JPH078522B2 - 歯車成形金型装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 −産業上の利用分野− 本発明は歯車成形金型装置に関し、さらに詳しくは、収
縮ひずみの発生を防止するのに適した歯車成形金型装置
に関する。

−従来の技術− 一対の金型を用いて歯車を射出成形することは広く知ら
れているところで、成形品である合成樹脂製歯車は広い
分野、とくに小トルクを伝達する歯車機構においては数
多く使用されている。

このような合成樹脂製歯車、言換えると、射出成形歯車
においては、第４図に示されているように歯（１）とハ
ブ（２）とが連続する部分の歯面（1A）がプラスチック
の冷却時に生じる収縮により凹面（３）が形成されて歯
車としては精度の低いものになっていた。

−発明が解決しようとする課題− 上述のような射出成形歯車では歯形の形状がハブの位置
により影響を受けることから、第５図に示めされるよう
にハブ（２）の位置を歯車（１）の歯幅の中央にするこ
とで歯の形状上のバランスを図ってはいるが、歯面（1
A）の中央部に「ヒケ」による小さな凹みが発生するの
を完全に防止することができない問題が残されていた。

−課題を解決するための手段− そこで、本発明は上述のような問題を解決するために、
キャビティ中に突出する習性が与えられた移動駒を備
え、射出終了後ゲートが固化してから、この移動駒の自
己習性により駒をキャビティ中に突出させ、キャビティ
中の歯車のバブ部に対して圧縮力を作用させることで、
未だ固定していないハブ部の樹脂をハブ部のキャビティ
から外周方向に押出して歯部のキャビティへと流出させ
る。これによりギアの歯面の一部の密度を高めるととも
に、収縮を抑制し、あたかもクラウニング又はレリービ
ングしたのと同様の効果が得られるように構成したこと
を特徴とするものである。

−作用− 本発明の金型装置においては、ゲートから溶融樹脂が供
給されると、樹脂流は一旦バブ部を充填し、さらに圧力
が増加すると可動駒を押し下げ、さらに溶融樹脂が供給
されることでキャビティ中の圧力がさらに増大すると、
ハブ部の外周に形成してある狭隘部から略同時に放射方
向に樹脂が流れて歯部を充填する。

−実施例− 以下、本発明の実施例を添付した図面の第１図ないし、
第３図にそって説明する。先ず、これらの図において符
号（10）、（20）は上型、下型を示し、両者により成形
金型装置が形成される。上型（10）には歯車（30）のボ
ス部（31）を成形するためにボス部キャビティ（11）な
らびに、ハブ部（32）を成形するためのハブ部突部（1
2）が形成され、そのハブ部突部（12）の周縁部にはハ
ブ部（32）を形成するためのキャビティに突出するリム
状の突条（13）が形成されている。

さらに、ハブ部（22）を形成するキャビティに溶融樹脂
を射出するゲート（14）がボス部キャビティ（11）寄り
の位置に配置されている。

そして、下型（20）には前記上型（10）との間で歯車成
形のキャビティが設けられ、そのキャビティは中心にボ
ス部キャビティ（21）、その外周にハブ部キャビティ
（22）、さらに、ハブ部キャビティ（22）の外側にリム
部（33）と歯部（34）のための歯部キャビティ（23）が
それぞれ形成されている。そして、ハブ部キャビティ
（22）に対面する部分は金型本体である下型（20）に装
備されたプランジャ型の移動駒（25）になっており、こ
の移動駒（25）は下型（20）の収容空間（24）に収容さ
れると共に、移動駒（25）の投影面積（Ｍ）、樹脂の射
出圧力（Ｐ）で定められるばね力をもつばね（26）（通
常はＭ×Ｐ（＝80〜200kg/cm²）により常にハブ部キャ
ビティ（22）中に突出する習性が与えられていて、移動
駒（25）の端部に形成したフランジ（25A）が、収容空
間（24）に形成してある段部（24A）に当たることでそ
のストロークが決められている。

また、前記収容空間（24）の底面との間にわずかな隙
間、例えば、ハブ径50mm、厚2mmでは0.04mmよりやや大
きい位の隙間が形成される。

また、ハブ部キャビティ（22）の外周には、前記上型
（10）のハブ部突起（12）の突条（13）と対象的に突条
（27）が形成されており、突条（13）との間でハブ部
（32）の厚さより小さい狭隘部（27X）が形成されてい
る。

なお、下型（20）には、ボス部キャビティ（11）、（2
1）を貫いて成形歯車のボス部に軸穴を形成するための
突子（28）が組込まれている。

次に、本発明による歯車成形金型装置を用いた成形作業
について説明する。先ず、溶融樹脂はゲート（14）から
上型（10）、下型（20）で形成されるキャビティ、とく
にハブ部キャビティ（22）中に射出される。ハブ（32）
とリム部（33）の境界部分は狭隘部（27X）が突条（1
3）、（27）により形成されているので、樹脂の流れは
ハブ部キャビティ（22）中を充填し、その後キャビティ
（22）中の圧力が上昇すると移動駒（25）をばねの弾力
に抗して次第に押下げ、なみもキャビティ（22）中の圧
力が上昇するとキャビティ（22）の周縁に形成されてい
る狭隘部（27X）からリム部（33）、歯部（34）に向っ
ていわゆるラジアル方向に溶融樹脂が流れて充填され
る。前記移動駒（25）には予め計算されたばね定数をも
つばね（26）により突出方向の習性が与えられているの
で、ゲード（14）中の溶融樹脂が固化収縮を始めると、
移動駒（25）は自己習性により復元し、ハブ部キャビテ
ィ（22）中のハブ部の溶融樹脂をリム部（33）へと押出
す。

さらに、歯部（34）の両端部は三方向から冷却されるの
であるが、中央部が最も遅いために、その部分の溶融樹
脂はひかれがちであるが、移動駒（25）に復元により歯
部（34）に材料である樹脂が補充されるから、歯（34）
の中央部の収縮が減少し、歯形は中央部がやゝ高い山形
で、肉厚も増したクラウニングを施した形状になる。

したがって、ゲート（14）の位置に影響されることなく
歯部を形成することができる。リム部（33）はその肉厚
が薄い方が補充充填される材料の量から判断すると効果
があり、一般にプラスチック歯車の場合、伝達トルクが
小さいので薄いリムをも歯車にすることが好ましい。

また、冷却工程では80〜200kg/cm²と比較的低圧であ
り、最終的には移動駒（25）の移動は収容空間（24）の
段部（24A）にフランジ部（25A）が当たることで制限さ
れ、移動駒（25）の移動による圧力は「０」となるので
部分的な残留歪の差はきわめて小さい。

−発明の効果− 以上の説明から明らかなように、本発明の歯車成形金型
装置は、歯車を形成するハブ部に対して金型のキャビテ
ィ中に向って突出する習性が与えられた移動駒により成
形品の収縮時に圧力を加えハブ周囲のリム部、歯部に材
料を狭隘部を通って補充するように構成したから、歯車
の外周のどの部分も圧力が等しく、収縮率が減少し、誤
差やピッチ円の偏心量が減少し、雑音の少ない優れたギ
ヤが得られるなどの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す歯車成形金型装置の断面
図、第２図は同装置により得た歯車の部分斜面図、第３
図は同リム部と、歯部の拡大断面図、第４図、第５図は
従来装置により得た歯車の部分断面図である。 （10）……上型、（11）……ボス部キャビティ （12）……ハブ部突部、（13）……突条 （14）……ゲート、（20）……下型 （21）……ボス部キャビティ （22）……ハブ部キャビティ （23）……歯部キャビティ （24）……収容空間、（24A）……段部 （25）……移動駒、（25A）……フランジ部 （26）……ばね、（27）……突条 （27X）……狭隘部、（28）……突子 （30）……歯車、（31）……ボス部 （32）……ハブ部、（33）……リム部 （34）……歯車

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の金型により構成される歯車成形金型
   装置において、歯車のハブ部を成形するキャビティは金
   型本体に対して収容されていて、キャビティ側に向って
   突出する移動駒により形成され、このハブ部成形キャビ
   ティと狭隘部を介して外周部にリム部ならびに歯部の成
   形キャビティを連続して形成し、射出後移動駒の突出に
   よりハブ部の材料を外周に押出すことで歯部の材料を補
   充するように構成したことを特徴とする歯車成形金型装
   置。