JPH0771564A - 樹脂製の多段歯車及びその製造方法 - Google Patents
樹脂製の多段歯車及びその製造方法Info
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- JPH0771564A JPH0771564A JP23590693A JP23590693A JPH0771564A JP H0771564 A JPH0771564 A JP H0771564A JP 23590693 A JP23590693 A JP 23590693A JP 23590693 A JP23590693 A JP 23590693A JP H0771564 A JPH0771564 A JP H0771564A
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- Japan
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- gear
- resin
- hollow
- parts
- multistage
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/1703—Introducing an auxiliary fluid into the mould
- B29C45/1704—Introducing an auxiliary fluid into the mould the fluid being introduced into the interior of the injected material which is still in a molten state, e.g. for producing hollow articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2015/00—Gear wheels or similar articles with grooves or projections, e.g. control knobs
- B29L2015/003—Gears
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 樹脂製で寸法精度の高い多段歯車を容易に成
形できるようにする。 【構成】 各歯車部２ａ，２ｂに同じ成形収縮を見込ん
だ設計の金型を用い、加圧ガスの圧入を伴う中空射出成
形法で成形を行う。
形できるようにする。 【構成】 各歯車部２ａ，２ｂに同じ成形収縮を見込ん
だ設計の金型を用い、加圧ガスの圧入を伴う中空射出成
形法で成形を行う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、樹脂製の多段歯車の寸
法精度の向上に関する。
法精度の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】歯車は、自動車、一般機械、精密機械、
電気・電子機器等の各分野における機構部品として幅広
く用いられている。そして、樹脂が成形性に富み、軽量
で、しかも錆びないという理由から、樹脂射出成形品の
歯車の利用が拡大してきている。
電気・電子機器等の各分野における機構部品として幅広
く用いられている。そして、樹脂が成形性に富み、軽量
で、しかも錆びないという理由から、樹脂射出成形品の
歯車の利用が拡大してきている。
【０００３】最近の各分野のハイテク化に伴い、歯車の
高機能化が要求され、２段歯車に代表される多段歯車が
多く用いられるようになってきている。多段歯車は、複
数の歯車を組み合わせた形状を持ち、各歯車部を有効に
用いることにより、１段歯車よりも多くの機能を持たせ
ることが可能なためである。
高機能化が要求され、２段歯車に代表される多段歯車が
多く用いられるようになってきている。多段歯車は、複
数の歯車を組み合わせた形状を持ち、各歯車部を有効に
用いることにより、１段歯車よりも多くの機能を持たせ
ることが可能なためである。
【０００４】上記多段歯車の寸法精度に対する要求も高
度化してきており、これに応えることが技術的な課題と
なっている。
度化してきており、これに応えることが技術的な課題と
なっている。
【０００５】一方、樹脂射出成形品は、樹脂が金型内で
溶融状態から固化する際に大きく収縮してしまうため、
金型の寸法通りに成形されず、寸法精度のよいものを得
ることは困難である。特に歯車は形状が複雑であるの
で、これを樹脂射出成形品とした場合の寸法精度の向上
には特別の工夫が必要となる。
溶融状態から固化する際に大きく収縮してしまうため、
金型の寸法通りに成形されず、寸法精度のよいものを得
ることは困難である。特に歯車は形状が複雑であるの
で、これを樹脂射出成形品とした場合の寸法精度の向上
には特別の工夫が必要となる。
【０００６】従来、樹脂製の歯車の寸法精度を向上させ
るために、成形条件、樹脂特性、金型デザイン等から種
々の改良が行われている。例えば、金型デザインにおい
ては、成形収縮を見込んだ設計が行われており、主に以
下の３つの方法を用いて金型の設計が行われている。
るために、成形条件、樹脂特性、金型デザイン等から種
々の改良が行われている。例えば、金型デザインにおい
ては、成形収縮を見込んだ設計が行われており、主に以
下の３つの方法を用いて金型の設計が行われている。
【０００７】１）キャビティモジュールは製品歯車と同
一にし、圧力角及び転位係数で成形収縮を見込む。
一にし、圧力角及び転位係数で成形収縮を見込む。
【０００８】２）キャビティ圧力角は製品歯車と同一と
し、モジュールで成形収縮を見込む。
し、モジュールで成形収縮を見込む。
【０００９】３）モジュールと圧力角の両方で成形収縮
を見込む。
を見込む。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な成形収縮を見込んだ金型設計によってある程度の効果
は得られているが、多段歯車においては、射出成形時に
各段の歯車部への均一な圧力伝達が困難で、寸法精度の
向上には限界がある。
な成形収縮を見込んだ金型設計によってある程度の効果
は得られているが、多段歯車においては、射出成形時に
各段の歯車部への均一な圧力伝達が困難で、寸法精度の
向上には限界がある。
【００１１】つまり、多段歯車の各段の歯車部はゲート
からの距離が夫々異なるので、射出成形時の樹脂保圧力
に差を生じ、各歯車部を同じ成形収縮率を用いて設計す
ると、目的の大きさの歯車部にはならなくなる。
からの距離が夫々異なるので、射出成形時の樹脂保圧力
に差を生じ、各歯車部を同じ成形収縮率を用いて設計す
ると、目的の大きさの歯車部にはならなくなる。
【００１２】このため、寸法精度のよい多段歯車を成形
するには、各歯車部を異なった成形収縮率に基づいて設
計することが必要となる。
するには、各歯車部を異なった成形収縮率に基づいて設
計することが必要となる。
【００１３】しかしながら、このように異なった成形収
縮率で金型を設計する場合、初めから適切な成形収縮率
の組み合わせを選択することは困難で、多くの場合には
成形と金型修正の繰り返しによる試行錯誤を経て金型が
決定される。
縮率で金型を設計する場合、初めから適切な成形収縮率
の組み合わせを選択することは困難で、多くの場合には
成形と金型修正の繰り返しによる試行錯誤を経て金型が
決定される。
【００１４】一段歯車では、歯車部が一段のみであるの
で、複数の成形収縮率の組み合わせを選択する必要はな
いが、多段歯車では、各段の歯車部毎に異なる成形収縮
率の組み合わせを試行錯誤を経て決定する必要があり、
金型の決定までに多大の手間と時間を要し、短期間で寸
法精度の高い樹脂製の多段歯車を得ることが非常に困難
な問題がある。
で、複数の成形収縮率の組み合わせを選択する必要はな
いが、多段歯車では、各段の歯車部毎に異なる成形収縮
率の組み合わせを試行錯誤を経て決定する必要があり、
金型の決定までに多大の手間と時間を要し、短期間で寸
法精度の高い樹脂製の多段歯車を得ることが非常に困難
な問題がある。
【００１５】本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、樹脂製の多段歯車の寸法精度を容易に向上
させることができるようにすることを目的とする。
れたもので、樹脂製の多段歯車の寸法精度を容易に向上
させることができるようにすることを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段及び作用】このために請求
項１の発明では、図１に示されるように、一連の中空部
１が各歯車部２ａ，２ｂの内部に形成されている樹脂製
の多段歯車としているものである。また、請求項２の発
明では、多段歯車の各歯車部２ａ，２ｂに同じ成形収縮
を見込んだ設計の金型を用い、中空射出成形法によって
成形することとしているものである。
項１の発明では、図１に示されるように、一連の中空部
１が各歯車部２ａ，２ｂの内部に形成されている樹脂製
の多段歯車としているものである。また、請求項２の発
明では、多段歯車の各歯車部２ａ，２ｂに同じ成形収縮
を見込んだ設計の金型を用い、中空射出成形法によって
成形することとしているものである。
【００１７】請求項１の発明において、中空部１は、格
段の歯車部２ａ，２ｂ内に存在し、かつこの中空部１は
一連につながっているものである。
段の歯車部２ａ，２ｂ内に存在し、かつこの中空部１は
一連につながっているものである。
【００１８】この中空部１は、成形品内に中空部を生じ
させる成形方法によって形成されるもので、この中空部
１は、巣（ボイド）や発泡剤による気泡とは相違するも
のである。
させる成形方法によって形成されるもので、この中空部
１は、巣（ボイド）や発泡剤による気泡とは相違するも
のである。
【００１９】成形品内に中空部１を発生させる成形方法
はどのようなものでもよいが、請求項２の発明における
中空射出成形法は、接合部を残すことなく１回の射出で
成形でき、しかもバリの発生が少ないことから好まし
い。
はどのようなものでもよいが、請求項２の発明における
中空射出成形法は、接合部を残すことなく１回の射出で
成形でき、しかもバリの発生が少ないことから好まし
い。
【００２０】上記中空射出成形法とは、射出成形におい
て、射出した金型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体
を圧入し、必要な保圧及び冷却後、圧入した加圧流体を
排出することで中空成形品を成形する成形方法である。
て、射出した金型キャビティ内の溶融樹脂中に加圧流体
を圧入し、必要な保圧及び冷却後、圧入した加圧流体を
排出することで中空成形品を成形する成形方法である。
【００２１】加圧流体としては、常温常圧でガス状又は
液状のもので、射出成形の温度及び圧力下で、成形に用
いる溶融樹脂と反応又は混合されないものが使用され
る。例えば窒素、炭酸ガス、空気、ヘリウム、グリセリ
ン、流動パラフィン等であるが、通常ガスが使用され、
特に窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガス
が好ましい。
液状のもので、射出成形の温度及び圧力下で、成形に用
いる溶融樹脂と反応又は混合されないものが使用され
る。例えば窒素、炭酸ガス、空気、ヘリウム、グリセリ
ン、流動パラフィン等であるが、通常ガスが使用され、
特に窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン等の不活性ガス
が好ましい。
【００２２】以下、加圧流体としてガスを用いる場合を
例に更に説明する。
例に更に説明する。
【００２３】加圧流体としてガスを用いる中空射出成形
は、通常の射出成形機とガス圧入装置の組み合わせによ
って行われる。
は、通常の射出成形機とガス圧入装置の組み合わせによ
って行われる。
【００２４】ガス圧入装置は、金型キャビティ内の溶融
樹脂中に加圧ガスを圧入するためのもので、金型キャビ
ティ内の溶融樹脂中に、配管を通して加圧ガスを圧入
し、設定時間このガス圧を保持（保圧）する装置であ
る。
樹脂中に加圧ガスを圧入するためのもので、金型キャビ
ティ内の溶融樹脂中に、配管を通して加圧ガスを圧入
し、設定時間このガス圧を保持（保圧）する装置であ
る。
【００２５】ガス圧入装置は、予め高圧に圧縮してアキ
ュームレーターに蓄えた加圧ガスを、加圧ガス圧入時に
金型キャビティ内の溶融樹脂中に供給する方式もので
も、加圧ガス圧入時に、ガスをポンプで金型キャビティ
内の溶融樹脂中に送り込んで加圧して行く方式のもので
もよい。
ュームレーターに蓄えた加圧ガスを、加圧ガス圧入時に
金型キャビティ内の溶融樹脂中に供給する方式もので
も、加圧ガス圧入時に、ガスをポンプで金型キャビティ
内の溶融樹脂中に送り込んで加圧して行く方式のもので
もよい。
【００２６】加圧ガスの圧入は、射出ノズルに内蔵させ
たガスノズルや金型に設けたガスノズルを介して行うこ
とができる。また、加圧ガスの圧入は、金型キャビティ
に対して直接行う他、スプルーやランナーに対して行っ
てもよい。スプルーやランナーに圧入された加圧ガス
は、ゲートを介して金型キャビティ内の溶融樹脂中へと
圧入されることになる。
たガスノズルや金型に設けたガスノズルを介して行うこ
とができる。また、加圧ガスの圧入は、金型キャビティ
に対して直接行う他、スプルーやランナーに対して行っ
てもよい。スプルーやランナーに圧入された加圧ガス
は、ゲートを介して金型キャビティ内の溶融樹脂中へと
圧入されることになる。
【００２７】加圧ガス圧入のタイミングは、金型キャビ
ティを満たすに充分な量の溶融樹脂を射出（フルショッ
ト）した後、もしくは、金型キャビティを満たすに足り
ない量の溶融樹脂を射出（ショートショット）した後の
いずれでもよい。特にショートショットの場合、一部の
溶融樹脂の射出後、残りの溶融樹脂の射出と共に加圧ガ
スの圧入を行うこともできる。
ティを満たすに充分な量の溶融樹脂を射出（フルショッ
ト）した後、もしくは、金型キャビティを満たすに足り
ない量の溶融樹脂を射出（ショートショット）した後の
いずれでもよい。特にショートショットの場合、一部の
溶融樹脂の射出後、残りの溶融樹脂の射出と共に加圧ガ
スの圧入を行うこともできる。
【００２８】フルショットの場合、樹脂の冷却による収
縮につれて、その収縮量に応じて加圧ガスが圧入される
ことになる。また、ショートショットの場合、溶融樹脂
の未充填容積と樹脂の収縮量に応じた加圧ガスが圧入さ
れることになる。
縮につれて、その収縮量に応じて加圧ガスが圧入される
ことになる。また、ショートショットの場合、溶融樹脂
の未充填容積と樹脂の収縮量に応じた加圧ガスが圧入さ
れることになる。
【００２９】即ち、この中空射出成形によると、樹脂の
収縮量に応じて加圧流体が圧入されることで、収縮によ
る型再現性の悪化が抑えられ、寸法精度が向上する。
収縮量に応じて加圧流体が圧入されることで、収縮によ
る型再現性の悪化が抑えられ、寸法精度が向上する。
【００３０】同時に、加圧ガスは溶融樹脂に比して極め
て流動性が高く、圧力伝達性に富むので、金型キャビテ
ィ内の樹脂全体を均一に金型キャビティ面へ押し付ける
ことができる。従って、多段歯車の成形に際しても、従
来のような保圧力のばらつきによる収縮量のばらつきが
少なく、上記加圧ガスの圧入によっても抑え切れない収
縮に対し、各歯車部２ａ，２ｂについて等しい成形収縮
を見込んで金型設計するだけで、寸法精度の高い多段歯
車を得ることができるものである。
て流動性が高く、圧力伝達性に富むので、金型キャビテ
ィ内の樹脂全体を均一に金型キャビティ面へ押し付ける
ことができる。従って、多段歯車の成形に際しても、従
来のような保圧力のばらつきによる収縮量のばらつきが
少なく、上記加圧ガスの圧入によっても抑え切れない収
縮に対し、各歯車部２ａ，２ｂについて等しい成形収縮
を見込んで金型設計するだけで、寸法精度の高い多段歯
車を得ることができるものである。
【００３１】成形収縮を見込んだ金型設計は従来と同様
にして行うことができ、１）キャビティモジュールは製
品歯車と同一にし、圧力角及び転位係数で成形収縮を見
込む方法、２）キャビティ圧力角は製品歯車と同一と
し、モジュールで成形収縮を見込む方法、３）モジュー
ルと圧力角の両方で成形収縮を見込む方法のいずれでも
よい。
にして行うことができ、１）キャビティモジュールは製
品歯車と同一にし、圧力角及び転位係数で成形収縮を見
込む方法、２）キャビティ圧力角は製品歯車と同一と
し、モジュールで成形収縮を見込む方法、３）モジュー
ルと圧力角の両方で成形収縮を見込む方法のいずれでも
よい。
【００３２】本発明に係る多段歯車は、前述のような中
空射出成形法等で形成された中空部１を有するもので、
その中空率は３〜５０％であることが好ましく、更に好
ましくは５〜４０％である。中空率が低過ぎると、樹脂
の収縮抑制が不十分となって、寸法精度が損なわれやす
い。また、高い中空率のものはショートショットによっ
て形成されるが、これが高過ぎると、加圧ガスの圧入に
よる溶融樹脂の押し広げ量が大きくなって、ヘジテーシ
ョンマーク等による外観不良を生じやすくなる。
空射出成形法等で形成された中空部１を有するもので、
その中空率は３〜５０％であることが好ましく、更に好
ましくは５〜４０％である。中空率が低過ぎると、樹脂
の収縮抑制が不十分となって、寸法精度が損なわれやす
い。また、高い中空率のものはショートショットによっ
て形成されるが、これが高過ぎると、加圧ガスの圧入に
よる溶融樹脂の押し広げ量が大きくなって、ヘジテーシ
ョンマーク等による外観不良を生じやすくなる。
【００３３】尚、中空率とは次式によって定義される。
【００３４】中空率（％）＝｛（Ｖ×ρ−Ｍ）／（Ｖ×
ρ）｝×１００ 但し、上記式においてＶは得られた中空の多段歯車の見
掛け上の体積、ρ使用樹脂の比重、Ｍは得られた中空の
多段歯車の質量である。
ρ）｝×１００ 但し、上記式においてＶは得られた中空の多段歯車の見
掛け上の体積、ρ使用樹脂の比重、Ｍは得られた中空の
多段歯車の質量である。
【００３５】また、中空射出成形法は熱硬化性樹脂に対
しても可能で、本発明に係る多段歯車を熱硬化性樹脂で
構成することも可能であるが、一般的には熱可塑性樹脂
が使用される。
しても可能で、本発明に係る多段歯車を熱硬化性樹脂で
構成することも可能であるが、一般的には熱可塑性樹脂
が使用される。
【００３６】熱可塑性樹脂としては、通常の射出成形が
可能なものであればよく、例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネイト、
変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポ
リマー、テトラフルオロエチレン、熱可塑性エラストマ
ー等が挙げられる。
可能なものであればよく、例えば、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリ塩化ビニ
ル、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネイト、
変性ポリフェニレンエーテル、ポリエチレンテレフタレ
ート、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンス
ルフィド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテ
ルイミド、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリエー
テルサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポ
リマー、テトラフルオロエチレン、熱可塑性エラストマ
ー等が挙げられる。
【００３７】特に、ポリアセタール樹脂（以下「ＰＯ
Ｍ」と記す）及びポリアミド樹脂（以下「ＰＡ」と記
す）は耐熱性が高く、機械的物性にも優れ、更には摺動
特性にも優れるため、歯車用の樹脂として多く用いられ
ており、本発明の多段歯車にも好適に用いられる。
Ｍ」と記す）及びポリアミド樹脂（以下「ＰＡ」と記
す）は耐熱性が高く、機械的物性にも優れ、更には摺動
特性にも優れるため、歯車用の樹脂として多く用いられ
ており、本発明の多段歯車にも好適に用いられる。
【００３８】本発明の多段歯車は、内部に中空部１を有
するので、耐熱性及び機械的強度等をアップする目的
で、無機及び／又は有機の充填材を配合した樹脂を用い
ることができる。好適な充填材としては、ガラス繊維、
炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウ
ム、アスベスト、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ
素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、クレ
ー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼ
オライト、マイカ、雲母、ネフェリンシナイト、タル
ク、アタルパルジャイト、ウオラストナイト、ＰＭＦ、
フェライト、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、ドロマイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸
化マグネシウム、酸化鉄、二硫化モリブテン、黒鉛、石
こう、ガラスビーズ、ガラスパウダー、ガラスバルー
ン、石英、石英ガラス等の強化充填材を挙げることがで
きる。これらは中空であってもよく、２種以上を併用す
ることもでき、必要により、シラン系、チタン系等のカ
ップリング剤で予備処理して使用することができる。
するので、耐熱性及び機械的強度等をアップする目的
で、無機及び／又は有機の充填材を配合した樹脂を用い
ることができる。好適な充填材としては、ガラス繊維、
炭素繊維、金属繊維、アラミド繊維、チタン酸カリウ
ム、アスベスト、炭化ケイ素、セラミック、窒化ケイ
素、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、カオリン、クレ
ー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、ゼ
オライト、マイカ、雲母、ネフェリンシナイト、タル
ク、アタルパルジャイト、ウオラストナイト、ＰＭＦ、
フェライト、ケイ酸カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸
マグネシウム、ドロマイト、酸化亜鉛、酸化チタン、酸
化マグネシウム、酸化鉄、二硫化モリブテン、黒鉛、石
こう、ガラスビーズ、ガラスパウダー、ガラスバルー
ン、石英、石英ガラス等の強化充填材を挙げることがで
きる。これらは中空であってもよく、２種以上を併用す
ることもでき、必要により、シラン系、チタン系等のカ
ップリング剤で予備処理して使用することができる。
【００３９】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を更に説明する
が、これは本発明を限定するものではない。
が、これは本発明を限定するものではない。
【００４０】実施例１〜６ 以下に示す歯車諸元の大・小２段の歯車（インボリュー
ト歯車）を有する多段歯車得るために、キャビティ圧力
角は製品歯車と同一（２０°）とし、モジュールを大歯
車、小歯車共に１．０２０とした金型設計をして、成形
収縮を見込んだ。
ト歯車）を有する多段歯車得るために、キャビティ圧力
角は製品歯車と同一（２０°）とし、モジュールを大歯
車、小歯車共に１．０２０とした金型設計をして、成形
収縮を見込んだ。
【００４１】金型のゲートは３点で、大歯車側の側面の
軸中心から１４ｍｍの位置に設けた。
軸中心から１４ｍｍの位置に設けた。
【００４２】尚、成形すべき多段歯車は、通常の射出成
形でヒケ防止のために施される肉抜き部を有するものと
した。
形でヒケ防止のために施される肉抜き部を有するものと
した。
【００４３】得られた多段歯車の概略の断面図を図１〜
図３に示す。図中１は中空部、２ａは歯車部（大歯
車）、２ｂは歯車部（小歯車）、３は肉抜き部、４は軸
穴、５は刃先円、６は歯底円である。 大歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：４４ 標準ピッチ円直径：４４ｍｍ 歯幅 ： ８ｍｍ 標準圧力角 ：２０° 小歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：１８ 標準ピッチ円直径：１８ｍｍ 歯幅 ：１６ｍｍ 標準圧力角 ：２０°
図３に示す。図中１は中空部、２ａは歯車部（大歯
車）、２ｂは歯車部（小歯車）、３は肉抜き部、４は軸
穴、５は刃先円、６は歯底円である。 大歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：４４ 標準ピッチ円直径：４４ｍｍ 歯幅 ： ８ｍｍ 標準圧力角 ：２０° 小歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：１８ 標準ピッチ円直径：１８ｍｍ 歯幅 ：１６ｍｍ 標準圧力角 ：２０°
【００４４】また、熱可塑性樹脂としてはポリアセター
ル樹脂コポリマー（旭化成工業社製「テナック−Ｃ ４
５２０」）、ポリアミド６６樹脂（旭化成工業社製「レ
オナ１３００Ｓ」）を用いて、金型温度はいずれも８０
℃、シリンダーの設定温度は、それぞれ２００℃、２９
０℃で中空射出成形を行った。また、樹脂の計量値を変
えることで中空率を変化させた。
ル樹脂コポリマー（旭化成工業社製「テナック−Ｃ ４
５２０」）、ポリアミド６６樹脂（旭化成工業社製「レ
オナ１３００Ｓ」）を用いて、金型温度はいずれも８０
℃、シリンダーの設定温度は、それぞれ２００℃、２９
０℃で中空射出成形を行った。また、樹脂の計量値を変
えることで中空率を変化させた。
【００４５】樹脂中に圧入する加圧ガスには窒素ガスを
用い、ガスノズルはシリンダーの射出ノズル内に設け
た。このときシリンダーへの加圧ガスの侵入（金型と反
対方向への侵入）を防止する目的でガスノズルのスクリ
ュー側（ホッパー側）にシャットオフ弁を設けた。
用い、ガスノズルはシリンダーの射出ノズル内に設け
た。このときシリンダーへの加圧ガスの侵入（金型と反
対方向への侵入）を防止する目的でガスノズルのスクリ
ュー側（ホッパー側）にシャットオフ弁を設けた。
【００４６】ガス圧入装置に窒素ガスを導入し、１５０
ｋｇ／ｃｍ2 に昇圧してアキュームレーターに蓄え、溶
融樹脂射出後に配管を通して溶融樹脂中に圧入した。加
圧ガスは、射出ノズルからスプルー、ランナーを通っ
て、多段歯車を成形する金型キャビティー中に導入され
た。
ｋｇ／ｃｍ2 に昇圧してアキュームレーターに蓄え、溶
融樹脂射出後に配管を通して溶融樹脂中に圧入した。加
圧ガスは、射出ノズルからスプルー、ランナーを通っ
て、多段歯車を成形する金型キャビティー中に導入され
た。
【００４７】このときの条件は、ガス圧入遅延時間（溶
融樹脂の射出後、加圧ガスを圧入するまでの時間）を
０．３秒、ガス圧入時間（加圧ガス圧入を行う時間）を
５秒、圧力保持時間（加圧ガスの圧入を止め、ガス系を
閉じた状態で保持する時間とガス圧入時間を加えた時
間）を５０秒とした。型開きは圧力保持時間終了から１
０秒後に行い、成形品を取り出した。
融樹脂の射出後、加圧ガスを圧入するまでの時間）を
０．３秒、ガス圧入時間（加圧ガス圧入を行う時間）を
５秒、圧力保持時間（加圧ガスの圧入を止め、ガス系を
閉じた状態で保持する時間とガス圧入時間を加えた時
間）を５０秒とした。型開きは圧力保持時間終了から１
０秒後に行い、成形品を取り出した。
【００４８】上記方法により何れも中空構造をもつ成形
品が得られたが、加圧ガスは３点ゲートの内の１つのみ
から入った。
品が得られたが、加圧ガスは３点ゲートの内の１つのみ
から入った。
【００４９】得られた歯車の精度測定には、ＪＩＳ歯車
精度規格（ＪＩＳ・Ｂ・１７０２）の歯形誤差、歯すじ
方向誤差を用いた。いずれの誤差も理想的なインボリュ
ート歯車からの寸法のずれであり、誤差の値が小さいほ
ど正確に作動する歯車と言える。
精度規格（ＪＩＳ・Ｂ・１７０２）の歯形誤差、歯すじ
方向誤差を用いた。いずれの誤差も理想的なインボリュ
ート歯車からの寸法のずれであり、誤差の値が小さいほ
ど正確に作動する歯車と言える。
【００５０】得られた結果を表１に示す。
【００５１】
【実施例７〜１２】以下に示す歯車諸元の大・小２段の
歯車（インボリュート平歯車）を有する多段歯車得るた
めに、キャビティー圧力角は製品歯車と同一（２０°）
とし、モジュールを大歯車、小歯車共に１．０２０とし
た金型設計をして、成形収縮を見込んだ。
歯車（インボリュート平歯車）を有する多段歯車得るた
めに、キャビティー圧力角は製品歯車と同一（２０°）
とし、モジュールを大歯車、小歯車共に１．０２０とし
た金型設計をして、成形収縮を見込んだ。
【００５２】ゲートは１点で、大歯車側の側面の軸中心
から５ｍｍの位置に設けた。
から５ｍｍの位置に設けた。
【００５３】通常の射出成形でヒケ防止のために施され
る肉抜き部は省略した。
る肉抜き部は省略した。
【００５４】得られた多段歯車の概略の断面図を図４〜
６に示す。図中１は中空部、２ａは歯車部（大歯車）、
２ｂは歯車部（小歯車）、４は軸穴、５は刃先円、６は
歯底円である。 大歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：４４ 標準ピッチ円直径：４４ｍｍ 歯幅 ： ８ｍｍ 標準圧力角 ：２０° 小歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：１８ 標準ピッチ円直径：１８ｍｍ 歯幅 ：１６ｍｍ 標準圧力角 ：２０°
６に示す。図中１は中空部、２ａは歯車部（大歯車）、
２ｂは歯車部（小歯車）、４は軸穴、５は刃先円、６は
歯底円である。 大歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：４４ 標準ピッチ円直径：４４ｍｍ 歯幅 ： ８ｍｍ 標準圧力角 ：２０° 小歯車 モジュール ： １．０ 歯数 ：１８ 標準ピッチ円直径：１８ｍｍ 歯幅 ：１６ｍｍ 標準圧力角 ：２０°
【００５５】また、熱可塑性樹脂としては、実施例１〜
６と同じポリアセタール樹脂コポリマー、ポリアミド６
６樹脂を用い、金型温度はいずれも８０℃、シリンダー
の設定温度は、それぞれ２００℃、２９０℃で中空射出
成形を行った。また、樹脂の計量値を変えることで中空
率を変化させた。
６と同じポリアセタール樹脂コポリマー、ポリアミド６
６樹脂を用い、金型温度はいずれも８０℃、シリンダー
の設定温度は、それぞれ２００℃、２９０℃で中空射出
成形を行った。また、樹脂の計量値を変えることで中空
率を変化させた。
【００５６】樹脂中に圧入する加圧ガスには窒素ガスを
用い、ガスノズルはシリンダーの射出ノズル内に設け
た。このときシリンダーへの加圧ガスの侵入（金型と反
対方向への侵入）を防止する目的でガスノズルのスクリ
ュー側（ホッパー側）にシャットオフ弁を設けた。
用い、ガスノズルはシリンダーの射出ノズル内に設け
た。このときシリンダーへの加圧ガスの侵入（金型と反
対方向への侵入）を防止する目的でガスノズルのスクリ
ュー側（ホッパー側）にシャットオフ弁を設けた。
【００５７】ガス圧入装置に窒素ガスを導入し、１５０
ｋｇ／ｃｍ2 に昇圧してアキュームレーターに蓄え、溶
融樹脂の射出後に配管を通して溶融樹脂中に圧入注入し
た。加圧ガスは、射出ノズルからスプルー、ランナーを
通って、多段歯車を成形する金型キャビティー中に導入
された。
ｋｇ／ｃｍ2 に昇圧してアキュームレーターに蓄え、溶
融樹脂の射出後に配管を通して溶融樹脂中に圧入注入し
た。加圧ガスは、射出ノズルからスプルー、ランナーを
通って、多段歯車を成形する金型キャビティー中に導入
された。
【００５８】このときの条件は、ガス圧入遅延時間（溶
融樹脂の射出後、加圧ガスを圧入するまでの時間）を
０．３秒、ガス圧入時間（加圧ガスの圧入を行う時間）
を５秒、圧力保持時間（加圧ガスの圧入を止め、ガス系
を閉じた状態で保持する時間とガス圧入時間を加えた時
間）を５０秒とした。型開きは圧力保持時間終了から１
０秒後に行い、成形品を取り出した。
融樹脂の射出後、加圧ガスを圧入するまでの時間）を
０．３秒、ガス圧入時間（加圧ガスの圧入を行う時間）
を５秒、圧力保持時間（加圧ガスの圧入を止め、ガス系
を閉じた状態で保持する時間とガス圧入時間を加えた時
間）を５０秒とした。型開きは圧力保持時間終了から１
０秒後に行い、成形品を取り出した。
【００５９】上記方法により何れも中空構造をもつ成形
品が得られた。
品が得られた。
【００６０】得られた歯車の精度測定には、ＪＩＳ歯車
精度規格（ＪＩＳ・Ｂ・１７０２）の歯形誤差、歯すじ
方向誤差を用いた。いずれの誤差も理想的なインボリュ
ート歯車からの寸法のずれであり、誤差の値が小さいほ
ど正確に作動する歯車と言える。
精度規格（ＪＩＳ・Ｂ・１７０２）の歯形誤差、歯すじ
方向誤差を用いた。いずれの誤差も理想的なインボリュ
ート歯車からの寸法のずれであり、誤差の値が小さいほ
ど正確に作動する歯車と言える。
【００６１】得られた結果を表２に示す。
【００６２】
【比較例１、２】実施例１〜６で用いた金型を用い、加
圧ガスの圧入は行わず、溶融樹脂の射出、樹脂保圧、冷
却といった通常の射出成形を行った。
圧ガスの圧入は行わず、溶融樹脂の射出、樹脂保圧、冷
却といった通常の射出成形を行った。
【００６３】シリンダー設定温度、金型温度等は実施例
１〜６と同じで、樹脂保圧は７００ｋｇ／ｃｍ2 、保圧
時間は１５秒、冷却時間は５０秒とした。
１〜６と同じで、樹脂保圧は７００ｋｇ／ｃｍ2 、保圧
時間は１５秒、冷却時間は５０秒とした。
【００６４】このような成形条件は小歯車が最良の寸法
精度となるように設定された。
精度となるように設定された。
【００６５】得られた結果を表１に示す。
【００６６】
【比較例３、４】実施例７〜１２で用いた金型を用い、
加圧ガスの圧入は行わず、溶融樹脂の射出、樹脂保圧、
冷却といった通常の射出成形を行った。
加圧ガスの圧入は行わず、溶融樹脂の射出、樹脂保圧、
冷却といった通常の射出成形を行った。
【００６７】シリンダー設定温度、金型温度等は実施例
７〜１２と同じで、樹脂保圧は７００ｋｇ／ｃｍ2 、保
圧時間は１５秒、冷却時間は５０秒とした。
７〜１２と同じで、樹脂保圧は７００ｋｇ／ｃｍ2 、保
圧時間は１５秒、冷却時間は５０秒とした。
【００６８】このような成形条件は小歯車が最良の寸法
精度となるように設定された。
精度となるように設定された。
【００６９】得られた結果を表２に示す。
【００７０】
【表１】
【００７１】
【表２】
【００７２】
【発明の効果】表１、２に示すように、本発明による多
段歯車は、大歯車、小歯車とも同じ収縮見込み値を用い
たにも拘らず、大・小両歯車とも良好な精度をもち、イ
ンボリュート歯車として誤差が少ないことが分かる。比
較例１、２では、小歯車は良好な寸法精度を持つが、大
歯車は大きく寸法がずれてしまっており、従来技術では
大歯車の収縮見込み値を変えて金型修正を行い、さらに
試行錯誤を行うことになる。
段歯車は、大歯車、小歯車とも同じ収縮見込み値を用い
たにも拘らず、大・小両歯車とも良好な精度をもち、イ
ンボリュート歯車として誤差が少ないことが分かる。比
較例１、２では、小歯車は良好な寸法精度を持つが、大
歯車は大きく寸法がずれてしまっており、従来技術では
大歯車の収縮見込み値を変えて金型修正を行い、さらに
試行錯誤を行うことになる。
【００７３】このように、本発明によれば、各歯車部２
ａ，２ｂを同一の収縮率見込み値で設計できるため、従
来よりも低労力、短時間で、しかも精度の優れた多段歯
車が得られる。本発明の多段歯車は機構部品として正確
に動き、産業上非常に有用である。
ａ，２ｂを同一の収縮率見込み値で設計できるため、従
来よりも低労力、短時間で、しかも精度の優れた多段歯
車が得られる。本発明の多段歯車は機構部品として正確
に動き、産業上非常に有用である。
【１図】実施例１〜６で成形した多段歯車の概略の断面
図である。
図である。
【２図】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【３図】図１におけるＢ−Ｂ断面図である。
【４図】実施例７〜１２で成形した多段歯車の概略の断
面図である。
面図である。
【５図】図１におけるＣ−Ｃ断面図である。
【６図】図４におけるＤ−Ｄ断面図である。
１ 中空部 ２ａ，２ｂ 歯車部 ３ 肉抜き部 ４ 軸穴 ５ 歯先円 ６ 歯底円
Claims (2)
- 【請求項１】 一連の中空部が各歯車部の内部に形成さ
れていることを特徴とする樹脂製の多段歯車。 - 【請求項２】 多段歯車の各歯車部に同じ成形収縮を見
込んだ設計の金型を用い、中空射出成形法によって成形
することを特徴とする樹脂製の多段歯車の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23590693A JPH0771564A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 樹脂製の多段歯車及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23590693A JPH0771564A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 樹脂製の多段歯車及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771564A true JPH0771564A (ja) | 1995-03-17 |
Family
ID=16992993
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23590693A Pending JPH0771564A (ja) | 1993-08-30 | 1993-08-30 | 樹脂製の多段歯車及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0771564A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106122445A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 苏州市华宁机械制造有限公司 | 一种分段水冷齿轮 |
| CN106122444A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 苏州市华宁机械制造有限公司 | 一种分段加热齿轮 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04299113A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 樹脂歯車成形金型および成形歯車 |
-
1993
- 1993-08-30 JP JP23590693A patent/JPH0771564A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04299113A (ja) * | 1991-03-28 | 1992-10-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 樹脂歯車成形金型および成形歯車 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106122445A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 苏州市华宁机械制造有限公司 | 一种分段水冷齿轮 |
| CN106122444A (zh) * | 2016-08-19 | 2016-11-16 | 苏州市华宁机械制造有限公司 | 一种分段加热齿轮 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980929 |