JPH0266365A

JPH0266365A - 低騒音歯車

Info

Publication number: JPH0266365A
Application number: JP21759888A
Authority: JP
Inventors: Katsuyoshi Sato; 勝義佐藤; Toshiaki Nakamura; 俊明中村
Original assignee: Polyplastics Co Ltd
Current assignee: Polyplastics Co Ltd
Priority date: 1988-08-31
Filing date: 1988-08-31
Publication date: 1990-03-06
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JP2647919B2

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、特定の性質を有する樹脂組成物からなる、駆
動時の音が極めて静かな歯車に関する。

〔従来の技術とその課題〕

歯車は主として動力、回転の伝達をその役目とする重要
な機械部品の一つである。従来、歯車は金属の切削、焼
結によって作製されてきたが、製造コストが高く、重く
、しかも通常はオイルによる外部潤滑が必要である等の
欠点を有するため、近年は、射出成形等により極めて容
易に製造でき、軽量で、しかも無給油で使用できる熱可
塑性樹脂歯車が、金属歯車に代わってきわめて広範な分
野で利用されている。しかし、その用途が拡大して歯車
がさらに小型化し、高速での使用が増大するに伴って、
歯車部品に対する要求も益々高度化する傾向にあり、そ
のひとつとして歯車騒音の低減、即ち、歯車が相手歯車
とかみ合い、回転するときに、歯車の歯同士が打撃し合
い摺動し合うことによって発生する不快音の抑制が要求
される傾向にある。とりわけ近年、電子制御機器を組み
込んだ機器が増加しており、歯車の騒音により、これが
誤動作を起こす等の問題もあり、又、音響機器等では歯
車の騒音が直接的、あるいは間接的に音質を劣化させる
要因となり、それが致命的欠陥となる場合もあり、歯車
部品の駆動音の低減が望まれる場合が多く、本質的に優
れた低騒音歯車の要求は一層厳しいものとなっている。

斯かる要求に応える方法として、歯車の精度を良好にし
て低騒音化を図る等の方法が知られている。しかし熱可
塑性樹脂歯車の場合、そのほとんどが射出成形によって
得られることが多いが、成形条件の変動、樹脂特有の大
きな熱膨張、比較的大きな成形収縮率等が歯車精度に複
雑な影響を及ぼすため、微妙な成形条件の制御を行って
も、なお、熱可塑性樹脂歯車の精度を良好にすることは
きわめて困難であり、騒音の低減も充分には達成できな
かった。

従って、精度をそれ程考慮しなくてよい通常の成形条件
で得ることができ、しかも、本質的に騒音レベルの小さ
い熱可塑性樹脂歯車の開発が望まれていた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは熱可塑性樹脂の諸性質を維持し、かつ噛み
合い回転時の静粛性に優れた熱可塑性樹脂歯車を得るべ
く、材料面から鋭意検討を重ねた結果、特定の性質を有
する樹脂組成からなる歯車により、目的が達成されるこ
とを見出し、本発明に到達した。

即ち、本発明は（Ａ）熱可塑性樹脂に（Ｂ）熱可塑性エ
ラストマー及び合成ゴムからなる群から選ばれた１種又
は２種以上を５〜６０重量％（組成物中）と（Ｃ）潤滑
剤を０〜２５重量％（組成物中）配合してなる曲げ弾性
率４０００〜１８０００ｋｇ／ｃｍ”を有する組成物か
らなる、騒音の小さい歯車に関するものである。

本発明の歯車は斯かる如く、（Ａ）成分および（Ｂ）成
分と所望により配合される（Ｃ）成分からなる曲げ弾性
率４０００〜１８０００ｋｇ／ｃｍ２の組成物より成形
されるものであるが、その最も大きな特徴は曲げ弾性率
にある。即ち、曲げ弾性率がこれより大きい組成物を用
いて歯車を形成したのでは、充分な騒音低減（特に打撃
音の低減）は望めず、逆に、曲げ弾性率がこれより小さ
いと、歯車としての動力伝達機能が低下するのみならず
、歯車のきしみに伴う騒音が生ずる場合がある。好まし
くは曲げ弾性率６００（１−１６０００ｋｇ／ａｍ２を
有する組成物からなる歯車であり、特に好ましいのは、
曲げ弾性率７０００〜１３０００ｋｇ／ｃｍ２を有する
組成物からなる歯車である。尚、ここで規定する曲げ弾
性率はＡＳＴＭ　Ｄ−７９０に準じ、１／４インチ厚さ
の曲げ試験片を用いて測定した値である。

次に本発明の歯車を形成する組成物の構成成分について
説明する。

本発明において（Ａ）成分として用いられる熱可塑性樹
脂としては特に制約はなく公知の熱可塑性樹脂がいずれ
も使用可能である。好ましくは、ＡＳＴＭ　Ｄ−７９０
により測定した曲げ弾性率が２００００ｋｇ／ｃｍ２以
上の樹脂であり、特に好ましいのは、バランスのとれた
特性を有し、摺動性も１憂れた、ポリアセタール、ポリ
エステル（中でもポリブチレンテレフタレート）、ポリ
アミド、又はこれらを主体とするものであり、本発明の
効果が顕著である。又、本発明においては、上記の如き
熱可塑性樹脂は公知の架橋、グラフト重合等の方法によ
り変性したものであってもよい。

また、本発明に用いられる熱可塑性樹脂（Ａ）としては
、流動性の良いものが好ましく、その融点＋２５℃にお
いて２１６０　ｇの荷重で測定したメルトインデックス
（Ｍｌ値）が２０以上であれば、−層の騒音低減効果が
発揮される。

次に本発明においては、上記の如き熱可塑性樹脂（Ａ）
に（Ｂ）成分として熱可塑性エラストマー及び合成ゴム
からなる群から選ばれた１種又は２種以上が配合される
。熱可塑性エラストマーとしてはポリウレタン系エラス
トマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エ
ラストマー、ポリオレフィン系エラストマー、アクリル
系エラストマー等があげられる。又、合成ゴムとしては
、オレフィン系ゴム、アク’Ｊ／ｌ’系ゴム、ジエン系
ゴム、シリコーン系ゴム、フッ素系ゴム等があげられる
。これらのエラストマー及び合成ゴムは、架橋、グラフ
ト等、公知の方法で変性したものであってもよい。

本発明において斯かる（Ｂ）成分の配合量は、５〜６０
重量％（組成物中）である。５重量％未満では本発明で
規定される特定の曲げ弾性率を達成することが難しく、
又、６０重量％を越えると基体である熱可塑性樹脂（Ａ
）が本来有する機械的、物理的、化学的性質等の優れた
特性が失われるのみならず、成形加工性、表面状態等を
も阻害する場合があり好ましくない。より好ましくは（
Ｂ）成分が１０〜５０重量％、特に好ましくは１５〜４
０重量％配合される。本発明において、特に好ましい（
Ａ）成分と（８）成分の組合せ、及びその配合量の例と
しては、（Ａ）成分としてポリアセタールを用い、（Ｂ
）成分としてポリウレタン系エラストマー、ポリオレフ
ィン系エラストマー、又はポリエステル系エラストマー
全１５〜４０重量％（組成物中）配合したもの、（Ａ＞
成分としてポリブチレンテレフタレートを用い、（Ｂ）
成分としてポリエステル系エラストマーポリオレフィン
系エラストマー、アクリル系エラストマー、又はアクリ
ル系ゴムを１５〜４０重量％（組成物中）配合したもの
等があげられる。

本発明においては、上記の如く熱可塑樹脂（Ａ）に（Ｂ
）成分として、熱可塑性エラストマー及び合成ゴムから
選ばれたものを配合しただけでも、その組成物の曲げ弾
性率が本発明の規定範囲である限り、この組成物からな
る歯車の騒音は小さ（なり好ましいが、本発明において
はこれに更に（Ｃ）成分として潤滑剤を併用配合するの
が好ましく、これにより、この組成物からなる歯車の騒
音は非常に小さくなる。本発明において、斯かる目的で
用いられる潤滑剤（Ｃ）　　としては特に制約はなく、
公知のものがいずれも使用できる。例えば、シリコーン
オイル、鉱物油、パラフィン系オイノペナフテン系オイ
ル、ポリエーテル系オイル、フッ素系オイル、脂肪酸、
アルコール、１価又は多価アルコールの脂肪酸エステル
、アルコールとポリアルキレングリコールの付加物、脂
肪酸アミド、オレフィン系ワックス等があげられる。中
でも好ましいのは、シリコーンオイル、１価又は多価ア
ルコールの脂肪酸エステルである。本発明において、斯
かる潤滑剤の配合■は０〜２５重量％（組成物中）であ
る。潤滑剤の配合量が２５重量％を越えると熱可塑性樹
脂への混入が困難なものとなり、又、樹脂の物性も大幅
に損なわれる。逆に、潤滑剤の配合量が極めて少ない場
合には、その効果は軽微なものとなる。よって、潤滑剤
配合による騒音低減効果をより有効に引き出し、しかも
その他の特性を大きく損なうことのないための好ましい
配合量は０．０２〜２０重量％、特に好ましくは０．１
〜５重量％である。

又、本発明における歯車を形成する組成物中には、目的
に応じてその物性を改善するため、更に公知の各種の添
加物を配合し得る。添加物の一例を示せば、酸化防止剤
、耐候・耐光安定剤、耐熱安定剤、滑剤、離型剤、核剤
、難燃剤、帯電防止剤、その他の界面活性剤、着色剤等
があげられる。

又、本発明の歯車用組成物としては、その目的を阻害し
ない範囲で他の物性を改良するため、補助的に小量の他
の熱可塑性樹脂やガラス等の繊維状、板状、粉粒状の無
機充填材を併用することもできる。

本発明の低騒音歯車は従来の添加剤入りの樹脂等で用い
られる公知の方法及び成形法により、容易に得ることが
できる。

例えば、１）各成分を混合した後、押し出し機により混
練押し出してペレットを調製し、しかる後成形する方法
、２）−旦組成の異なるペレットを調製し、これを成形
時に混合、成形し、本組成物の成形品を得る方法、３）
成形時に各成分を直接仕込んで成形し、本組成物の成形
品を得る方法等、何れも使用できる。

又、上記の如き１）〜３）の方法において、−旦円柱状
に成形しておき、これを切削等の後加工により歯車形状
にする等の方法ももちろん可能である。

又、本発明において、歯車の形状については特に制約は
なく、片歯車、ハスバ歯車、ウオーム歯車等、任意の形
状の歯車とすることが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例について説明するが、本発明はこ
れらの実施例に限定されるものではない。

尚、以下の実施例及び比較例において騒音レベルの測定
は第１図に示した形状の歯車を成形し、次に示す基準に
基づき評価した。

サンプル歯車仕様：モジュール０．５歯数４０枚歯幅３ｍｍ歯形インボリュートサンプル数：ｎ＝３テスト方法：第２図に示すような装置を用い、一対のサ
ンプル歯車をバックラッシュ０の状態で互いに噛み合わ
せ、トルク２００ｇｆ　−ｃｍを負荷し、回転数４０Ｏ
ｒｐｍで回転させ、そのとき発生する騒音を精密騒音計
で捕らえ、ＪＩＳ　ｚ　８７３１において騒音測定法に
規定される聴感補正回路Ａ特性により、騒音レベルを測
定した。

実施例１〜２０、比較例１〜８熱可塑性樹脂（Ａ成分）として、ポリアセタール樹脂〔
ポリプラスチックス■製、商品名「ジュラコンＭ２７０
Ｊ　〕、ポリブチレンテレフタレート樹脂〔ポリプラス
チックス■製、商品名「ジュラホックス２００旧〕、及
び、ポリアミド樹脂〔ポリプラスチックス■製、商品名
「ポリプラナイロン１００ＯＪ　）を用い、これに（Ｂ
）成分として各種熱可塑性エラストマー又は合成ゴムと
、場合により（Ｃ）成分としてシリコーンオイル、エス
テル又はパラフィンオイルを表１〜３に示す割合で添加
、混合した後、内径３Ｑｍｍの二軸押し出し機を用いて
溶融混練し、ペレット状の組成物を調製した。

次いでこのペレットから射出成形機を用いて、第１図に
示す如き形状の歯車を成形し、第２図の装置へ取り付け
、同じ組成同士の歯車を２個一対に噛み合わせ回転し、
そのとき発生する騒音レベルを測定した。結果を表１〜
３に示す。

表１　＋　　２＋　　３に示した結果から明らかな如く
、エラストマー又は合成ゴムの添加により、本発明で規
定される曲げ弾性率とした組成物からなる歯車は騒音レ
ベルの低減に効果があることがわかる。また液体潤滑剤
の添加は、より一層、騒音を低減させている。

〔発明の効果〕

以上の説明及び実施例により明らかなように、熱可塑性
樹脂にエラストマー及び合成ゴムから選ばれた一種又は
二種以上を配合してなる曲げ弾性率が４０００〜１８０
００ｋｇ／ｃｍ’である組成物からなる本発明の歯車は
低騒音性を有し、好ましいものである。又、これに更に
液体潤滑剤を併用して配合することにより歯車の騒音は
飛躍的に低減される。斯かる如く、本発明の歯車は、噛
み合い回転時に優れた静粛性を有するため、きわめて広
い分野において好ましく用いられる。

斯かる低騒音歯車の具体的用途例として、音響機器はも
ちろん、その他の事務機器、自動車、電気・電子機器、
雑貨等の分野における各種の歯車があげられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例において騒音測定のため成形した歯車の
略図であり、（ａ）は平面図、ら〕は側面図を示す。第
２図（ａ）は騒音測定装置の略示図である。第２図ら〕は同図（ａ）の歯車の噛み合い部分の拡大斜
視図である。 ■・・・精密騒音計２・・・騒音計固定柱３・・・音響ピックアップ４・・・トルクモーター５・・・駆動モーター６・・・軸受け７・・・歯車

Claims

【特許請求の範囲】１　（Ａ）熱可塑性樹脂に（Ｂ）熱可塑性エラストマー
及び合成ゴムからなる群から選ばれた１種又は２種以上
を５〜６０重量％（組成物中）と（Ｃ）潤滑剤を０〜２
５重量％（組成物中）配合してなる曲げ弾性率４０００
〜１８０００ｋｇ／ｃｍ＾２を有する組成物からなる低
騒音歯車。２　熱可塑性樹脂（Ａ）がポリアセタール、ポリエステ
ル又はポリアミドを主体とするものである請求項１記載
の低騒音歯車。