JPH0251651A - 動力伝達装置及びプラスチック磁石歯車の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は歯車による動力伝達装置に使用される歯車にお
いてバックラッシに起因する歯の摩耗、騒音、回転むら
を改善するために、歯厚方向に磁気異方性を有するプラ
スチック磁石歯車の製造方法と、これによって得られる
歯車素材に所望の着磁をほどこし、ギヤとピニオンに組
合された歯車を使用した動力伝達装置に関するものであ
る。

〔従来技術］ オフィスオートメーション、家庭電化製品、産業機械な
どに歯車は大量に利用されているが、これらの機器類の
小型軽量化にともない歯車にも小型、軽量、高精度化が
要求されている。特に測定器、ロボット機器に１よ回転
のなめらかさ、回転精度が要求され、動力伝達には従来
の金属製のものからプラスチック歯車や、タイミングベ
ルトなどが使用されるようになっている。

歯車伝達には一対の歯車であるギヤとビニオンにおいて
バックラッシといわれる遊びがあり、本来回転精度に影
響があり、又、歯車が接触してかみ合うことにより、歯
の摩耗、伝達負荷の変動による騒音が発生するものであ
る。歯車を金属からプラスチックに変更してもこれらは
本質的に解決できず、又タイミングベルトでは、騒音は
減少するものの、伝達のズレによる精度不良がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は従来の歯車の機構では解決できなかった回転精
度の向上、騒音の低減、歯の摩耗の低減を得んとして研
究した結果、歯厚方向に磁化容易軸があり所望の着磁極
に着磁されたプラスチック磁石歯車を製造し、これの組
み合せによる歯車間に反発、吸着という磁石の性質を取
り入れることによりバックラッシに起因する問題点を解
決できるという知見を得、研究を進めて本発明を完成す
るにいたったものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明はギアとビニオンにおいて動力伝達方向にＮ極−
３ｉの吸着力及びその反対方向にＮ極−Ｎｌｉ又はＳ極
−３ｌｉの反発力が生ずるように組合せたものであり、
磁性粉末を含有する合成樹脂を成形してなるプラスチッ
ク磁石歯車 ギアとビニオンにおいてＮ８ｉ−Ｎｉ及びＳ極−ｓｌの
反発力が動力伝達方向及びその反対方向にも作用するよ
うに組合せたものであり、磁性粉末を含有する合成１部
脂を成形してなるプラスチック磁石歯車及びそれらのプ
ラスチック磁石歯車と磁石歯車以外の歯車を歯巾方向に
組合せたことを特徴とする動力伝達装置であり、磁性粉
末を含有する合成樹脂を歯車形状のキャビティ内に注入
し冷却固化する前に歯車の歯厚方向に磁界を発生させ、
磁性粉末の磁化容易軸を歯厚方向に配向させたことを特
徴とするプラスチック磁石歯車の製造方法及び得られた
歯車素材を脱磁後歯厚方向に着磁したプラスチック磁石
歯車の製造方法である。

歯車を成形している合成樹脂は６ナイロンを代表とした
ポリアミド系、ＰＰを代表とするオレフィン系、ＰＰ５
ＳＰＢＴなどの熱可塑性樹脂、あるいはフェノール、エ
ポキシ系の熱硬化性樹脂などなんら限定されるものでは
ない、又、磁性粉としては、ストロンチュームを代表と
したフェライト系、サマリウム−コバルト系、ネオジウ
ム系など特別限定されるものではない。

本発明において歯車の歯厚方向に磁界を発生させるには
第１図に示す、金型キャビティ構造の展開図において、
歯車ｌの歯巾方向の上下に非磁性体２．２′を配置し、
歯ミゾ部に強磁性体３．３′を設置しである。この強磁
性体３．３′は１ケ所おきに歯巾方向に設置しである非
磁性体２．２′を交互に貫通している。

この強磁性体３．３′は最外部の強磁性体４．４′に接
触している。

キャビティ中に磁性粉を含有した合成樹脂を注入する際
、強磁性体４．４′間に磁場を与えると、磁束５は強磁
性体３．３′に集中し、歯車の歯部を貫通ずることにな
る。このときの貫通磁束によって磁性ｔ５＋の磁化容易
軸が第２図の０部に示すように磁束と平行な方向に並ぶ
ことになる。

キャビティを構成する非磁性材としてはステンレスベリ
リウム銅合金などが使用され、強磁性材としては低炭素
鋼、パーメンジュールなどが適している。

この両者の透磁率の差が大きい程、磁束の強磁性体部へ
の集中が良く、かつ歯厚方向によりよく＆ｆ磁化容易軸
並ぶのである。

この様にして得られた歯車を第２図のＡあるいはＢ部に
示すように着磁し、第３図のごとくＡ部のみの組み合せ
した吸着、反発を利用した歯車機ｔＪＩＤ、Ａ部とＢ部
の組み合せによる反発を利用した歯車機構Ｅが完成する
ことになる。

さらに第４図に示すこれらを磁石以外の歯車と組み合せ
た歯車機構が完成するものである。

〔実施例〕

ピッチ円直径１００■モジユール４歯数２６の歯車を２
ヶ組み合せた４！９構での鉄製、６ナイロン製、プラス
デック磁石製の各々の歯車を毎分６００回転で回転させ
た場合の騒音を比較し、表１にその結果を示したもので
あり、きわめて低減されていることが実証される。

表１　各歯車の騒音比較 のである。

〔発明の効果〕

本発明に従うと、成形と同時に着磁もおこなわれ、さら
に脱磁後所望の着磁も可能となる。さらに着磁方向と磁
性粉の磁化容易軸が同方向となりきわめて強い磁石歯車
となる。又、磁石の吸着、反発を利用した歯車組み合せ
機構となるためきわめて回転精度が高く、騒音が減少さ
れ、歯車素材はプラスチック磁石であるため軽量である
。又、射出成形、圧縮成形で成形されているのできわめ
て寸法精度の良い歯車が大量に得られるため工業的には
非常に有用な発明である。

注）＄１＝第３図のり、、＄２：第３図のＥ。

Ｑ：良、△：並、×：不良 尚プラスチック磁石の組成は６ナイロンにストロンチェ
ームフエライトを６５シＯＩ％含有したも

【図面の簡単な説明】

第１図はプラスチック磁石歯車成形用の金型の一部であ
り、第２図は歯車の全体図、第３図は歯車組み合せの機
構を表わすものである。 図中１は歯車キャビティ部１ａは歯部、ｌｂは歯ミゾ部
を示し２．２゛は非磁性部、３．３′４．４′は強磁性
部で３．３゛は歯車歯ミゾ部に設置され、歯車歯部の磁
性粉を歯厚方向に配向させるための磁束を集中させるも
ので、６が配向方向を示し、Ａ、Ｂは着磁の状態、Ｃは
磁束の流れ状態を、Ｄ、Ｅは歯車の組み合せ機構を示し
たものである。 第１図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ギアとピニオンにおいて動力伝達方向にＮ極−Ｓ
   極の吸着力及びその反対方向にＮ極−Ｎ極又はＳ極−Ｓ
   極の反発力が生ずるように組合せたものであり、磁性粉
   末を含有する合成樹脂を形成してなるプラスチック磁石
   歯車よりなることを特徴とする動力伝達装置。
2. （２）ギアとピニオンにおいてＮ極−Ｎ極及びＳ極−Ｓ
   極の反発力が動力伝達方向及びその反対方向にも作用す
   るように組合せたものであり、磁性粉末を含有する合成
   樹脂を成形してなるプラスチック磁石歯車よりなること
   を特徴とする動力伝達装置。
3. （３）第１項又は第２項記載のプラスチック磁石歯車と
   磁石歯車以外の歯車を歯巾方向に組合せたことを特徴と
   する動力伝達装置。
4. （４）磁性粉末を含有する合成樹脂を歯車形状のキャビ
   ティ内に注入し冷却固化する前に歯車の歯厚方向に磁界
   を発生させ、磁性粉末の磁化容易軸を歯厚方向に配向さ
   せたことを特徴とするプラスチック磁石歯車の製造方法
   。
5. （５）第４項によって得られる歯車素材を脱磁後、歯厚
   方向に着磁することを特徴とするプラスチック磁石歯車
   の製造方法。