JPS60206628A - 歯車の製造法 - Google Patents

歯車の製造法

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JPS60206628A
JPS60206628A JP59062450A JP6245084A JPS60206628A JP S60206628 A JPS60206628 A JP S60206628A JP 59062450 A JP59062450 A JP 59062450A JP 6245084 A JP6245084 A JP 6245084A JP S60206628 A JPS60206628 A JP S60206628A
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JP
Japan
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gear
molding
fibers
mold
short fibers
Prior art date
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Pending
Application number
JP59062450A
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English (en)
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Masaharu Imao
今尾　正治
Tetsuo Ise
哲郎 伊勢
Norio Sawa
沢　紀雄
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RIGUNAITO KK
Lignyte Co Ltd
Mitsubishi Rayon Co Ltd
Original Assignee
RIGUNAITO KK
Lignyte Co Ltd
Mitsubishi Rayon Co Ltd
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Publication date
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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
    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/06—Fibrous reinforcements only
    • B29C70/10—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres
    • B29C70/12—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat
    • B29C70/14—Fibrous reinforcements only characterised by the structure of fibrous reinforcements, e.g. hollow fibres using fibres of short length, e.g. in the form of a mat oriented
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/34—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D15/00—Producing gear wheels or similar articles with grooves or projections, e.g. control knobs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
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    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2101/00—Use of unspecified macromolecular compounds as moulding material
    • B29K2101/10—Thermosetting resins
    • 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

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】 〔技術分野〕 本発明は、繊維強化樹脂（以下、ＦＲＰと称す）製歯車
の成形方法に関係する。
〔従来技術〕
従来の歯車の大部分は、金属を素材としており、ホブ切
９法またに転造法によって製造さ九ている。これらは犬
から小まで長い歴史と笑績をもち、あらゆるところで広
範に使用されている。
しかし、最近新しい素材を用いた歯車も開発されつつあ
る。それらに軽負荷用として普及して′＠たポリアミド
樹脂、ポリアセタール樹脂の射出成形品、及びこれらに
硝子繊維などの補強用繊維を混入したものがある。また
高負荷用としては、綿、ガラス繊維、炭素繊維などの織
物にフェノール樹脂、エポキシ樹脂などを含浸したもの
を多数積層して板をつくり、こ扛をホブ切りして歯車に
したものなどがめる。
このようなプラスチック歯車の特徴は、金属製歯車に比
べると、錆ないこと、潤滑剤が不要であること、騒音が
小さいことなどである。近年、自動車の騒音を小さくす
ることに社会的要求となっているが、工／ジンや駆動系
の歯車からの騒音を抑制することは大きな効果がある・
それで、自動車用歯車にプラスチック歯車の検討がなさ
ｎているが、１だ完全なものに見られないのが現状であ
る。射出成形による歯車は強度的に十分でなく、積層板
による歯車は価格的に高いからである。従って、強度が
高く、且つ、価格の安いプラスチック歯車の出現が望ま
れている。
強度が高く、且つ価格の安いプラスチック歯車を作る方
法として、補強用繊維が教訓以上あり、熱硬化性樹脂と
混合しているものを圧縮成形することが考えられる。例
えば、この材料をニーダ−で混練して訓整し、圧縮成形
することによって歯車を得ることができる。この歯車に
、マクロに見ると必要条件を満たしているが、補強用繊
維は３次元ランダムでろ、す、繊維配列は制御されてい
ないので、確率的に何十個の歯の１個に弱点が生じる可
能性がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的とするところは、補強用短繊維がほぼ１次
元的に配列している成形用材料を用い、すべての歯の繊
維配列がほぼ同じであり、強度に於ても騒音に於ても理
想的である歯車の製造方法を提供することである。
〔発明の構成〕
即ち本発明の要旨とするところは、補強用短繊維と熱硬
化性樹脂とを混練して、ノズルより押出した配向材料を
金型に光填し、加熱加圧成形して繊維強化樹脂製歯車を
製造することにある。
本発明の配向材料は、第１図に示すような形態であり、
−見、ひも状又はなわ状である。ここで「配向して蛸る
」という意味は、材料の長手方向の軸に対して、それを
構成する１本の繊維のなす角度が４５°以下であること
である。
このような材料を準備する方法としては種々考えられる
が、たとえば補強用繊維と樹脂（場合によっては溶剤そ
の他の必要なもの）とをニーダ−で十分に捏和し、これ
を直径教訓の多数の死力・ら押［７出すことによって得
ることができる。溶剤などが含’ｉｎる場合にはこれを
乾燥した後に使用する。
材料の長さに無限に連続である必要はなく、数十間以上
あればある長さで切れていても、一般には使用可能であ
る。
本発明に用いる補強用繊維としては、炭素繊維、ガラス
繊維、アラミド繊維、炭化硅素繊維、アルミナ繊維、ビ
ニロン繊維、木綿繊維などが挙げられる。
また、樹脂としては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、
ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、メラミン樹脂
、ユリア樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂などの熱硬
化性樹脂を挙げることができる。
補強用繊維と樹脂の他に充填材として炭化硅素、窒化硅
素、窒化ホウ素、ジルコニア、ホウ化チタン、窒化チタ
ン、窒化アルミなどのホイスカー及び粉末を加えること
ができる。
このようにして得らｆＬり材料を歯車の金型のメス型に
円周方向に漬って投入し、加熱加圧成形すると、材料中
の補強用繊維は第２図に示すように、歯車の歯に沿って
理想的に配列する。
歯部は凹凸があるので繊維がある程度以下の長゛さでな
いと繊維は歯の部分に入って行かず、樹脂のみが流れ込
むことになる。適当な繊維長は歯車のモジュールにもよ
るが、１〜５．０＋ｍｎの範囲である。
「実施例］ 以下、実施例によって本発明を具体的に説明する。
実施例１ 長さ６ｍに切断した炭素繊維５５部とフェノール樹脂４
５部（メタノールフェスで樹ＵＷ固形分６５％）をニー
ダ−に投入し、約１５分混練する。これを鉄製バット上
に広げ、７０℃で約３０分間予備乾燥したものをプラン
ジャ一式押出機にかけ、圧力１００〜３００稽／ｃｍ２
、温度１２０℃の条件で、直径６ｒｍｎ、長さ１０ｍの
孔を通して押し出す。孔を出た後、材料は１５〜２０ｍ
位に太くなり、ひも状であるが個々の繊維は実質的には
配向している。
この材料を乾燥し、温度１１５〜１２０℃の金型に投入
し、１６５〜１７０℃、圧力３００に９／α２で３０分
間、加熱加圧し成形する。歯車のボス部に鋼製であり、
予め金型の中に設置されており、材料は、歯部を構成す
るメス型と。
鋼製ボス部との間に投入された。成形された歯車はモジ
ュール°２．５、歯数４５、歯幅２’Ｏｍｍであった。
この歯車の側面を研磨し、繊維の配向を観察すると、い
ずれの歯も、はぼ第２図に示すような形になっており、
歯の静曲げ強力を測定すると、３５０ゆ、ａｙ値′５．
８％であり、十分な性能であった。これをトラックのタ
イミングギアとして使用したところ、６〜５ｄＢの騒音
低下が認められた。
〔発明の効果〕
本発明の方法によって得られた歯車は、著しく騒音低下
した軽量のものであり、自動車用特にトラック用に優れ
た効果を有している。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明において用いる成形用材料の一部を概
念的に示したものである。 第２図は、第１図に示した連続状成形用材料を円周状に
金型へ投入し、成形して得らｔ’Ｌ７ｍ歯車の一例を示
す。 １　：　ＦＲＰ製歯部　２：鋼製ボス部せ　ｆ　図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 補強用短繊維と熱硬化性樹脂とを混練して、ノズルより
    押出した配向材料を金型に光填し、加熱加圧成形するこ
    とを特徴とする繊維強化樹脂製歯車の製造法。
JP59062450A 1984-03-30 1984-03-30 歯車の製造法 Pending JPS60206628A (ja)

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