JPS5884258A - 小型精密計測器用歯車の製造方法 - Google Patents
小型精密計測器用歯車の製造方法Info
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- JPS5884258A JPS5884258A JP18347781A JP18347781A JPS5884258A JP S5884258 A JPS5884258 A JP S5884258A JP 18347781 A JP18347781 A JP 18347781A JP 18347781 A JP18347781 A JP 18347781A JP S5884258 A JPS5884258 A JP S5884258A
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- Japan
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- gear
- strength
- fiber
- reinforcing
- tooth
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/02—Toothed members; Worms
- F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は複合プラスチックを用し１て射出成形加工から
なる歯車に係わり、特に微細強化繊維と比較的大きなサ
イズの強化繊維の２種類により強イヒされた高強度複合
プラスチックを用を）た小型精密計測器用歯車に関する
。
なる歯車に係わり、特に微細強化繊維と比較的大きなサ
イズの強化繊維の２種類により強イヒされた高強度複合
プラスチックを用を）た小型精密計測器用歯車に関する
。
本発明の目的は、高−寸一決精度が要求される小型精密
歯車、とりわけ携帯用等の時計用歯車を、高強度複台プ
ラスチックの射出成形加工により低コスｂに提供するこ
とにある。
歯車、とりわけ携帯用等の時計用歯車を、高強度複台プ
ラスチックの射出成形加工により低コスｂに提供するこ
とにある。
最近、プラスチックは工業材料として負荷のかかる機能
部品、構造部品等に多く用いられてきている。こ０よう
な万両に用いられるプラスチックは一般にエンジニアリ
ングプラスチックと称され比較的負荷のかからない用途
に使用されているプラスチックいわゆる汎用プラスチッ
クとは区別される。しかしエンジニアリングプラスチッ
クといえども単体では機械的強度、熱的特性、寸法精度
などにおいて金属材料に比べはるかに劣り、そのため比
較的大きな寸法を有する部品でしかも負荷の小さい部品
に適用されているにすぎなかった。
部品、構造部品等に多く用いられてきている。こ０よう
な万両に用いられるプラスチックは一般にエンジニアリ
ングプラスチックと称され比較的負荷のかからない用途
に使用されているプラスチックいわゆる汎用プラスチッ
クとは区別される。しかしエンジニアリングプラスチッ
クといえども単体では機械的強度、熱的特性、寸法精度
などにおいて金属材料に比べはるかに劣り、そのため比
較的大きな寸法を有する部品でしかも負荷の小さい部品
に適用されているにすぎなかった。
そこでエンジニアリングプラスチックの特性を向上させ
る目的で、捕強材とくに短繊維による複合化技術が検討
された。この様な材料サイドでの進歩によ一リプラスチ
ックが有する製品設計の自由度が大きい、容易に成形加
工が出来る。後仕上げ加工がほとんど不要である、組立
部品の一体化が出来るなどの特徴を生かしながら従来使
用が困難であった高負荷精密機構部品分野に複合プラス
チックが応用拡大されつつある。
る目的で、捕強材とくに短繊維による複合化技術が検討
された。この様な材料サイドでの進歩によ一リプラスチ
ックが有する製品設計の自由度が大きい、容易に成形加
工が出来る。後仕上げ加工がほとんど不要である、組立
部品の一体化が出来るなどの特徴を生かしながら従来使
用が困難であった高負荷精密機構部品分野に複合プラス
チックが応用拡大されつつある。
この様な中で本発明者は複合プラスチックを小型精密計
測器用歯車、とりわけ携帯用等の時計用歯車への応用検
討を行なってきた。以下腕時計用歯車を例にあげ本発明
を説明する。腕時計用歯車は寸法精度面、機械的強度面
、長期耐久性において最も要求の厳しい分野の１つであ
る。寸法精度については、公差は１／１００ｍｍ台が少
なくとも要求され、しかも歯車寸法、は歯厚（Ｌ１■〜
ｔＯ■、歯巾（Ｌ Ｏ５ｖｍ−（Ｌ ４．ｗｍ、ピッチ
円径ｒＪ、４ｍ〜５■、モジュールα０５〜α５、歯車
軸径１１箇〜α５ｍで非常に小さい。この様な微小歯車
をプラスチックで射出成形、により加工することは高度
な射出成形技術と超精密金減加工技術の開発によって可
能なものとなりている。一方、機械的強度面についてみ
た場合、腕時計用歯車は低トルクで駆動するが、その絶
対寸法が小さいことから単位面積に受ける応力は非常９
大きいものとなる。とりわけ針修正時における負荷は大
きく、曲げ強度１５麺／−以上が必要となる。
測器用歯車、とりわけ携帯用等の時計用歯車への応用検
討を行なってきた。以下腕時計用歯車を例にあげ本発明
を説明する。腕時計用歯車は寸法精度面、機械的強度面
、長期耐久性において最も要求の厳しい分野の１つであ
る。寸法精度については、公差は１／１００ｍｍ台が少
なくとも要求され、しかも歯車寸法、は歯厚（Ｌ１■〜
ｔＯ■、歯巾（Ｌ Ｏ５ｖｍ−（Ｌ ４．ｗｍ、ピッチ
円径ｒＪ、４ｍ〜５■、モジュールα０５〜α５、歯車
軸径１１箇〜α５ｍで非常に小さい。この様な微小歯車
をプラスチックで射出成形、により加工することは高度
な射出成形技術と超精密金減加工技術の開発によって可
能なものとなりている。一方、機械的強度面についてみ
た場合、腕時計用歯車は低トルクで駆動するが、その絶
対寸法が小さいことから単位面積に受ける応力は非常９
大きいものとなる。とりわけ針修正時における負荷は大
きく、曲げ強度１５麺／−以上が必要となる。
本発明者は上記した腕時計用歯車として第１図に示す形
状〇五番車を用い、各種複合プラスチックＱ成形性と強
度測定な行なった。その結果、強化用繊維のサイズが腕
時計用歯車のような小屋精密歯車Ｏ成彩性及び強度の強
化効率を大きく左右することが判１ｊ１１Ｊた。このこ
とから、本発明者は先に、複合プラスチックを小型精密
歯車に適用する際に、最適な強化用繊維のサイズを見い
出すにいたり特許出願をしているが、本研究をさらに進
めたところ、２種類の繊細サイズの異なる強化用繊維の
組会せ使用によりさらに成形精度および強度の向上と、
長期間使用における耐摩耗性の向上が得られ本発明を完
成した。本発明を詳述すれば、材料評価に用いた第１図
の五番車の大きさは歯車２の厚みｌＬ１２■、ピッチ円
径五５■、モジ纂−ル（ＬＯ５８芋方す５０厚みａ４■
、ピッチ円径（Ｌ ５０１１１１ ｅ ４−ジｘｂ−ｋ
Ｑ−６５ｇ歯車軸１および４の軸径（Ｌ２■、軸長２．
５■である。この五番車を射出成形で成形する際のゲー
ト５はビンがインドゲートで［Ｌ２５簡φである。この
様なサイズの五番車を各種複合プラスチックで成形した
後の強度測定域、第２図に示す方法で行なった。すなわ
ち、五番車のカナ３の歯６０破壊曲げ強度をカナ３を固
定しておき、金属製歯°車７を回転していき、カナ３の
歯６が破壊したときの回転トルクを■−ゲージで測定す
ることにより計算により求めた。
状〇五番車を用い、各種複合プラスチックＱ成形性と強
度測定な行なった。その結果、強化用繊維のサイズが腕
時計用歯車のような小屋精密歯車Ｏ成彩性及び強度の強
化効率を大きく左右することが判１ｊ１１Ｊた。このこ
とから、本発明者は先に、複合プラスチックを小型精密
歯車に適用する際に、最適な強化用繊維のサイズを見い
出すにいたり特許出願をしているが、本研究をさらに進
めたところ、２種類の繊細サイズの異なる強化用繊維の
組会せ使用によりさらに成形精度および強度の向上と、
長期間使用における耐摩耗性の向上が得られ本発明を完
成した。本発明を詳述すれば、材料評価に用いた第１図
の五番車の大きさは歯車２の厚みｌＬ１２■、ピッチ円
径五５■、モジ纂−ル（ＬＯ５８芋方す５０厚みａ４■
、ピッチ円径（Ｌ ５０１１１１ ｅ ４−ジｘｂ−ｋ
Ｑ−６５ｇ歯車軸１および４の軸径（Ｌ２■、軸長２．
５■である。この五番車を射出成形で成形する際のゲー
ト５はビンがインドゲートで［Ｌ２５簡φである。この
様なサイズの五番車を各種複合プラスチックで成形した
後の強度測定域、第２図に示す方法で行なった。すなわ
ち、五番車のカナ３の歯６０破壊曲げ強度をカナ３を固
定しておき、金属製歯°車７を回転していき、カナ３の
歯６が破壊したときの回転トルクを■−ゲージで測定す
ることにより計算により求めた。
また、歯の曲げ強度の他に第１ｗＩの歯車軸１および４
の曲げ強度については、第３図に示す方法で行なった。
の曲げ強度については、第３図に示す方法で行なった。
すなわち固定台８に五番車を設置し荷重Ｐを一定速度で
増加させながら五番車に加えてゆき、歯車軸１もしくは
４の破壊時の荷重Ｐから曲げ強度を求めた。強化用繊維
の種類と、歯６の相対破壊曲げ強度の関係を第４図に示
す、ここで使用した材料はプラスチックとしてボリア七
タール（コポリマータイプ）、強化繊維として平均繊維
径１２μ愼、平均繊維長３６μ鶴のチタン酸カリウム単
結晶繊維Ａおよび、平均繊維径８μ鵠、平均繊維長４０
０μ鵠のカーボン繊維１および平均繊細径ＩＱ１１ｍ、
平均繊維長４００ｊｊｍのガラス繊＠ａを各々３０ｆｔ
％ 配合したものである。
増加させながら五番車に加えてゆき、歯車軸１もしくは
４の破壊時の荷重Ｐから曲げ強度を求めた。強化用繊維
の種類と、歯６の相対破壊曲げ強度の関係を第４図に示
す、ここで使用した材料はプラスチックとしてボリア七
タール（コポリマータイプ）、強化繊維として平均繊維
径１２μ愼、平均繊維長３６μ鶴のチタン酸カリウム単
結晶繊維Ａおよび、平均繊維径８μ鵠、平均繊維長４０
０μ鵠のカーボン繊維１および平均繊細径ＩＱ１１ｍ、
平均繊維長４００ｊｊｍのガラス繊＠ａを各々３０ｆｔ
％ 配合したものである。
第４図に示される様に、ムＳＴＭ法による曲げ強度とＯ
相対強度でみると、繊維サイズが大きくなるにしたがり
て哨げ強度は低下している。一方、第５図に同様の材料
を用い歯車軸１および４の相対曲げ強度を示す。この試
験での曲げ破壊はいづれも歯車軸１と歯車２の根元付近
であった。第５図に示される様に、歯車軸に関しては歯
はどには繊細サイズによる強度の相違はなく、むしろカ
ーボン繊維が最も効率は高い。曲げ強度測定の方法から
すれば、歯６の曲げ応力の方向は強化用繊維の配向方向
に平行であり、歯車軸１および４の曲げ応力の方向は繊
細配向方向に直角とみられる。
相対強度でみると、繊維サイズが大きくなるにしたがり
て哨げ強度は低下している。一方、第５図に同様の材料
を用い歯車軸１および４の相対曲げ強度を示す。この試
験での曲げ破壊はいづれも歯車軸１と歯車２の根元付近
であった。第５図に示される様に、歯車軸に関しては歯
はどには繊細サイズによる強度の相違はなく、むしろカ
ーボン繊維が最も効率は高い。曲げ強度測定の方法から
すれば、歯６の曲げ応力の方向は強化用繊維の配向方向
に平行であり、歯車軸１および４の曲げ応力の方向は繊
細配向方向に直角とみられる。
このことから、ｊ１４ ＩＩ ｅ第５図の結果は、チタ
ン酸カリウム単結晶繊維は比較的一様に分散し、しかも
配向性は強くないことを示している。これは精密小型部
品の成形上好ましい特性である。また、カーボン繊維は
歯６のような細かな部分への分散性は不充分であるが、
歯車軸に対する補強効果は優れている。一方ガラス繊維
はその繊維サイズの大きさから充填性９分散性は悪く精
密小屋部品には適さない。また耐摩耗性、ＩＩ滑性につ
いてはカーボン繊維が最も良い特性を示し、歯車軸のよ
うな摺゛動部に適している。
ン酸カリウム単結晶繊維は比較的一様に分散し、しかも
配向性は強くないことを示している。これは精密小型部
品の成形上好ましい特性である。また、カーボン繊維は
歯６のような細かな部分への分散性は不充分であるが、
歯車軸に対する補強効果は優れている。一方ガラス繊維
はその繊維サイズの大きさから充填性９分散性は悪く精
密小屋部品には適さない。また耐摩耗性、ＩＩ滑性につ
いてはカーボン繊維が最も良い特性を示し、歯車軸のよ
うな摺゛動部に適している。
以上の結果から、本発明者は小型精密歯車用の複合プラ
スチックの強化用繊維としてチタン酸カリウム繊維とカ
ーボン繊維の併用使用が適切であるとの結論を得るにい
たった。使用されるプラスチックとしては、ボリア七タ
ール以外に、ナイロン６．６ ナイロン６、ナイロン６
．１２．ナイロンメタキシレンジアミン ６．ナイ田ン
１１゜ナイロン１２などのメリアミド、メリカーＩネー
ト、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、変性ポリフェニレンオキ量イドボリアリレー
ト、ポリサル７オン、メリエーテルサルフオン、ポリフ
ェニレンすル７アイド、ポリオキシベンジレンなどのエ
ンジニアリン°グプラスチック、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ホリ塩化ビニル、メジスチレン。五ＢＢ、ア
クリル樹脂などの汎用プラスチックなどの単体もしくは
混合体がある。
スチックの強化用繊維としてチタン酸カリウム繊維とカ
ーボン繊維の併用使用が適切であるとの結論を得るにい
たった。使用されるプラスチックとしては、ボリア七タ
ール以外に、ナイロン６．６ ナイロン６、ナイロン６
．１２．ナイロンメタキシレンジアミン ６．ナイ田ン
１１゜ナイロン１２などのメリアミド、メリカーＩネー
ト、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、変性ポリフェニレンオキ量イドボリアリレー
ト、ポリサル７オン、メリエーテルサルフオン、ポリフ
ェニレンすル７アイド、ポリオキシベンジレンなどのエ
ンジニアリン°グプラスチック、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ホリ塩化ビニル、メジスチレン。五ＢＢ、ア
クリル樹脂などの汎用プラスチックなどの単体もしくは
混合体がある。
以下に実施例を述べさらに本発明を詳述する。
実施例１〜５．比較例１〜５
第１図に示す腕時計用歯車である五番車を各種複合プラ
スチックで成形し、成形性と強度を測定した。また同時
にム８ＴＭ、Ｉ）７９０−６６に現定されている曲げ強
度試験用の試験方を成形し強度測定した。
スチックで成形し、成形性と強度を測定した。また同時
にム８ＴＭ、Ｉ）７９０−６６に現定されている曲げ強
度試験用の試験方を成形し強度測定した。
以上の様に本発明は２種の材質のサイズの異なる強化用
繊維を併用することによって従来複合プラスチックの適
用が困難であった小型精密歯車の成形使用を可能にした
ものである。実施例では腕時計用歯車についてのみ述べ
たが、カメラ、ＶＴＲ，マイクロプリンターなど他の小
型精密計測器用歯車のプラスチック化に対しても本発明
の寄与するところは大きいと考える。
繊維を併用することによって従来複合プラスチックの適
用が困難であった小型精密歯車の成形使用を可能にした
ものである。実施例では腕時計用歯車についてのみ述べ
たが、カメラ、ＶＴＲ，マイクロプリンターなど他の小
型精密計測器用歯車のプラスチック化に対しても本発明
の寄与するところは大きいと考える。
第１図は腕時計用歯車である五番車の平面図で１．４は
歯車軸、２は歯車、３はカナ、５はビンゲイントゲート
である。 第２図は五番車のカナ３の一部の拡大図と、それにかみ
合う金属製歯車７の一部の拡大図である。６はカナ３の
歯を示す。 第３図は、五番車の歯車軸１．４の曲げ強度測定を示す
図で、８は固定台でＰは連続的に変化する荷重である。 第４図は、強化用繊維の種類と成形後の五番車のカナ３
の歯６の相対破壊曲げ強度の関係を示す。Ａはチタン酸
カリウム繊維、Ｂはカーボン繊維、０はガラス繊維であ
る。 第５図は、強化用繊維の種類と成形後の五番車の歯車軸
１．４の相対破壊曲げ強度の関係を示す以上 第１目 オ十胆 才５圓
歯車軸、２は歯車、３はカナ、５はビンゲイントゲート
である。 第２図は五番車のカナ３の一部の拡大図と、それにかみ
合う金属製歯車７の一部の拡大図である。６はカナ３の
歯を示す。 第３図は、五番車の歯車軸１．４の曲げ強度測定を示す
図で、８は固定台でＰは連続的に変化する荷重である。 第４図は、強化用繊維の種類と成形後の五番車のカナ３
の歯６の相対破壊曲げ強度の関係を示す。Ａはチタン酸
カリウム繊維、Ｂはカーボン繊維、０はガラス繊維であ
る。 第５図は、強化用繊維の種類と成形後の五番車の歯車軸
１．４の相対破壊曲げ強度の関係を示す以上 第１目 オ十胆 才５圓
Claims (1)
- １、 チタン酸カリウム単結晶繊維とカーｌン繊艙の２
種類の強化用繊維で強化した複合プラスチックで成形さ
れ、歯厚α１〜Ｌｏｗ、歯巾ｔＬＯ５〜α４ｔｍ、ピッ
チ円径α４〜５ｍ、モジ轟−ルａ０５〜ｃＬ５、歯車軸
径（Ｌ１〜１５ｍの小型精密計測器用歯車。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18347781A JPS5884258A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 小型精密計測器用歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18347781A JPS5884258A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 小型精密計測器用歯車の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5884258A true JPS5884258A (ja) | 1983-05-20 |
| JPH0343503B2 JPH0343503B2 (ja) | 1991-07-02 |
Family
ID=16136480
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18347781A Granted JPS5884258A (ja) | 1981-11-16 | 1981-11-16 | 小型精密計測器用歯車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5884258A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59182842A (ja) * | 1983-04-01 | 1984-10-17 | Sumitomo Chem Co Ltd | ポリエ−テルケトン強化組成物 |
| JPS62852U (ja) * | 1985-06-20 | 1987-01-07 | ||
| JPS62184272A (ja) * | 1986-02-10 | 1987-08-12 | Polyplastics Co | 回転部品 |
| JPS62162687U (ja) * | 1986-04-03 | 1987-10-16 | ||
| JPS6383676U (ja) * | 1986-11-19 | 1988-06-01 | ||
| JPH05232249A (ja) * | 1992-07-15 | 1993-09-07 | Casio Comput Co Ltd | 指針式腕時計の合成樹脂製四番車 |
| JPH06221405A (ja) * | 1993-07-21 | 1994-08-09 | Casio Comput Co Ltd | 合成樹脂製の腕時計用歯車 |
| JPH0868454A (ja) * | 1995-06-05 | 1996-03-12 | Casio Comput Co Ltd | 合成樹脂製の腕時計用歯車 |
| WO2003054636A1 (fr) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Piece d'horlogerie comportant une plaque de base formee de resine et de train de roues |
| WO2003054637A1 (fr) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Piece d'horlogerie comportant une partie de roulement formee de resine et train de roues |
| US7575800B2 (en) | 2001-11-02 | 2009-08-18 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Sliding parts, precision parts and timepieces and electronic equipment using the same |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5787860U (ja) * | 1980-11-20 | 1982-05-31 |
-
1981
- 1981-11-16 JP JP18347781A patent/JPS5884258A/ja active Granted
Patent Citations (1)
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| WO2003054637A1 (fr) * | 2001-12-21 | 2003-07-03 | Kitagawa Industries Co., Ltd. | Piece d'horlogerie comportant une partie de roulement formee de resine et train de roues |
| US7167420B2 (en) | 2001-12-21 | 2007-01-23 | Kitagawa Industries Co., Ltd | Timepiece including base plate formed of resin and wheel train |
| US7170827B2 (en) | 2001-12-21 | 2007-01-30 | Kitagawa Industries Co., Ltd | Timepiece, having bearing portion formed of resin and wheel train |
| CN100378605C (zh) * | 2001-12-21 | 2008-04-02 | 北川工业株式会社 | 具有树脂制成的轴承部的时钟以及轮系装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0343503B2 (ja) | 1991-07-02 |
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