JPH04266654A - 磁性歯車及びその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，バックラッシによるガ
タツキ等を有効に防止できる磁性歯車及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】歯車は，回転力を伝達する部品，あるい
は変速機構を行う部品等として，種々の分野に用いられ
ている。歯車の内でも金属歯車は，大きな回転力を伝達
できると言う利点を有するが，バックラッシにより回転
誤差が生じたり，歯同士が衝突して騒音が発生すると言
う不都合を有する。このような不都合を解消するために
は，バックラッシを小さくするように，歯車の製作精度
を向上させる必要がある。また，製作精度を向上させて
も，歯車の取り付け精度が悪いと，歯の当りが激しくな
り騒音がかえって大きくなる恐れがあると共に，場合に
よっては円滑な回転が得られないおそれもあるので，取
り付け精度も向上させる必要がある。

【０００３】これに対し，プラスチック製歯車は，コス
トが安く，自己潤滑性に優れていると言う利点も有する
が，大きな回転力を伝達するには適さないと言う不都合
を有する。また，プラスチック歯車においても，歯車を
誤差なく製作することは困難なことから，バックラッシ
により余裕を持たせて歯車を製作することになるが，こ
のバックラッシが，騒音の原因になったり，回転伝達の
誤差になるおそれがある。このような歯車に特有のバッ
クラッシの問題を解消する歯車として，磁性歯車が開発
されている。従来の磁性歯車は，バリウムないしストロ
ンチウム系等のフェライト，またはサマリウム−　コバ
ルト系の希土類元素などを含むプラスチック磁性材料を
，歯車形状に成形後，歯車の歯部をＮＳ極交互に磁化す
ることにより製造される。歯車の歯を磁化することによ
り，この歯車相互を噛合させた場合に，噛み合っている
歯相互が磁力により吸引接触し，バックラッシによるガ
タツキ等を防止する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが，このような
従来の磁性歯車にあっては，歯車全体を磁性材料で構成
するため，加工が煩雑であり，製造コストも高く，量産
に適していなかったり，強度が不十分であり，耐久性に
欠けると言う不都合を有している。本発明は，このよう
な従来技術が有する不都合を解消するためになされ，軽
量で，加工が容易で，耐摩耗性，耐衝撃性および耐久性
に優れ，製造コストも安価で，バックラッシによるガタ
ツキ等の問題のない磁性歯車及びその製造方法を提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
，本発明による磁性歯車は，かみ合い部が形成された非
磁性軽量金属製歯車本体と，この歯車本体の少なくとも
かみ合い部外表面に成膜され，歯車のかみ合い部でＮＳ
極が交互に着磁された磁性膜とからなることを特徴とし
ている。上記磁性膜が形成してあるかみ合い部は，必ず
しも従来の歯車のような凹凸形状ではなく，滑らかな円
弧形状であっても良い。また，本発明に係る磁性歯車の
製造方法は，非磁性軽量金属製歯車本体のかみ合い部形
成面に，多数の微細孔を持つ皮膜を形成する皮膜形成工
程と，この皮膜における微細孔内に，磁性材料を析出さ
せ，皮膜を磁性膜にさせる磁性膜形成工程と，この磁性
膜が形成された歯車本体のかみ合い部形成面を，ＮＳ極
交互に磁化する磁化工程とを有することを特徴とする。

【０００６】

【作用】このような本発明に係る磁性歯車では，磁性歯
車同士を噛み合わせると，かみ合い部表面に形成してあ
る磁性膜の磁力の吸着力により，かみ合い部の接触面相
互が，ガタツクことなく密着し，回転力がスムーズに伝
達され，騒音等が生じない。また，噛み合わされるかみ
合い部表面相互を，同極性に磁化させた場合には，磁力
の反発力により，かみ合い部表面相互が接触することな
く，歯車相互の回転力を伝達でき，その場合にもバック
ラッシによる騒音等の発生を防止できる。また，凹凸状
のかみ合い部でない滑らかな円周面が形成してある本発
明に係る歯車相互を連結する場合には，磁性膜が成膜さ
れたかみ合い部相当面相互を近接させることにより，一
方の歯車を回転させると，磁力により，他方の歯車も回
転し，回転力を伝達できる。

【０００７】

【実施例】以下，本発明の一実施例に係る磁性歯車につ
いて，図面を参照しつつ詳細に説明する。図１（Ａ），
（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施例に係る磁性歯車の要
部概略図，図２は本発明に係る磁性歯車における歯部表
面の要部拡大概略図，図３は本発明の他の実施例に係る
磁性歯車の概略図である。

【０００８】図１（Ａ）は，それぞれの磁性歯車１，３
が磁力の吸引力により，歯車におけるバックラッシによ
るガタツキ等を防止する例を示し，同図（Ｂ）は，それ
ぞれの磁性歯車５，３が磁力の反発力を利用して，歯部
２相互が直接接触することなく回転力を伝達し，バック
ラッシによるガタツキ等を防止する例を示す。いずれの
磁性歯車１，３，５も，基本的には同様な構成を有し，
噛合する歯２相互の磁化方向の組合せのみが相違する。 図１に示すように，各磁性歯車１，３，５は，それぞれ
凸状の歯２が外周に所定間隔で形成された円盤状の歯車
本体４を有する。歯２は，歯車本体４の全周に形成して
も良いが，その一部にのみ形成しても良い。歯車本体４
の全体形状としては，種々の態様が考えられる。例えば
，円錐形状の傘歯車形状であっても良いし，レバーのよ
うなリンク形状であっても良い。また，かみ合わせ部と
しての歯２は，必ずしも歯車本体４の外周に形成するこ
となく，内周側に形成することもできる。

【０００９】このような歯車本体４は，例えばアルミニ
ウムのような非磁性軽量金属で形成される。歯車本体４
をアルミニウムで構成する場合には，歯２は切削加工な
どにより容易に形成可能である。歯車本体４における少
なくとも歯２の外表面には，例えば図２に示すような磁
性膜６が形成されている。この磁性膜６の成膜方法につ
いては後述する。歯車本体４を構成するアルミニウム等
の非磁性軽量金属は，それ自体では磁化が困難であるが
，その表面に磁性膜６を形成することで，歯車本体４の
歯２を次のように磁化することが可能になる。すなわち
，それぞれの歯２における一方の噛合面２ａをＮ極に磁
化し，他方の噛合面２ｂをＳ極に磁化する。

【００１０】このような磁性歯車１，３，５にあっては
，歯車本体４が軽量金属で構成されているので，歯車全
体が軽量となる。また，基本的には，金属製歯車なので
，比較的大きな回転力を伝達できると共に，耐衝撃性，
耐久性に優れる。特に，歯車本体をアルミニウムで構成
する場合には，後述するような方法で，耐摩耗性にも優
れた強磁性膜を歯部表面に容易に成膜することが可能に
なる。このような磁性歯車１，３，５の製造方法の一例
を次に示す。まず，アルミニウム材を切削加工し，外周
面に凸状の歯２が所定間隔で形成された歯車本体４を成
形する。アルミニウム材は，後述する磁性膜を良好に成
形するためには，高純度のものが好ましい。

【００１１】次に，このように成形した歯車本体４を，
適切な電解浴（一般的には硫酸に代表される無機酸浴，
シュウ酸に代表される有機酸浴，及びこれらの混酸浴）
中で電解処理する。するとアルミニウム表面は電解酸化
され，図２に示すような特有な多数の微細孔８を有する
アルマイト皮膜（陽極酸化皮膜）１０が生成される。こ
のアルマイト皮膜１０の膜厚，微細孔８の径等は，電解
酸化の諸条件を適宜選択することにより変化させること
ができるが，一般的には膜厚が３０〜６０μｍ程度が好
ましく，孔径は１００〜３００Å程度が好ましい。また
，微細孔８の内径の制御は，アルマイト皮膜形成後，薬
液などにより化学処理することによっても行うことがで
きる。このようなアルマイト皮膜１０は，アルミニウム
素材との密着性が非常に良く，耐摩耗性及び耐食性に優
れている。したがって，このようなアルマイト皮膜を，
少なくとも歯車本体４における歯部２表面に形成するこ
とで，歯車の耐摩耗性及び耐食性も向上する。

【００１２】次に，このようなアルマイト皮膜１０を磁
性膜６にするために，磁性材料を各微細孔８内に析出さ
せる。磁性材料としては，鉄，ニッケル，コバルトなど
の強磁性材料が用いられる。磁性材料を微細孔８内に析
出させるには，メッキ技術を利用する。すなわち，アル
マイト皮膜１０が形成された歯車本体４を磁性メッキ中
に浸漬し，交流電圧を印加することにより，磁性材料を
微細孔８内に密に充填する。このようにしてアルマイト
皮膜を磁性膜６にした後に，歯車本体４における歯２に
おける一方の噛合面２ａをＮ極に磁化し，他方の噛合面
２ｂをＳ極に磁化すれば，磁性歯車１，３，５が完成す
る。

【００１３】このような磁性歯車は，図１（Ａ）に示す
ように，噛合面相互が磁力の吸引力により吸着するよう
に組み合わせても良いし，同図（Ｂ）に示すように，噛
合面相互が磁力の反発力により接触せずに回転力を伝達
するように組み合わせても良い。いずれの場合にも，歯
車におけるバックラッシによるガタツキ等を防止するこ
とが可能になり，回転力がスムーズに伝達される。

【００１４】なお，本発明は上述した実施例に限定され
るものではなく，本発明の範囲内で種々に改変すること
が可能である。例えば，図３に示すように，歯車本体１
２，１２を，外周面に凹凸がない円盤形状に構成し，そ
の外周面に上述したような方法で磁性膜を形成し，この
磁性膜を周方向に沿って，交互にＮ，Ｓ極に着磁するこ
とにより，磁性歯車１４，１４を形成する。この実施例
では，Ｎ，Ｓ極に着磁された滑らかな着磁面自体が歯車
のかみ合い部に相当する。このような円盤状の磁性歯車
１４，１４を，その外周面が近接するように並べること
で，かみ合い部に相当する着磁面相互が引き合い，一方
の回転力が他方に伝達し，歯車列を形成することになる
。このような実施例によれば，単純な円盤状の素材から
，容易に歯車を形成することが可能になる。また，かみ
合い部が着磁面そのものであることから，歯数の変更は
，着磁面の数を変えることにより容易に行える。さらに
，ファインピッチの歯車の形成が容易になる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように，本発明に係る磁性
歯車は，磁力の吸引力または反発力を利用し，バックラ
ッシによるガタツキ等を容易に防止でき，スムーズな回
転力の伝達が可能になる。また，本発明によれば，歯車
本体が軽量金属で構成されているので，歯車全体が軽量
となる。また，基本的には，本発明に係る磁性歯車は金
属製歯車なので，比較的大きな回転力を伝達できる。ま
た，通常の磁性歯車に比較し，耐衝撃性にも優れている
。特に，歯車本体をアルミニウムにより構成し，その表
面にアルマイト皮膜を形成し，そのアルマイト皮膜を磁
性膜にした磁性歯車によれば，表面がアルマイト皮膜で
あるため，表面硬度及び耐食性が向上し，歯車の耐摩耗
性及び耐久性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ本発明の一実施
例に係る磁性歯車の要部概略図である。

【図２】図２は本発明に係る磁性歯車における歯表面の
要部拡大概略図である。

【図３】図３は本発明の他の実施例に係る磁性歯車の概
略図である。

【符号の説明】

１　　磁性歯車 ２　　歯 ３　　磁性歯車 ４　　歯車本体 ５　　磁性歯車 ６　　磁性膜 ８　　微細孔 １０　　アルマイト皮膜 １２　　歯車本体 １４　　磁性歯車

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　かみ合い部が形成された非磁性軽量金
   属製歯車本体と，この歯車本体の少なくともかみ合い部
   の表面に成膜され，歯車のかみ合い部でＮＳ極が交互に
   着磁された磁性膜とからなる磁性歯車。
2. 【請求項２】　　前記かみ合い部は，凹凸する複数の歯
   であり，これら歯のそれぞれの隣合う歯合面が相異なる
   磁極に着磁されている請求項１に記載の磁性歯車。
3. 【請求項３】　　前記かみ合い部は，歯車本体の外周面
   に規定される凸凹のない円周面であり，この円周面に沿
   ってＮＳ極が交互に着磁されてい請求項１に記載の磁性
   歯車。
4. 【請求項４】　　非磁性軽量金属製歯車本体のかみ合い
   部形成面に，多数の微細孔を持つ皮膜を形成する皮膜形
   成工程と，この皮膜における微細孔内に，磁性材料を析
   出させ，皮膜を磁性膜にさせる磁性膜形成工程と，この
   磁性膜が形成された歯車本体のかみ合い部形成面を，Ｎ
   Ｓ極交互に磁化する磁化工程とを有する磁性歯車の製造
   方法。