JPS60206630A - 歯車の製造方法 - Google Patents
歯車の製造方法Info
- Publication number
- JPS60206630A JPS60206630A JP59062452A JP6245284A JPS60206630A JP S60206630 A JPS60206630 A JP S60206630A JP 59062452 A JP59062452 A JP 59062452A JP 6245284 A JP6245284 A JP 6245284A JP S60206630 A JPS60206630 A JP S60206630A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gear
- prepreg
- tow
- thermosetting resin
- shape
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- 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
- 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
- B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
-
- 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
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- Gears, Cams (AREA)
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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】
〔技術分野〕
本発明に、トルクの伝達機構としてあらゆる分野におい
て使用これる繊維強化グラスチック製歯車に関するもの
である。
て使用これる繊維強化グラスチック製歯車に関するもの
である。
従来の歯車の大部分に、金属製歯車であり、ホブ切−リ
、型鍛造（転造）という過程を経て実用化でれている。
、型鍛造（転造）という過程を経て実用化でれている。
また、軽負荷用として普及したグラスチック製歯車は、
ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等を素材として射
出成形されたものが大部分である。ζらにグラスチック
の中に硝子繊維等の単繊維を混入はせ強化はｆした歯車
が開発されて来てにいるが、いず汎も短繊維を不連続に
充填したものであり、繊維の強度を十分に生かし、利用
したものは無い。ｆた本発明のような、繊維のもつ高強
度を十分に生かし、構造上における要求歯車強度を任意
に調節出来つる例は皆無である。
ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂等を素材として射
出成形されたものが大部分である。ζらにグラスチック
の中に硝子繊維等の単繊維を混入はせ強化はｆした歯車
が開発されて来てにいるが、いず汎も短繊維を不連続に
充填したものであり、繊維の強度を十分に生かし、利用
したものは無い。ｆた本発明のような、繊維のもつ高強
度を十分に生かし、構造上における要求歯車強度を任意
に調節出来つる例は皆無である。
前述した従来の金属製歯車は、長期間使用の際歯車どう
しのかみ合いの際に荷重による歯面損傷を生じ摩耗量の
増大に供ない、伝達能力を焼入れを施す必要があり、ホ
ブ切り、転造ともにかなりの時間を要し、歯のかみ合い
精度を保つための工作精度もかなり厳密にしなければな
らず結果としてコストの高いものになっている。
しのかみ合いの際に荷重による歯面損傷を生じ摩耗量の
増大に供ない、伝達能力を焼入れを施す必要があり、ホ
ブ切り、転造ともにかなりの時間を要し、歯のかみ合い
精度を保つための工作精度もかなり厳密にしなければな
らず結果としてコストの高いものになっている。
−万、プラスチック系の歯車に関しては、材料自体の強
度不足の為、負荷の大きなものには使用できない。また
高分子材料独特の内部摩耗によって運転中温度上昇を＠
たし、精度変化による強度低下の原因にもなっている。
度不足の為、負荷の大きなものには使用できない。また
高分子材料独特の内部摩耗によって運転中温度上昇を＠
たし、精度変化による強度低下の原因にもなっている。
従来開発されてきた繊維強化グラスチック製歯車の製法
としては、一方向引揃え補強繊維、平織りクロス、朱子
織クロス、その他織物を利用したプリプレグを繊維の配
列方向が異なる様に積層した積層体を硬化処理した後、
ホブ切りするものであるが、この方法によって得らｎた
歯車は、補強用繊維の補強効果を十分に利用する事は出
来ず、更に前記積層体に難削材である為、切削工具の寿
命も極めて短く、量産性のある歯車の製造法とは言難い
。またこの様な欠点の無い繊維強化プラスチツク製歯車
の製造方法として、連続繊維強化複合材を未硬化又は半
硬化状態でフィラメントワインディング法等にエフ円盤
状物を作り、この円盤状物を回転しながらその外周をマ
スターギヤに押しつけて、その外周に歯型形状を形成し
た後、成形金型内で硬化処理する方法が提案されている
が、この方法Ｔｄマスターギヤにて歯型を形成する方法
ヲ採用している為、連続繊維強化複合材中の補強密度を
粗にしなければならず、均一な特性金石する繊維強化グ
ラスチック製歯車とする事は出来ない。そこで本発明者
らは上記した不都合な点を改良した繊維強化グラスチッ
ク製歯車の量産可能な製造方法につき検討した結果、本
発明に到達した。
としては、一方向引揃え補強繊維、平織りクロス、朱子
織クロス、その他織物を利用したプリプレグを繊維の配
列方向が異なる様に積層した積層体を硬化処理した後、
ホブ切りするものであるが、この方法によって得らｎた
歯車は、補強用繊維の補強効果を十分に利用する事は出
来ず、更に前記積層体に難削材である為、切削工具の寿
命も極めて短く、量産性のある歯車の製造法とは言難い
。またこの様な欠点の無い繊維強化プラスチツク製歯車
の製造方法として、連続繊維強化複合材を未硬化又は半
硬化状態でフィラメントワインディング法等にエフ円盤
状物を作り、この円盤状物を回転しながらその外周をマ
スターギヤに押しつけて、その外周に歯型形状を形成し
た後、成形金型内で硬化処理する方法が提案されている
が、この方法Ｔｄマスターギヤにて歯型を形成する方法
ヲ採用している為、連続繊維強化複合材中の補強密度を
粗にしなければならず、均一な特性金石する繊維強化グ
ラスチック製歯車とする事は出来ない。そこで本発明者
らは上記した不都合な点を改良した繊維強化グラスチッ
ク製歯車の量産可能な製造方法につき検討した結果、本
発明に到達した。
本発明は、摩耗、騒音、軽量化、コスト高を同時に解消
する事が出来うる新規な繊維強化プラスチツク製歯車の
製法を提供する事を目的としたものである。
する事が出来うる新規な繊維強化プラスチツク製歯車の
製法を提供する事を目的としたものである。
即ち本発明の要旨とするところは、補強用繊維クロス又
は補強用繊維ペーパーに熱硬化性樹脂を含浸したものを
歯車形状に切り出したもの（ａ）に、補強用繊維トウに
熱硬化性樹脂を含浸したもの（ｂ）をらせん状に巻きつ
けたものを金型中で加熱加圧成形して繊維強化プラスチ
ツク製歯車を製造することにあり、必要に応じて該らせ
ん状に巻きつけたものと、熱硬化性樹脂を含浸した補強
用短繊維もしくは補強用繊維ペーパーを積層して金型中
で加熱加圧成形して繊維強化プラスチツク製歯車を製造
することにある。
は補強用繊維ペーパーに熱硬化性樹脂を含浸したものを
歯車形状に切り出したもの（ａ）に、補強用繊維トウに
熱硬化性樹脂を含浸したもの（ｂ）をらせん状に巻きつ
けたものを金型中で加熱加圧成形して繊維強化プラスチ
ツク製歯車を製造することにあり、必要に応じて該らせ
ん状に巻きつけたものと、熱硬化性樹脂を含浸した補強
用短繊維もしくは補強用繊維ペーパーを積層して金型中
で加熱加圧成形して繊維強化プラスチツク製歯車を製造
することにある。
以下図面に従って、本発明の歯車の好適な製法を具体的
に説明する〇 補強用繊維クロス又にペーパーにマトリックスとして熱
硬化性樹脂フェノ（溶剤にメタノール、アセトン、メチ
ルエチルケトン、テトラヒドロフランとう）を含浸し、
乾燥後樹脂固形分が重ｉｔ％で３０〜６０％程度となる
ように調整したプリプレグより、第１図に示すような歯
車状に切り出したもの（１又は１′）を用意し、別途補
強用繊維トウに熱硬化性樹脂フェノを含浸させ樹脂固形
分が３０〜６０％程度となるように調整したトウグリプ
レグ（２）を用意し、又リング状にしたトウグリプレグ
（５）を用意する。
に説明する〇 補強用繊維クロス又にペーパーにマトリックスとして熱
硬化性樹脂フェノ（溶剤にメタノール、アセトン、メチ
ルエチルケトン、テトラヒドロフランとう）を含浸し、
乾燥後樹脂固形分が重ｉｔ％で３０〜６０％程度となる
ように調整したプリプレグより、第１図に示すような歯
車状に切り出したもの（１又は１′）を用意し、別途補
強用繊維トウに熱硬化性樹脂フェノを含浸させ樹脂固形
分が３０〜６０％程度となるように調整したトウグリプ
レグ（２）を用意し、又リング状にしたトウグリプレグ
（５）を用意する。
次いで第２図に示すように、歯車状に切り出 。
したプリプレグ（１）を基盤として、片面あるいは両面
にトウ１リブレグ（５）を置き、プリプレグ（２）を歯
車に合せてらせん状に巻きつけたものをつくる。歯形状
に切り出したプリプレグ（１つを歯車状に丸めて行う場
合も上と同じように実施すればよい。
にトウ１リブレグ（５）を置き、プリプレグ（２）を歯
車に合せてらせん状に巻きつけたものをつくる。歯形状
に切り出したプリプレグ（１つを歯車状に丸めて行う場
合も上と同じように実施すればよい。
次いで第２図（６）に示すように切り込みを入れ、幾枚
か適当枚数重ねる。この場合性能とコストとのバランス
から積層枚数を減らして補強用繊維チョップドストラン
ドプリズレグ（４）あるいはペーパーグリプレグ（５）
を用いることも好ましいことである。これを金型に入ｎ
て、成形圧力１００〜６００ｋ１９７ｃｍ２、成形温度
１１０〜２００℃に加熱加圧成形をした後冷却し、金型
より歯車をと９出すと第６図あるいは第７図に示すよう
なものが得られる。尚、第２図（６）の切り込み部分は
成形時トウプリプレグ（２）に合体さ詐る。トウプリプ
レグ（２）ｔｊ：、歯車の歯の曲げ強度を高くし、リン
グ状プリプレグ（３）は円周方向の引張強度を向上する
効果がある。
か適当枚数重ねる。この場合性能とコストとのバランス
から積層枚数を減らして補強用繊維チョップドストラン
ドプリズレグ（４）あるいはペーパーグリプレグ（５）
を用いることも好ましいことである。これを金型に入ｎ
て、成形圧力１００〜６００ｋ１９７ｃｍ２、成形温度
１１０〜２００℃に加熱加圧成形をした後冷却し、金型
より歯車をと９出すと第６図あるいは第７図に示すよう
なものが得られる。尚、第２図（６）の切り込み部分は
成形時トウプリプレグ（２）に合体さ詐る。トウプリプ
レグ（２）ｔｊ：、歯車の歯の曲げ強度を高くし、リン
グ状プリプレグ（３）は円周方向の引張強度を向上する
効果がある。
本発明で使用する補強用繊維に、硝子繊維、炭素繊維、
炭化珪素繊維、ポリイミド繊維、全芳香族ポリアミド繊
維等の無機質繊維ミニび有機質繊維およびウィスカー等
であり、マトリックス樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹
脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂等である。
炭化珪素繊維、ポリイミド繊維、全芳香族ポリアミド繊
維等の無機質繊維ミニび有機質繊維およびウィスカー等
であり、マトリックス樹脂はエポキシ樹脂、不飽和ポリ
エステル樹脂、ジアリルフタレート樹脂、フェノール樹
脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂等である。
以下、実施例によって本発明を更に具体的に説明する。
実施例１
炭素繊維クロス（目付２６０ ｔ／ｍ２）にフェノール
樹脂フェスを含浸し、乾燥後樹脂固形分が４５％となる
ように調整したプリプレグを第１図に示すような歯車状
に切り出したもの（１）を用意し、更に炭素繊維トウ（
１２０００）１ラメ／ト２本）にフェノール樹脂を含浸
させ、樹脂固形分が４５％となるように調整したトウプ
リプレグ（２）を用意してリング状にした炭素繊維トウ
プリプレグ（３）を用意した。
樹脂フェスを含浸し、乾燥後樹脂固形分が４５％となる
ように調整したプリプレグを第１図に示すような歯車状
に切り出したもの（１）を用意し、更に炭素繊維トウ（
１２０００）１ラメ／ト２本）にフェノール樹脂を含浸
させ、樹脂固形分が４５％となるように調整したトウプ
リプレグ（２）を用意してリング状にした炭素繊維トウ
プリプレグ（３）を用意した。
上記（１）の両面に（６）を置き、プリプレグ（２）を
歯形に合せてらせん状に巻きつけたものをつくった。次
いで切り込み（６）を入れ、１０枚積層し金型中で１５
０℃、２００ ｋｇ／ａｎ”に加熱、加圧成形した後冷
却して歯車を取出した。
歯形に合せてらせん状に巻きつけたものをつくった。次
いで切り込み（６）を入れ、１０枚積層し金型中で１５
０℃、２００ ｋｇ／ａｎ”に加熱、加圧成形した後冷
却して歯車を取出した。
得られた歯車の歯の曲げ強度は第８図のような性能をも
っていた。
っていた。
本発明の方法によって作られた歯車は、軽量化され、騒
音が低下すると共に面強度も著しく向上しており、自動
車用、特にトラック用タイミングギヤとして優れた性能
を有するものである。
音が低下すると共に面強度も著しく向上しており、自動
車用、特にトラック用タイミングギヤとして優れた性能
を有するものである。
第１図は、歯車をつくるための材料を示し、第２図に材
料を組合せたもの、第３図は金型投入前の歯形状プリプ
レグ、第４図は４るるいは５を第２図の材料に組合せた
予備成形体の断面図、第５図は金型における成形状態図
、第６図と第７図は、本発明法で得られた歯車、第８図
は本発明法で得らＴ′した歯車の性能を各示す。 １．１′・・・歯車形状に切り出したプリプレグ２・・
・トウプリプレグ ３・・・リング状プリプレグ ４・・・ベーパーグリプレグ ５・・・チョップドストランドプリブレグ−＋２図 ＋５圀 加圧大同 ↓ ↓ −＋４関
料を組合せたもの、第３図は金型投入前の歯形状プリプ
レグ、第４図は４るるいは５を第２図の材料に組合せた
予備成形体の断面図、第５図は金型における成形状態図
、第６図と第７図は、本発明法で得られた歯車、第８図
は本発明法で得らＴ′した歯車の性能を各示す。 １．１′・・・歯車形状に切り出したプリプレグ２・・
・トウプリプレグ ３・・・リング状プリプレグ ４・・・ベーパーグリプレグ ５・・・チョップドストランドプリブレグ−＋２図 ＋５圀 加圧大同 ↓ ↓ −＋４関
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 補強用繊維クロス又は補強用繊維ペーパーに熱硬
化性樹脂を含浸したものを歯車形状に切り出したもの（
ａ）に、補強用繊維トウに熱硬化性樹脂を含浸したもの
（１））をラセン状に巻きつけ、金型中で加熱加圧成形
することを特徴とする繊維強化プラスチツク製歯車の製
造方法Ｏ λ 補強用繊維クロス又は補強用繊維ペーパーに熱硬化
性樹脂を含浸したものを歯車形状に切り出したもの（ａ
）に、補強用繊維トウに熱硬化性樹脂を含浸したもの（
１））をらせん状に巻きつけたものに、熱硬化性樹脂を
含浸した補強用短繊維もしくは補強用ペーパーを積層し
、金型中で加熱加圧成形することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の繊維強化プラスチツク製歯車の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59062452A JPS60206630A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 歯車の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59062452A JPS60206630A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 歯車の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206630A true JPS60206630A (ja) | 1985-10-18 |
Family
ID=13200608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59062452A Pending JPS60206630A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 歯車の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206630A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0358395A2 (en) * | 1988-08-30 | 1990-03-14 | Ube Industries, Ltd. | Aromatic imide polymer fiber-reinforced prepreg and cured resinous laminate material derived from same |
| JP2013127282A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 樹脂製歯車 |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP59062452A patent/JPS60206630A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0358395A2 (en) * | 1988-08-30 | 1990-03-14 | Ube Industries, Ltd. | Aromatic imide polymer fiber-reinforced prepreg and cured resinous laminate material derived from same |
| JP2013127282A (ja) * | 2011-12-19 | 2013-06-27 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 樹脂製歯車 |
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