置に配
した。第３図に鎖線で示した１７は成形品１３の
横幅を規制するためのダイ８用の側板である。な
お、側板１７の下端部は、第５図に示すように、
模様ロール１２の円周面に設けた溝１２ａの中に
位置させるようにしても良い。

第７〜９図に示すように、模様ロール１２は、
ラツクギヤ１の歯２部を成形するための切欠部１
８を円周表面に一定間隔で設けた円板１９を、円
周表面に何ら切欠部１８を有しない別個の円板２
０，２２の間にはさんで、これらの円板１９，２
０，２２を軸線方向に密着させて並べて形成し
た。なお、両端の円板２２はロール部として幅を
広くし、円板２０は幅を狭くしておくと良い。切
欠部１８を有しない円板２０と両端のロール部で
ある円板２２の外径はすべて同一とした。すなわ
ち、第７図に示した模様ロール１２においては、
ロール部である円板２２、切欠部１８のある円板
１９、切欠部１８のない円板２０、切欠部１８の
ある円板１９、ロール部である円板２２の順序で
互いに密着させて配置し、ロール軸２３に取付け
た。ただし、第７図においては、切欠部１８のあ
る円板１９が２個あるものを示したが、これは円
板１９が１個しかなく、円板２０を用いることな
く、ロール部である厚い２個の円板２２の間に切
欠部１８のある円板１９を直接１個だけはさみ込
んだものにしても良く、また、逆に、切欠部１８
のある円板１９が円板２０を介して、３個以上、
所定の間隔で配置されたものにしても良い。その
場合は、当然、くさび状ダイ１０の溝１０ｂの数
と位置を、切欠部のある円板１９の数と位置に合
わせておく。円板１９の幅は適宜変えて、幅の異
なるラツクギヤ１をいろいろ簡単に成形すること
ができる。

くさび状ダイ１０の溝１０ｂと模様ロール１２
の軸線方向の位置関係は、第１０図に示すような
位置関係にした。くさび状ダイ１０の傾斜面１０
ａの下端と模様ロール１２の表面との間のすき間
ｔはできるだけ小さくして、成形品１３のスリツ
テイングを容易にした。

第１１図に模様ロール１２の全体組立図を示
す。ロール軸２３部と一体になつているロール基
体部４５の外周にロール部である円板２２と円板
１９，２０を前記したように順次配置し、両側よ
り側板４６または側板４６にねじ取付けしたボル
ト４７によつて、これらを互いに密着させて固定
した。側板４６はロール基体部４５の側面にボル
ト４８で固定した。４９は、円板１９，２０，２
２などが円周方向に位置がずれないように、円板
１９，２０，２２と側板４６を貫通して設けた位
置決め用のバーである。模様ロール１２の内部は
中空状にし、ロール基本部４５の円周内面に沿つ
て調温室５０を設け、調温室５０内には、ロール
軸２３の一端部から冷却水や熱媒などを送り込
み、ロール軸２３の他端部から排出させ、前記し
たように、ロール表面温度を適宜コントロールし
うるようにした。なお、ロール軸２３の両端部に
は、図示していない回転継手とフレキシブルホー
スを取付け、それぞれ給水源や排水タンクなどに
連結した。

ラツクギヤ１を製造するとき、押出機５の後端
のホツパ６から供給された樹脂成形材料はスクリ
ユ７によつて順次送られ、ダイ８に供給される。
この時、材料の樹脂は溶融状態にあり、ダイ８の
樹脂通路９から流下し、くさび状ダイ１０と、後
部ダイ１１との間隙を通つて模様ロール１２の円
周面上に押出される。

ダイ８の樹脂通路９から押出された樹脂は、く
さび状ダイ１０の内側の傾斜面１０ａと模様ロー
ル１２との間に導かれ、模様ロール１２の矢印方
向への回転によつて生じる押圧力でくさび状ダイ
１０の傾斜面１０ａおよび溝１０ｂ部に押し付け
られるとともに模様ロール１２の円周面に形成さ
れた切欠部１８内に押し込まれて冷却固化し、所
定の断面形状の成形品１３として取出される。そ
して、模様ロール１２から送り出された成形品１
３を、矯正用ロール１５にかけながら引取機１６
で引取る。この場合、模様ロール１２の円周面に
巻きついた状態で成形される成形品１３は、歯２
のある面側に多少反つた状態で模様ロール１２か
ら剥がれて来るので、矯正用ロール１５の作用で
反対側に反らせて、真直な状態にするようにし、
かつ、スリツテイング装置１４の作動により、成
形品１３の側面に残つているひれをスリツテイン
グすることにより、第１図に示すような形状の真
直なラツクギヤ１を連続的に製造する。なお、樹
脂材料として、例えば、ナイロン６（数平均分子
量＝22000、融点215℃）を用いた場合、ダイ８部
の樹脂の温度を260℃、模様ロール１２の表面温
度を140℃、引取速度を100cm／minとした。

本発明によれば、ナイロンの他に、ポリエチレ
ン、ポリアセタール、フツ素系樹脂、ポリプロピ
レンやテフロン等を材料としたラツクギヤ１の成
形も可能である。

なお、前記した実施例においては、第１０図に
示すように、くさび状ダイ１０の傾斜面１０ａに
深い溝１０ｂを設けたが、これは例えば第１２図
に示すように、くさび状ダイ１０の傾斜面１０ａ
にほとんど溝を設けず、切欠部１８のある円板１
９の外径を小さいものにすることもできる。現実
には、冷却水などを通す調温室５０などは、くさ
び状ダイ１０の内部に設けるよりも、模様ロール
１２の内部に設ける方がやさしいので、成形品１
３の冷却を早める意味では、第１０図に示すもの
よりも、第１２図に示すものの方が良い実施例で
ある。

また、押出機側の押出圧力の変動に影響されな
いで均一な寸法と密度の成形品を得るために、第
３図に示すように、後部ダイ１１の樹脂通路９側
の下端部１１ａと模様ロール１２の円周面との間
には間隙ｄを設けた。この間隙ｄは、押出圧力の
変動、なかんずく、押出圧力の急上昇に伴う溶融
樹脂の逃げ道の役割を果し、成形品の寸法と密度
が変動するのを防ぐ。そして、成形操作が厳密な
押出圧力のコントロールの下で行われる必要性を
解消するのに大いに役だつ。

良行な寸法と密度を有する成形品を得るために
好適には、第３図において、くさび状ダイ１０の
下端部１０ｃと模様ロール１２の中心Ｏを結ぶ直
線ｌと傾斜面１０ａとのなす角度をθとし、傾斜
面１０ａの上端部１０ｄと模様ロール１２の上面
との間の距離をd₀とし、後部ダイ１１の下端部１
１ａと模様ロール１２の上面との間の距離をｄと
するとき、 90゜≦θ≦120゜ および1.0ｍ／ｍ≦ｄ≦d₀≦50ｍ／ｍ の条件をそなえさせるのが良い。

このように、本発明においては、特許請求の範
囲に記載したような構成にしたいので、長尺物の
ラツクギヤを確実容易に連続成形することができ
る。また、模様ロールとしては、歯の形に合わせ
た切欠部を有する円板を、切欠部のない円板の間
にはさんで、これらを重ね合わせたものを用いた
ので、模様ロールの製造も極めて容易であり、高
い歯を多く有するラツクギヤで容易に製造でき
る。

そして、ラツクギヤの幅、歯の高さ、形状など
が異なるものであつても、切欠部のある円板や切
欠部のない円板を適宜違う寸法、形状のものに組
変えるだけで、いろいろな寸法、形状のラツクギ
ヤを確実容易に得ることができるし、幅等が異な
つたラツクギヤでも、円板の組合わせに応じて一
度に成形することができる。

また、従来は、低くて比較的に面積の広い突起
部を有する板状物などを成形する場合にも、模様
ロールを使用していたが、これらの模様ロールに
凹部である模様を加工する場合は、一個の円柱状
ロールの円周表面に、切削加工法か腐食押込み法
によつて模様を加工していたが、これらの加工法
においては、円周表面に多数のくぼみを加工する
ことになるので、模様であるくぼみのエツジ部が
シヤープにならないという欠点があると同時に、
深いくぼみの模様になる程、加工が非常に難しく
なり、実施不可能になるという欠点があつたが、
本発明のように、数個の切欠きのある円板と切欠
きのない円板とによる合わせ方式による模様ロー
ルにすれば、切欠部の加工が極めて簡単になり、
くぼみ部になる切欠部が深くなつても、エツジ部
なども簡単に、かつ、正確に加工できるので、満
足のいく模様を有する模様ロールを確実容易に製
作することができる。そして、シヤープな所望の
形状のラツクギヤを確実容易に得ることができ
る。

なお、従来、ラツクギヤは、射出成形によつて
成形されていたが、それだと、金型の加工に手間
がかかり、金型コストも高く、成形コストが高く
なるうえに、長尺の成形品が得られないし、製品
ロスも大きいという欠点があつた。しかし、本発
明の模様ロールを用いれば、長尺のラツクギヤを
簡単に成形することができ、極めて工業上有用で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて製造されるラツクギヤ
の１例を示す斜視図、第２〜１１図は本発明の方
法の実施に使用する装置の１実施例を示すもの
で、第２図は全体を説明する概略構成図、第３図
はダイ部分の断面図、第４図および第５図はそれ
ぞれ模様ロールの保持部の詳細を示す側面図と正
面図、第６図は第３図の−線拡大断面図、第
７図は第３図の−線拡大断面図、第８図は第
７図の−線断面図、第９図は第７図の−
線断面図、第１０図は第３図の−線拡大断面
図、第１１図は模様ロールの正面図（上半分）と
縦断面（下半分）を示す図、第１２図は第１０図
に示した部分の他の実施例を示す断面図である。 １……ラツクギヤ、２……歯、５……押出機、
８……ダイ、１０……くさび状ダイ、１０ｂ……
溝、１１……後部ダイ、１２……模様ロール、１
３……成形品、１５……矯正用ロール、１６……
引取機、１８……切欠部、１９，２０，２２……
円板、２３……ロール軸、２５……揺動アーム、
２８……フレーム、２９……電動機、４５……ロ
ール基体部、４６……側板、５０……調温室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 押出機から供給される溶融樹脂を流下させる
   ダイ本体の下部にくさび状ダイを設け、切欠部を
   有しない２個の円板の間に、円周表面に一定間隔
   で切欠部を設けた円板をはさんだ状態で、これら
   の円板を軸線方向に並べて形成した模様ロール
   を、前記くさび状ダイに近接して回転自在に設け
   た装置を用い、押出機から供給される樹脂を、前
   記くさび状ダイと模様ロールの円周面の間から、
   回転している模様ロールに巻掛けた状態で吐出さ
   せ、この模様ロールの表面から連続的に送り出さ
   れて来た固化した成形品を矯正用ロールで真直に
   することによつてラツクギヤを得るようにしたラ
   ツクギヤの製造法。 ２ 押出機から供給される溶融樹脂を流下させる
   ダイ本体の下部にくさび状ダイを設け、このくさ
   び状ダイと近接して回転する模様ロールを設け、
   この模様ロールを、円周表面に切欠部を有しない
   ２個の円板の間に、円周表面に一定の間隔で切欠
   部を設けた円板をはさんだ状態で、これらの円板
   を軸線方向に並べて形成し、模様ロールの後に矯
   正用ロールと引取機を備えたラツクギヤの製造装
   置。