WO2015105062A1 - 射出成形軸 - Google Patents

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WO2015105062A1
WO2015105062A1 PCT/JP2015/050006 JP2015050006W WO2015105062A1 WO 2015105062 A1 WO2015105062 A1 WO 2015105062A1 JP 2015050006 W JP2015050006 W JP 2015050006W WO 2015105062 A1 WO2015105062 A1 WO 2015105062A1
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torque acting
core material
axis
injection
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保浩 鈴木
晋一郎 岡本
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株式会社エンプラス
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Definitions

  • the present invention relates to an injection molding shaft that can absorb rotational energy by twisting deformation and is formed into a desired shape by injection molding.
  • shafts used as power transmission parts for automobiles, etc. are often made of metal and machined, resulting in high product prices and heavy weight.
  • an injection molding shaft 100 made of a synthetic resin material as shown in FIG. 10 has been devised.
  • a gear 101 and an inward flange 102 are integrally formed on one end side of a cylindrical shaft main body 103, and the rotational torque transmitted through the gear 101 is shown in another figure. It transmits to the rotating parts which do not (refer patent document 1).
  • the injection molding shaft 100 shown in FIG. 10 may cause a problem that the rotation transmission component such as the gear 101 is damaged due to the impact force due to the sudden torque fluctuation acting on the rotation transmission component such as the gear 101. It was.
  • the present invention provides an injection-molded shaft that can absorb an impact caused by a sudden torque fluctuation by torsional deformation of the shaft body when a sudden torque fluctuation acts.
  • the first torque action part 3 is formed on one axial end side
  • the second torque action part 4 is formed on the other axial end side.
  • the portion 3 and the second torque acting portion 4 are related to the injection-molded shaft 1 in which the shaft body 2 is connected along the direction of the axis 17.
  • the shaft body 2 includes a first connecting portion 15 formed integrally with the first torque acting portion 3 and a second connecting portion 16 formed integrally with the second torque acting portion 4.
  • a core member 18 having a cross-shaped cross section perpendicular to the axial center 17 extending from the first connecting portion 15 to the second connecting portion 16; the first connecting portion 15 and the second connecting portion 16; And a brace-like frame portion 60 disposed in a portion partitioned by the core member 18 and straddling the first connection portion 15, the second connection portion 16, and the core member 18 in a brace form. is doing.
  • a first torque acting part 3 is formed on one axial end side, and a second torque acting part 4 is formed on the other axial end side.
  • the first torque acting part 3 and the second torque acting part 4 relate to the injection molding shaft 1 connected by the shaft body 2 along the direction of the axis 17.
  • the shaft body 2 is composed of at least one skeleton unit 61.
  • the framework unit 61 is opposed to the core member 18 having a cross-shaped cross section extending along the axis 17 and one end side and the other end side of the core member 18 along the axis 17.
  • the cross-sectional shape perpendicular to the axis is a pair of disk-shaped frame parts 62, 62 having a disk shape, and a portion partitioned by the pair of disk-shaped frame parts 62, 62 and the core part 18. It is arranged and has a pair of disk-like frame parts 62, 62 and a brace-like frame part 60 stretched across the core material part 18 in a brace form.
  • the first torque acting part 3 is formed on one axial end side
  • the second torque acting part 4 is formed on the other axial end side.
  • the first torque acting part 3 and the second torque acting part 4 relate to the injection molding shaft 1 connected by the shaft body 2 along the axial direction.
  • the shaft body 2 is A first connecting portion 15 formed integrally with the first torque acting portion 3; A second connecting portion 16 formed integrally with the second torque acting portion 4; A core material part 18 having a cross-shaped cross section perpendicular to the axis 17 extending from the first connection part 15 to the second connection part 16; The plurality of core members 18 between the first connection portion 15 and the second connection portion 16 are formed at equal intervals along the direction of the axis 17 and the cross-sectional shape perpendicular to the axis is a disc shape.
  • the first connecting portion 15, the first skeleton portion 21 adjacent to the first connecting portion 15, and the core material portion 18 are arranged in a partitioned part, and the first connecting portion 15 and the first connecting portion 15 are arranged.
  • the passed third frame 23 The second connecting portion 16, the first skeleton portion 21 adjacent to the second connecting portion 16, and the core material portion 18 are arranged in a portion partitioned by the second connecting portion 16 and the first connecting portion 16.
  • a fourth frame portion 24 stretched strutally between the frame portion 21 and the core material portion 18; It is characterized by that.
  • the injection-molded shaft according to the present invention absorbs the energy accompanying the sudden torque fluctuation by the torsional deformation of the shaft body even if sudden torque fluctuation acts, and reduces the impact caused by the sudden torque fluctuation by the shaft body. Can do.
  • FIG. 2A is a front view of the injection-molded shaft according to the first embodiment of the present invention (viewed along the X-axis direction), and FIG. 2B is from the direction of arrow B1 in FIG. 2A.
  • FIG. 2C is a right side view of the injection molding shaft viewed from the direction of the arrow B2 in FIG. 2A, and FIG. 2D is A1 in FIG. 2A.
  • FIG. 2E is a cross-sectional view of the injection-molded shaft shown cut along the line A1
  • FIG. 2E is a cross-sectional view of the injection-molded shaft shown cut along the line A2-A2 of FIG. FIG.
  • FIG. 5F is a cross-sectional view of the injection-molded shaft shown cut along the line A3-A3 in FIG. 3A is a plan view of the injection molding shaft according to the first embodiment of the present invention (viewed along the Y-axis direction), and FIG. 3B is a line A1-A1 in FIG. 3A.
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of the injection-molded shaft cut along the line
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of the injection-molded shaft cut along the line A2-A2 of FIG. 3A
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of an injection molding shaft shown cut along line A3-A3 in FIG.
  • FIG. 5A is a view showing the injection mold shaft mold cut along the YZ coordinate plane
  • FIG. 5B is a view showing the injection mold shaft mold along the XZ coordinate plane. It is a figure cut and shown.
  • Fig.6 (a) is a figure which shows the 1st modification of the injection molding axis
  • FIG. 5A is a view showing the injection mold shaft mold cut along the YZ coordinate plane
  • FIG. 5B is a view showing the injection mold shaft mold along the XZ coordinate plane. It is a figure cut and shown.
  • Fig.6 (a) is a figure which shows the 1st modification of the injection molding axis
  • FIG. 6B is a view showing a second modified example of the injection-molded shaft according to the first embodiment of the present invention, and shows a part of the shaft body enlarged (corresponding to FIG. 4).
  • Figure It is a figure which shows the 3rd modification of the injection molding axis
  • FIG. 1 to 4 are views showing an injection molding shaft 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a use state of the injection molding shaft 1.
  • 2A is a front view of the injection-molded shaft 1 (viewed along the X-axis direction)
  • FIG. 2B is an injection-molded shaft 1 viewed from the direction of the arrow B1 in FIG. 2C is a right side view of the injection molding shaft 1 viewed from the direction of the arrow B2 in FIG. 2A
  • FIG. 2D is a line A1-A1 in FIG. 2A.
  • 2 is a cross-sectional view of the injection-molded shaft 1 cut along the line, FIG.
  • FIG. 2E is a cross-sectional view of the injection-molded shaft 1 cut along the line A2-A2 of FIG. 2A
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the injection molding shaft 1 cut along line A3-A3 in FIG. 3A is a plan view of the injection molding shaft 1 (viewed along the Y-axis direction), and FIG. 3B is cut along the line A1-A1 of FIG. 3A
  • 3A is a cross-sectional view of the injection-molded shaft 1
  • FIG. 3C is a cross-sectional view of the injection-molded shaft 1 cut along the line A2-A2 in FIG. 3A
  • FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the injection molding shaft 1 cut along line A3-A3.
  • FIG. 4 is an enlarged view showing a part of the injection-molded shaft 1 (particularly, the shaft body 2) of FIG.
  • the injection molding shaft 1 includes a helical gear 3 as a first torque acting portion formed on one end side in the axial direction and a first gear formed on the other end side in the axial direction. And a shaft body 2 that integrally connects the helical gear 3 and the worm 4 along the axial direction.
  • the injection-molded shaft 1 has a round bar-shaped first boss 5 integrally formed at the rotation center of the side surface 3 a of the helical gear 3, and a round bar-shaped second at the rotation center of the side surface 4 a of the worm 4.
  • the boss 6 is integrally formed (see FIGS. 2A to 2C).
  • the injection molding shaft 1 having such a structure is integrally formed by injecting molten resin such as POM (polyacetal) or PA (polyamide) into the cavity 8 of the mold 7 as will be described in detail later. .
  • the injection-molded shaft 1 has a helical gear 3 on one end side in the axial direction meshing with another first helical gear 10 to form a screw gear 11, and a worm on the other end side in the axial direction. 4 is meshed with another second helical gear 12 to form a worm gear 13.
  • the rotation of the injection molded shaft 1 is transmitted through the worm 4 formed integrally with the shaft body 2. 2 is transmitted to the helical gear 12.
  • the shaft body 2 of the injection-molded shaft 1 is twisted and deformed by the rotational torque acting via the helical gear 3 on one axial end side and the rotational torque acting via the worm 4 on the other axial end side. It is done.
  • the shaft body 2 of the injection molding shaft 1 has a disk-shaped first connection portion 15 located on one end side in the axial direction formed integrally with the helical gear 3, and is axially
  • a disc-shaped second connection portion 16 located on the other end side is formed integrally with the worm 4.
  • the first connecting portion 15 and the second connecting portion 16 are connected by a core portion 18 that extends along the shaft center 17.
  • the core member 18 is positioned so that the cross-sectional shape perpendicular to the axis is a cross shape, and the center of the crossing portion of the cross coincides with the axis 17.
  • a plurality of first skeleton parts 21 are formed at equal intervals along the direction in which the axis 17 extends in the core part 18 between the first connection part 15 and the second connection part 16.
  • the first frame portion 21 is formed on the core member 18 so that the cross-sectional shape perpendicular to the axis is a disc shape.
  • a second frame portion 22 is disposed in a portion partitioned by the first connection portion 15, the first frame portion 21 adjacent to the first connection portion 15, and the core material portion 18. Yes.
  • the second skeleton part 22 is stretched across the first connecting part 15, the first skeleton part 21 and the core part 18, and is composed of a pair of bracing members 22a and 22b which intersect in an X shape. Yes.
  • a third frame portion 23 is arranged at a portion partitioned by a pair of adjacent first frame portions 21 and 21 and a core material portion 18.
  • the third frame portion 23 is stretched across the pair of first frame portions 21 and 21 and the core material portion 18 in a brace shape, and a pair of brace members 23a intersecting in an X shape like the second frame portion 22. , 23b.
  • a fourth frame portion 24 is disposed in a portion partitioned by the second connection portion 16, the first frame portion 21 adjacent to the second connection portion 16, and the core material portion 18. Yes.
  • the fourth frame portion 24 is stretched across the second connecting portion 16, the first frame portion 21 and the core material portion 18, and is X-shaped like the second to third frame portions 22 and 23. It is comprised by a pair of crossing members 24a and 24b which cross
  • the shaft body 2 of the injection molding shaft 1 has a plate shape extending along the Y-axis of the core member 18.
  • the thickness of the first core material portion 18a is W
  • the thickness of the second core material portion 18b extending along the X axis of the core material portion 18 is the same as the thickness W of the first core material portion 18a.
  • the thickness dimension of the 2nd core material part 18b is taken as the dimension in a connection part with the 1st core material part 18a. 2 to 4, the X axis coincides with the separation direction of the first movable mold 33 that forms the shaft body 2 (see FIG.
  • the second core material portion 18b has the first movable portion.
  • a draft is provided to facilitate separation from the mold 33.
  • the second core material portion 18b becomes thinner as the thickness of the second core material portion 18b moves away from the first core material portion 18a along the X-axis direction.
  • the first to fourth frame portions 21 to 24 have a wall thickness W at the connection portion with the first core material portion 18a, and are the same as the wall thickness W of the first core material portion 18a.
  • the first to fourth skeleton parts 21 to 24 are provided with a draft similar to the second core part 18b, and the thickness dimension is increased from the first core part 18a along the X-axis direction. It is getting thinner.
  • the shaft body 2 of the injection molding shaft 1 is formed to have the same outer dimension (D) from one end side in the axial direction to the other end side in the axial direction.
  • the shaft body 2 of such an injection-molded shaft 1 is compared with a cylindrical shaft as in the conventional example (see FIG. 9), so that the core material portion 18 and the first to fourth framework portions 21 to 21 can be flexibly twisted and deformed.
  • a thickness dimension W of 24 is determined.
  • the shaft body 2 of the injection molding shaft 1 has a line-symmetric shape with respect to an axis 17 along the Z-axis direction.
  • a plurality of fixed shapes formed by the first to fourth frame portions 21 to 24 and the like are formed at equal intervals along the axis 17.
  • the shaft body 2 of the injection molding shaft 1 has center lines CL1 and Y whose axial cross-sections are along the X axis. It is formed in a line-symmetric shape with respect to the center line CL2 along the axis. Therefore, the injection-molded shaft 1 according to the present embodiment has a synergistic effect with the effect that the core portion 18 of the shaft body 2 and the first to fourth framework portions 21 to 24 are formed with the same wall thickness W. Injection molded with high accuracy.
  • the pair of bracing members 22 a to 24 a and 22 b to 24 b constituting the second to fourth frame portions 22 to 24 are the axis of the injection molding shaft 1. 17 and at an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is the distance between the first connecting portion 15 and the first skeleton portion 21 adjacent thereto, the interval between the pair of adjacent first skeleton portions 21 and 21, and the second connecting portion 16 and the first skeleton portion adjacent thereto.
  • Optimal numerical values are set according to the distance from the frame portion 21, the outer dimension D of the shaft body 2, and the like.
  • FIG. 5 is a view schematically showing an injection mold 7 of the injection molding shaft 1 according to the present embodiment.
  • 5A is a cross-sectional view of the injection mold 7 cut along the YZ coordinate plane of the orthogonal coordinate system
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the injection mold 7 in the orthogonal coordinate system. It is sectional drawing cut
  • the injection mold 7 has a fixed mold 25 and a movable mold 26.
  • the fixed mold 25 includes a first fixed mold 28 formed with a first cavity 27 that forms the first boss 5 on one end side in the axial direction of the injection molding shaft 1, and a second that forms the helical gear 3 of the injection molding shaft 1. And a second fixed mold 31 in which a cavity 30 is formed.
  • the movable mold 26 includes a first movable mold (a shaft body forming portion of the injection mold 7) 33 in which a third cavity 32 that forms the shaft body 2 of the injection molding shaft 1 and a worm 4 of the injection molding shaft 1.
  • the first movable mold 33 is divided into two parts so that the mold can be opened along the X-axis direction from the position of the axis 17 of the third cavity 32 (see FIG. 5B).
  • the first fixed mold 28 of the injection mold 7 is provided with a gate 38 so as to open into the first cavity 27.
  • the first to fifth cavities 27, 30, 32, 34, and 36 constitute a cavity 8 that forms the injection molding shaft 1.
  • the molten synthetic resin is injected from the gate 28 into the first cavity 27, and the molten resin injected into the first cavity 27.
  • the second to fifth cavities 30, 32, 34, and 36 are filled with the synthetic resin in the state.
  • the gate 28 is positioned on the fixed mold side when the injection mold 7 is configured with the fixed mold 25 shown in FIG. 5 as a movable mold and the movable mold 26 shown in FIG. 5 as a fixed mold.
  • the fifth cavity 36 is provided so as to open.
  • the movable mold 26 is fixed while being rotated. Separated from the mold 25 (moved in the Z-axis direction). As a result, the injection molding shaft 1 is separated from the fixed mold 25 while being held by the movable mold 26.
  • the first movable mold 33 is opened (divided into two) along the X-axis direction, and the first boss 5, the helical gear 3 and the shaft body 2 are exposed from the second movable mold 35, The worm 4 is accommodated in the second movable mold 35 and the second boss 6 is accommodated in the third movable mold 37.
  • the first movable mold 33 of the injection mold 7 has a coordinate axis (FIG. 2) in which the cross section perpendicular to the axis shown in FIGS. 2 (d) and 3 (b) is rotated 90 ° counterclockwise (counterclockwise).
  • the mold is opened (divided into two) along the Y-axis direction.
  • the injection-molded shaft 1 according to the present embodiment as described above can absorb the energy accompanying the rapid torque fluctuation by the flexible torsional deformation of the shaft body 2 even if abrupt torque fluctuation acts.
  • the impact accompanying torque fluctuation can be mitigated by the torsional deformation of the shaft body 2.
  • an excessive load acts on the helical gear 3 formed on one end side in the axial direction and the worm 4 formed on the other end side in the axial direction. It is possible to prevent the teeth of the helical gear 3 formed on one end side in the axial direction and the teeth of the other first helical gear 10 meshing therewith from being damaged, and to the other end side in the axial direction. It is possible to prevent the teeth of the formed worm 4 and the teeth of the other second helical gear 12 meshing therewith from being damaged.
  • the core portion 18 and the first to fourth frame portions 21 to 24 of the shaft body 2 are formed with the same thickness (W), the shaft body 2
  • W thickness
  • the injection molding shaft 1 according to the present embodiment, a large number of the hollow portions 41 to 43 are formed between the first connecting portion 15, the second skeleton portion 22, the first skeleton portion 21, and the core material portion 18. Yes. Further, the injection-molded shaft 1 is formed with a lot of lightening recesses 41 to 43 between the adjacent first frame parts 21 and 21, the third frame part 23, and the core part 18. Further, the injection-molded shaft 1 is formed with a lot of hollow portions 41 to 43 between the second connecting portion 16, the fourth frame portion 24 and the core material portion 18.
  • the injection molding shaft 1 according to the present embodiment can reduce the synthetic resin material as compared with the case where the injection molding shaft 1 is formed in a round bar shape, and the cooling time after the injection into the cavity 8 of the injection mold 7 is reduced. Since it can be shortened, the injection molding cycle can be shortened, the production efficiency can be improved, and the overall weight can be reduced.
  • the injection molded shaft 1 according to the present embodiment can relieve the impact caused by the sudden torque fluctuation by flexibly torsionally deforming the shaft body 2, the vibration caused by the sudden torque fluctuation can be reduced, and the rapid Generation of noise due to torque fluctuation can be suppressed. Therefore, the injection-molded shaft 1 according to this embodiment has a quiet operation sound during power transmission.
  • the injection-molded shaft 1 includes a plurality of lightenings at equal intervals along the axial direction on the distal end side of the core part 18 (the first core part 18a and the second core part 18b) of the shaft body 2. Since the concave portion 43 is formed, generation of voids (bubbles) hardly occurs, and molding defects caused by the voids can be effectively prevented.
  • FIG. 6A is a view showing a first modification of the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment of the present invention, and shows a part of the shaft body 2 in an enlarged manner (corresponding to FIG. 4).
  • FIG. 6B is a view showing a second modified example of the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is an enlarged view showing a part of the shaft body 2 (FIG. 4). Corresponding figure).
  • the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment of the present invention includes a pair of bracing members 22a to 24a and 22b to 24b in which the second to fourth frame portions 22 to 24 intersect in an X shape.
  • the present invention is not limited to the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment.
  • the second to fourth frame portions 22 to 24 are connected to one brace.
  • the members 22a to 24a (or 22b to 24b) may be configured, and the torsional rigidity of the injection-molded shaft 1 may be reduced according to use conditions and the like.
  • FIGS. 6A and 6B the same components as those of the injection molding shaft 1 shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and the injection molding according to the first embodiment is performed. A description overlapping the description of the shaft 1 is omitted.
  • FIG. 7 is a view showing a third modification of the injection molding shaft 1 according to the first embodiment of the present invention, and is a view showing one axial end portion of the injection molding shaft 1.
  • the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment of the present invention has the lightening hole 44 of the first boss 5. It is preferable to form along the central axis 17 from the end surface 5a to the first connecting portion 15 of the shaft body 2.
  • the injection molding shaft 1 having such a hollow hole 44 can prevent molding defects due to the occurrence of sink marks and voids, and can shorten the cooling time and the injection molding cycle. it can.
  • the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment has an effect obtained by providing a hollow hole 44 on the first boss 5 side when the outer dimension of the second boss 6 on the worm 4 side is large. In order to obtain the same effect as described above, it is preferable to form a lightening hole along the central axis 17 from the end face of the second boss to the second connecting portion 16 of the shaft body 2 (see FIG. 2).
  • FIG. 8 is a view showing a fourth modification of the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment of the present invention, and corresponds to FIG.
  • the same components as those of the injection molding shaft 1 shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description overlapping the description of the injection molding shaft 1 according to the first embodiment. Omitted.
  • the injection-molded shaft 1 includes an intersecting portion (first portion) between the second frame portion 22 (the bracing member 22 b) and the core material portion 18 located on one axial end side of the shaft body 2.
  • a semi-cylindrical lightening recess 46 is formed at the intersection 45).
  • the string portion is located along the outer periphery of the boundary between the first connecting portion 15 and the intersecting portion 45 when viewed from the direction along the X axis.
  • the injection-molded shaft 1 includes an intersecting portion (second intersecting portion) of the first frame portion 21, the second frame portion 22 (the bracing member 22a), the third frame portion 23 (the bracing member 23b), and the core material portion 18.
  • a columnar hollow portion 48 is formed in 47.
  • the injection-molded shaft 1 has a columnar hollow 51 in the first frame portion 21, the third frame portion 23 (the bracing members 23a and 23b), and the intersecting portion (third intersecting portion) 50 of the core material portion 18. Is formed.
  • the injection-molded shaft 1 includes an intersecting portion (fourth intersecting portion) of the first framework portion 21, the third framework portion 23 (the bracing member 23a), the fourth framework portion 24 (the bracing member 24b), and the core material portion 18.
  • a columnar hollow portion 53 is formed in 52. Further, the injection-molded shaft 1 is formed with a semi-cylindrical lightening recess 55 at an intersecting portion (fifth intersecting portion) 54 between the fourth frame portion 24 (the bracing member 24a) and the core material portion 18. In the semi-cylindrical thinned recess 55, the string portion is located along the outer periphery of the boundary between the second connecting portion 16 and the intersecting portion 54 when viewed from the direction along the X axis.
  • Each of the hollow recesses 46, 48, 51, 53, 55 has a line-symmetric shape with the center line CL2 along the Y axis as the axis of symmetry (see FIGS. 8A and 8F). . Further, the drafting recesses 46, 48, 51, 53, 55 are provided with a draft angle for facilitating release from the injection mold 7, and the other drafting recesses 41, 42 adjacent to each other. Is approximately the same as the thickness W at the connecting portion between the first to fourth frame portions 21 to 24 and the first core portion 18a. Further, the hollow recesses 46, 48, 51, 53, and 55 have a hole depth that reaches the first core material portion 18a (see FIGS. 8A and 8F).
  • the thickness dimension between the lightening recesses 46, 48, 51, 53, 55 and the other lightening recesses 41, 42 adjacent to each other is the first through fourth frame portions 21-24 and the first core material portion 18a. It is not limited to the case where it is made substantially the same as the wall thickness dimension W in the connecting portion, and may be changed according to the size of the shaft main body 2 or the size of the transmission torque. Further, the hole depths of the hollow recesses 46, 48, 51, 53, 55 are not limited to the hole depth reaching the first core material portion 18a, but depending on the size of the shaft body 2 and the size of the transmission torque, etc. May be changed.
  • the lightening recesses 46, 48, 51, 53, 55 are formed so as to be orthogonal to the YZ coordinate plane, and open along the mold opening direction of the injection mold 7 (see FIG. 5).
  • the portions formed with substantially the same thickness are formed in the first embodiment by forming the hollow portions 46, 48, 51, 53, 55. Since it becomes more than the injection molding shaft 1, the shape accuracy after the injection molding is improved as compared with the injection molding shaft 1 according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a front view of the injection molding shaft 1 according to this modification, and corresponds to FIG.
  • the injection-molded shaft 1 according to this modification has a shaft body 2 that is shorter than the shaft body 2 of the injection-molded shaft 1 according to the first embodiment. That is, in this modification, the shaft main body 2 of the injection-molded shaft 1 is integrated with the disc-shaped first connecting portion 15 formed integrally with the first torque acting portion 3 and the second torque acting portion 4.
  • a disc-shaped second connecting portion 16 formed in the first connecting portion, a core member portion 18 having a cross-shaped cross section perpendicular to the axis 17 extending from the first connecting portion 15 to the second connecting portion 16, and a first connection.
  • the brace-like frame portion 60 is disposed in a portion partitioned by the portion 15, the second connection portion 16, and the core material portion 18, and is stretched across the first connection portion 15, the second connection portion 16, and the core material portion 18. And have.
  • the brace frame portion 60 is configured by the pair of bracing members 22a and 22b intersecting in the X shape described in detail in the first embodiment or the pair of bracing members 24a and 24b intersecting in the X shape. .
  • the injection-molded shaft 1 shown in FIG. 9 has the same components as the components of the injection-molded shaft 1 shown in FIG. 2A, and the components of the injection-molded shaft 1 shown in FIG. The same reference numerals are given, and descriptions overlapping with those in the first embodiment are omitted.
  • the shaft body 2 of the injection-molded shaft 1 is composed of one skeleton unit 61. That is, the skeleton unit 61 is arranged so that the cross-sectional shape perpendicular to the axis extending along the axis 17 is opposite to the cross-shaped core member 18 and one end side and the other end side of the core member 18 along the axis 17.
  • the pair of disk-like frame parts 62 and 62 (first connection part 15 and second connection part 16) whose cross-sectional shape perpendicular to the axis is disk-like, and the pair of disk-like frame parts 62 and 62 and the core part 18 And a pair of disc-shaped frame parts 62, 62 and a brace-like frame part 60, 60 stretched across the core material 18 in a brace form.
  • the injection-molded shaft 1 according to this modified example as described above can absorb the energy accompanying the sudden torque fluctuation by the flexible torsional deformation of the shaft body 2 even if a sudden torque fluctuation acts.
  • the impact accompanying torque fluctuation can be mitigated by the torsional deformation of the shaft body 2.
  • the first embodiment is obtained. It can be seen that the shaft body 2 of the injection-molded shaft 1 is composed of a plurality (six sets) of skeleton units 61.
  • the first connection portion 15, the second connection portion 16, and the first skeleton portion 21 correspond to the disc-like skeleton portion 62.
  • the injection-molded shaft 1 may comprise the shaft body 2 by two or more sets of skeleton units 61.
  • the injection-molded shaft 1 according to the present modification is configured such that the brace-like frame portion 60 is constituted by a pair of bracing members 22a, 22b that intersect in an X shape or a pair of bracing members 24a, 24b that intersect in an X shape.
  • the present invention is not limited to this, and the bracing frame 60 may be configured by one bracing member 22a (24a) or one bracing member 22b (24b).
  • the injection-molded shaft 1 of the present invention is not limited to the first embodiment, and the first torque acting portion may be a gear other than a helical gear such as a spur gear or a bevel gear.
  • the torque acting portion may be a gear other than a worm such as a spur gear or a bevel gear.
  • the first torque acting part and the second torque acting part may be parts where the rotational torque acts, for example, a spline for fixing a helical gear or the like. It may be a forming part, a key groove forming part, or the like.

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Abstract

【課題】急激なトルク変動が作用した場合に、急激なトルク変動に伴う衝撃を軸本体の捩れ変形によって吸収できるようにした射出成形軸を提供する。 【解決手段】軸本体２は、軸直角断面形状が十字状の心材部１８の軸方向一端側が第１接続部１５を介してはすば歯車３に接続され、心材部１８の軸方向他端側が第２接続部１６を介してウォーム４に接続されている。第１接続部１５と第２接続部１６の間の心材部１８には、第１骨組み部２１が軸心方向に沿って等間隔で複数形成されている。第１接続部１５、第１骨組み部２１、及び心材部１８には第２骨組み部２２が筋交い状に張り渡されている。隣り合う一対の第１骨組み部２１，２１及び心材部１８には第３骨組み部２３が筋交い状に張り渡されている。第２接続部１６、第１骨組み部２１及び心材部１８には第４骨組み部２４が筋交い状に張り渡されている。

Description

射出成形軸
　この発明は、捩れ変形することによって回転エネルギーを吸収し得る軸であって、射出成形によって所望形状に形成される射出成形軸に関するものである。
　例えば、自動車等の動力伝達部品として使用される軸は、金属製で且つ切削加工されたものが多く、製品価格が高く且つ重量が重いという問題を有していた。
　このような問題を解決するものとして、図１０に示すような合成樹脂材料製の射出成形軸１００が案出された。この図１０に示す射出成形軸１００は、歯車１０１及び内向きフランジ１０２が円筒状の軸本体１０３の一端側に一体に形成されており、歯車１０１を介して伝達された回転トルクを他の図示しない回転部品に伝達するようになっている（特許文献１参照）。
特開２００３－３３９４７号公報
　しかしながら、図１０に示した射出成形軸１００は、円筒状の軸本体１０３のねじり剛性が大きいため、回転トルクが衝撃的に作用しても、軸本体１０３が十分に捩れ変形することができず、急激なトルク変動に伴う衝撃を軸本体１０３の捩れ変形で吸収することができなかった。そのため、図１０に示した射出成形軸１００は、歯車１０１等の回転伝達部品に急激なトルク変動に伴う衝撃力が作用し、歯車１０１等の回転伝達部品が破損するという問題を生じることがあった。
　そこで、本発明は、急激なトルク変動が作用した場合に、急激なトルク変動に伴う衝撃を軸本体の捩れ変形によって吸収できるようにした射出成形軸を提供する。
　図９に示すように、本発明は、軸方向一端側に第１のトルク作用部３が形成され、軸方向他端側に第２のトルク作用部４が形成され、これら第１のトルク作用部３と第２のトルク作用部４とが軸本体２によって軸心１７方向に沿って接続された射出成形軸１に関するものである。この発明において、前記軸本体２は、前記第１のトルク作用部３と一体に形成される第１接続部１５と、前記第２のトルク作用部４と一体に形成される第２接続部１６と、前記第１接続部１５から前記第２接続部１６まで前記軸心１７に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部１８と、前記第１接続部１５と前記第２接続部１６及び前記心材部１８とで仕切られた部分に配置され、前記第１接続部１５と前記第２接続部１６及び前記心材部１８に筋交い状に張り渡された筋交い状骨組み部６０と、を有している。
　また、図１乃至図９に示すように、本発明は、軸方向一端側に第１のトルク作用部３が形成され、軸方向他端側に第２のトルク作用部４が形成され、これら第１のトルク作用部３と第２のトルク作用部４とが軸本体２によって軸心１７方向に沿って接続された射出成形軸１に関するものである。この発明において、前記軸本体２は、少なくとも一つの骨組みユニット６１で構成されている。そして、前記骨組みユニット６１は、前記軸心１７に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部１８と、前記心材部１８の前記軸心１７に沿った一端側と他端側に対向するようにそれぞれ配置され、軸直角断面形状が円板形状の一対の円板状骨組み部６２，６２と、前記一対の円板状骨組み部６２，６２と前記心材部１８とで仕切られた部分に配置され、前記一対の円板状骨組み部６２，６２と前記心材部１８に筋交い状に張り渡された筋交い状骨組み部６０と、を有している。
　また、図１乃至図８に示すように、本発明は、軸方向一端側に第１のトルク作用部３が形成され、軸方向他端側に第２のトルク作用部４が形成され、これら第１のトルク作用部３と第２のトルク作用部４とが軸本体２によって軸心方向に沿って接続された射出成形軸１に関するものである。この発明において、前記軸本体２は、
　・前記第１のトルク作用部３と一体に形成される第１接続部１５と、
　・前記第２のトルク作用部４と一体に形成される第２接続部１６と、
　・前記第１接続部１５から前記第２接続部１６まで軸心１７に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部１８と、
　・前記第１接続部１５と前記第２接続部１６との間の前記心材部１８に軸心１７方向に沿って等間隔で複数形成され且つ軸直角断面形状が円板形状となるように前記心材部１８に形成された第１骨組み部２１と、
　・前記第１接続部１５と、前記第１接続部１５に隣合う前記第１骨組み部２１と、前記心材部１８とで仕切られた部分に配置され、前記第１接続部１５と前記第１骨組み部２１及び前記心材部１８に筋交い状に張り渡された第２骨組み部２２と、
　・隣合う一対の前記第１骨組み部２１，２１と前記心材部１８とで仕切られた部分に配置され、隣り合う一対の前記第１骨組み部２１，２１と前記心材部１８に筋交い状に張り渡された第３骨組み部２３と、
　・前記第２接続部１６と、前記第２接続部１６に隣合う前記第１骨組み部２１と、前記心材部１８とで仕切られた部分に配置され、前記第２接続部１６と前記第１骨組み部２１及び前記心材部１８に筋交い状に張り渡された第４骨組み部２４と、を有する、
　ことを特徴としている。
　本発明に係る射出成形軸は、急激なトルク変動が作用したとしても、急激なトルク変動に伴うエネルギーを軸本体の捩れ変形によって吸収し、急激なトルク変動に伴う衝撃を軸本体によって緩和することができる。
本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の使用状態を示す図である。 図２（ａ）が本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の正面図（Ｘ軸方向に沿って見た図）、図２（ｂ）が図２（ａ）の矢印Ｂ１の方向から見た射出成形軸の左側面図、図２（ｃ）が図２（ａ）の矢印Ｂ２の方向から見た射出成形軸の右側面図、図２（ｄ）が図２（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示す射出成形軸の断面図、図２（ｅ）が図２（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示す射出成形軸の断面図、図２（ｆ）が図２（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示す射出成形軸の断面図である。 図３（ａ）が本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の平面図（Ｙ軸方向に沿って見た図）、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示す射出成形軸の断面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示す射出成形軸の断面図、図３（ｄ）が図３（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示す射出成形軸の断面図である。 図２（ａ）の射出成形軸の一部を拡大して示す図である。 図５（ａ）が射出成形軸用金型をＹ－Ｚ座標面に沿って切断して示す図であり、図５（ｂ）が射出成形軸用金型をＸ－Ｚ座標面に沿って切断して示す図である。 図６（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の第１の変形例を示す図であり、軸本体の一部を拡大して示す図（図４に対応する図）である。また、図６（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の第２の変形例を示す図であり、軸本体の一部を拡大して示す図（図４に対応する図）である。 本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の第３の変形例を示す図であり、射出成形軸の軸方向一端部を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の第４の変形例を示す図であり、図２に対応する図である。 本発明の第１実施形態に係る射出成形軸の第５の変形例を示す図であり、図２（ａ）に対応する図である。 従来の射出成形軸の縦断面図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。
　［第１実施形態］
　図１乃至図４は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１を示す図である。なお、図１は射出成形軸１の使用状態を示す図である。また、図２（ａ）が射出成形軸１の正面図（Ｘ軸方向に沿って見た図）、図２（ｂ）が図２（ａ）の矢印Ｂ１の方向から見た射出成形軸１の左側面図、図２（ｃ）が図２（ａ）の矢印Ｂ２の方向から見た射出成形軸１の右側面図、図２（ｄ）が図２（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示す射出成形軸１の断面図、図２（ｅ）が図２（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示す射出成形軸１の断面図、図２（ｆ）が図２（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示す射出成形軸１の断面図である。また、図３（ａ）が射出成形軸１の平面図（Ｙ軸方向に沿って見た図）、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡ１－Ａ１線に沿って切断して示す射出成形軸１の断面図、図３（ｃ）が図３（ａ）のＡ２－Ａ２線に沿って切断して示す射出成形軸１の断面図、図３（ｄ）が図３（ａ）のＡ３－Ａ３線に沿って切断して示す射出成形軸１の断面図である。また、図４は、図２（ａ）の射出成形軸１（特に、軸本体２）の一部を拡大して示す図である。
　　（射出成形軸の構造）
　これら図１乃至図３に示すように、射出成形軸１は、軸方向一端側に形成された第１のトルク作用部としてのはすば歯車３と、軸方向他端側に形成された第２のトルク作用部としてのウォーム４と、これらはすば歯車３とウォーム４とを軸心方向に沿って一体に接続する軸本体２と、を有している。また、この射出成形軸１は、はすば歯車３の側面３ａの回転中心部に丸棒状の第１ボス５が一体に形成され、ウォーム４の側面４ａの回転中心部に丸棒状の第２ボス６が一体に形成されている（図２（ａ）～（ｃ）参照）。このような構造の射出成形軸１は、後に詳述するように、ＰＯＭ（ポリアセタール）やＰＡ（ポリアミド）等の溶融樹脂を金型７のキャビティ８内に射出することにより、一体として形成される。
　図１に示すように、射出成形軸１は、軸方向一端側のはすば歯車３が他の第１はすば歯車１０と噛み合ってねじ歯車１１を構成し、軸方向他端側のウォーム４が他の第２はすば歯車１２と噛み合ってウォームギヤ１３を構成するようになっている。そして、このような射出成形軸１は、例えば、図外のモータ等の回転がねじ歯車１１を介して伝達されると、その回転が軸本体２と一体に形成されたウォーム４を介して第２はすば歯車１２に伝達される。この際、射出成形軸１の軸本体２は、軸方向一端側のはすば歯車３を介して作用する回転トルクと軸方向他端側のウォーム４を介して作用する回転トルクによって捩れ変形させられる。
　図２乃至図４に示すように、射出成形軸１の軸本体２は、軸方向一端側に位置する円板状の第１接続部１５がはすば歯車３と一体に形成され、軸方向他端側に位置する円板状の第２接続部１６がウォーム４と一体に形成されている。そして、この軸本体２は、第１接続部１５と第２接続部１６が軸心１７に沿って延びる心材部１８によって接続されている。この心材部１８は、軸直角断面形状が十字形状であり、十字の交差部分の中心が軸心１７と合致するように位置している。そして、この第１接続部１５と第２接続部１６との間の心材部１８には、第１骨組み部２１が軸心１７の延びる方向に沿って等間隔で複数形成されている。この第１骨組み部２１は、軸直角断面形状が円板形状になるように、心材部１８に形成されている。また、この軸本体２において、第１接続部１５、この第１接続部１５と隣り合う第１骨組み部２１、及び心材部１８によって仕切られた部分には、第２骨組み部２２が配置されている。この第２骨組み部２２は、第１接続部１５と第１骨組み部２１及び心材部１８に筋交い状に張り渡されており、Ｘ字状に交差する一対の筋交い部材２２ａ，２２ｂで構成されている。また、この軸本体２において、隣り合う一対の第１骨組み部２１，２１と心材部１８によって仕切られた部分には、第３骨組み部２３が配置されている。この第３骨組み部２３は、一対の第１骨組み部２１，２１と心材部１８に筋交い状に張り渡されており、第２骨組み部２２と同様にＸ字状に交差する一対の筋交い部材２３ａ，２３ｂで構成されている。また、この軸本体２において、第２接続部１６、この第２接続部１６と隣り合う第１骨組み部２１、及び心材部１８によって仕切られた部分には、第４骨組み部２４が配置されている。この第４骨組み部２４は、第２接続部１６と第１骨組み部２１及び心材部１８に筋交い状に張り渡されており、第２乃至第３骨組み部２２，２３と同様にＸ字状に交差する一対の筋交い部材２４ａ，２４ｂで構成されている。
　図２（ｄ）～（ｅ）、図３（ｂ）～（ｃ）、及び図４に示すように、射出成形軸１の軸本体２は、心材部１８のＹ軸に沿って延びる板状の第１心材部分１８ａの肉厚寸法がＷであり、心材部１８のＸ軸に沿って延びる第２心材部分１８ｂの肉厚寸法が第１心材部分１８ａの肉厚寸法Ｗと同一になっている。ここで、第２心材部分１８ｂの肉厚寸法は、第１心材部分１８ａとの接続部分における寸法とする。そして、図２乃至図４において、Ｘ軸が軸本体２を成形する第１可動型３３の分離方向に合致しており（図５（ｂ）参照）、第２心材部分１８ｂには第１可動型３３との分離を容易にするための抜け勾配が設けられている。その結果、第２心材部分１８ｂは、肉厚寸法が第１心材部分１８ａからＸ軸方向に沿って離れるにしたがって薄くなっている。また、第１乃至第４骨組み部２１～２４は、第１心材部分１８ａとの接続部分における肉厚寸法がＷであり、第１心材部分１８ａの肉厚寸法Ｗと同一になっている。そして、これら第１乃至第４骨組み部２１～２４は、第２心材部分１８ｂと同様に抜け勾配が設けられており、肉厚寸法が第１心材部分１８ａからＸ軸方向に沿って離れるにしたがって薄くなっている。また、射出成形軸１の軸本体２は、軸方向の一端側から軸方向の他端側まで同一の外形寸法（Ｄ）となるように形成されている。このような射出成形軸１の軸本体２は、従来例のような円筒軸と比較し（図９参照）、柔軟に捩れ変形できるように、心材部１８と第１乃至第４骨組み部２１～２４の肉厚寸法Ｗが決定される。
　図２（ａ）及び図３（ａ）に示すように、射出成形軸１の軸本体２は、Ｚ軸方向に沿った軸心１７に対して線対称の形状になっており、また、第１乃至第４骨組み部２１～２４等で形作られる一定の形状が軸心１７に沿って等間隔で複数形成されるようになっている。しかも、図２（ｄ）～（ｆ）及び図３（ｂ）～（ｄ）に示すように、射出成形軸１の軸本体２は、軸直角断面がＸ軸に沿った中心線ＣＬ１及びＹ軸に沿った中心線ＣＬ２に対して線対称の形状に形成されている。したがって、本実施形態に係る射出成形軸１は、軸本体２の心材部１８と第１乃至第４骨組み部２１～２４が同一の肉厚寸法Ｗで形成されている効果との相乗効果によって、高精度に射出成形される。
　図４に示すように、射出成形軸１の軸本体２において、第２乃至第４骨組み部２２～２４を構成する一対の筋交い部材２２ａ～２４ａ，２２ｂ～２４ｂは、射出成形軸１の軸心１７と角度θで交差するようになっている。なお、角度θは、第１接続部１５とこれと隣り合う第１骨組み部２１との間隔、隣り合う一対の第１骨組み部２１，２１の間隔、第２接続部１６とこれと隣り合う第１骨組み部２１との間隔、軸本体２の外形寸法Ｄ等に応じて最適な数値が設定される。
　　（射出成形金型）
　図５は、本実施形態に係る射出成形軸１の射出成形金型７を模式的に示す図である。なお、図５（ａ）が射出成形金型７を直交座標系のＹ－Ｚ座標面に沿って切断して示す断面図であり、図５（ｂ）が射出成形金型７を直交座標系のＸ－Ｚ座標面に沿って切断して示す断面図である。
　図５に示すように、射出成形金型７は、固定型２５と可動型２６とを有している。固定型２５は、射出成形軸１の軸方向一端側の第１ボス５を形作る第１キャビティ２７が形成された第１固定型２８と、射出成形軸１のはすば歯車３を形作る第２キャビティ３０が形成された第２固定型３１とを有している。可動型２６は、射出成形軸１の軸本体２を形作る第３キャビティ３２が形成された第１可動型（射出成形金型７の軸本体形成部分）３３と、射出成形軸１のウォーム４を形作る第４キャビティ３４が形成された第２可動型３５と、射出成形軸１の軸方向他端側の第２ボス６を形作る第５キャビティ３６が形成された第３可動型３７とを有している。また、第１可動型３３は、第３キャビティ３２の軸心１７の位置からＸ軸方向に沿って型開きできるように２分割されている（図５（ｂ）参照）。また、射出成形金型７の第１固定型２８には、ゲート３８が第１キャビティ２７内に開口するように設けられている。そして、第１乃至第５キャビティ２７，３０，３２，３４，３６が射出成形軸１を形作るキャビティ８を構成する。
　図５に示すように、固定型２５と可動型２６が型締めされた状態において、ゲート２８から溶融状態の合成樹脂が第１キャビティ２７内に射出され、第１キャビティ２７内に射出された溶融状態の合成樹脂が第２乃至第５キャビティ３０，３２，３４，３６に充填される。なお、ゲート２８は、図５に記載した固定型２５を可動型とし、図５に記載した可動型２６を固定型として射出成形金型７を構成する場合、固定型側に位置することになる第５キャビティ３６に開口するように設ける。
　図５に示す状態において、射出成形金型７のキャビティ８内に射出された合成樹脂が冷却されて固まった後（射出成形軸１が形作られた後）、可動型２６が回転させられながら固定型２５から分離される（Ｚ軸方向に移動させられる）。これにより、射出成形軸１は、可動型２６に保持された状態で固定型２５から分離される。次に、第１可動型３３がＸ軸方向に沿って型開き（２分割）され、第１ボス５、はすば歯車３及び軸本体２が第２可動型３５から露出した状態になり、ウォーム４が第２可動型３５内に収容され、第２ボス６が第３可動型３７に収容された状態になる。次に、第３可動型３７にスライド移動可能な状態で収容された突きだしピン４０が射出成形軸１の第２ボス６を押し続けることにより、ウォーム４が第２可動型３５内を回転させられながら移動させられ、ウォーム４が第２可動型３５内から押し出されることにより、射出成形軸１が射出成形金型７から取り出される。なお、射出成形金型７の第１可動型３３は、図２（ｄ）及び図３（ｂ）で示す軸直角断面が反時計回り方向（左回り方向）に９０°回転させた座標軸（図２（ｄ）の上下方向がＸ軸方向とし、図３（ｂ）の左右方向がＸ軸方向とされた場合）において、Ｙ軸方向に沿って型開き（２分割）される。
　　（本実施形態の効果）
　以上のような本実施形態に係る射出成形軸１は、急激なトルク変動が作用したとしても、急激なトルク変動に伴うエネルギーを軸本体２の柔軟な捩れ変形によって吸収することができ、急激なトルク変動に伴う衝撃を軸本体２の捩れ変形によって緩和することができる。その結果、本実施形態に係る射出成形軸１によれば、軸方向一端側に形成されたはすば歯車３及び軸方向他端側に形成されたウォーム４に過度な負荷が作用するのを抑えることができ、軸方向一端側に形成されたはすば歯車３の歯及びこれと噛み合う他の第１はすば歯車１０の歯が破損するのを防止できると共に、軸方向他端側に形成されたウォーム４の歯及びこれと噛み合う他の第２はすば歯車１２の歯が破損するのを防止できる。
　また、本実施形態に係る射出成形軸１は、軸本体２の心材部１８と第１乃至第４骨組み部２１～２４が同一の肉厚寸法（Ｗ）で形成されているため、軸本体２が収縮率のばらつきに起因する成形不良を生じることがなく、高精度に射出成形される。
　また、本実施形態に係る射出成形軸１は、第１接続部１５、第２骨組み部２２、第１骨組み部２１及び心材部１８との間に多くの肉抜き凹部４１～４３が形成されている。また、射出成形軸１は、隣り合う第１骨組み部２１，２１、第３骨組み部２３及び心材部１８との間に多くの肉抜き凹部４１～４３が形成されている。さらに、射出成形軸１は、第２接続部１６、第４骨組み部２４及び心材部１８との間に多くの肉抜き凹部４１～４３が形成されている。したがって、本実施形態に係る射出成形軸１は、丸棒状に形成する場合と比較し、合成樹脂材料を少なくすることができ、射出成形金型７のキャビティ８内への射出後における冷却時間を短くすることができるため、射出成形サイクルを短縮することができ、生産効率を向上させることができると共に、全体重量の軽量化を図ることができる。
　また、本実施形態に係る射出成形軸１は、軸本体２が柔軟に捩れ変形することによって急激なトルク変動に伴う衝撃を緩和できるため、急激なトルク変動に起因する振動を低減でき、急激なトルク変動に起因する騒音の発生を抑えることができる。したがって、本実施形態に係る射出成形軸１は、動力伝達時における作動音が静かになる。
　また、本実施形態に係る射出成形軸１は、軸本体２の心材部１８（第１心材部分１８ａ及び第２心材部分１８ｂ）の先端側に、軸方向に沿って等間隔で複数の肉抜き凹部４３が形成されているため、ボイド（気泡）の発生が生じにくく、ボイドに起因する成形不良を効果的に防止できる。
　　（第１実施形態の第１の変形例及び第２の変形例）
　図６（ａ）は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１の第１の変形例を示す図であり、軸本体２の一部を拡大して示す図（図４に対応する図）である。また、図６（ｂ）は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１の第２の変形例を示す図であり、軸本体２の一部を拡大して示す図（図４に対応する図）である。
　本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１は、第２乃至第４骨組み部２２～２４がＸ字状に交差する一対の筋交い部材２２ａ～２４ａ，２２ｂ～２４ｂで構成されている。しかし、本発明は、第１実施形態に係る射出成形軸１に限られず、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように、第２乃至第４骨組み部２２～２４を一つの筋交い部材２２ａ～２４ａ（又は２２ｂ～２４ｂ）で構成し、射出成形軸１の捩れ剛性を使用条件等に応じて小さくしてもよい。なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す射出成形軸１において、図４に示す射出成形軸１と同様の構成部分には同一符号を付し、第１実施形態に係る射出成形軸１の説明と重複する説明を省略する。
　　（第１実施形態の第３の変形例）
　図７は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１の第３の変形例を示す図であり、射出成形軸１の軸方向一端部を示す図である。
　図７に示すように、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１は、はすば歯車３側の第１ボス５の外形寸法が大きい場合、肉抜き穴４４を第１ボス５の端面５ａから軸本体２の第１接続部１５まで中心軸１７に沿って形成することが好ましい。このような肉抜き穴４４を形成した射出成形軸１は、ヒケやボイドの発生等に起因する成形不良が生じるのを防止でき、冷却時間の短縮化及び射出成形サイクルの短縮化を図ることができる。なお、図示しないが、第１実施形態に係る射出成形軸１は、ウォーム４側の第２ボス６の外形寸法が大きい場合、第１ボス５側に肉抜き穴４４を設けることによって得られる効果と同様の効果を得るため、肉抜き穴を第２ボスの端面から軸本体２の第２接続部１６まで中心軸１７に沿って形成することが好ましい（図２参照）。
　　（第１実施形態の第４の変形例）
　図８は、本発明の第１実施形態に係る射出成形軸１の第４の変形例を示す図であり、図２に対応する図である。なお、図８に示す射出成形軸１において、図２に示す射出成形軸１と同様の構成部分には同一符号を付し、第１実施形態に係る射出成形軸１の説明と重複する説明を省略する。
　図８に示すように、本変形例に係る射出成形軸１は、軸本体２の軸方向一端側に位置する第２骨組み部２２（筋交い部材２２ｂ）と心材部１８との交差部分（第１の交差部分）４５に半円柱状の肉抜き凹部４６が形成されている。そして、この半円柱状の肉抜き凹部４６は、Ｘ軸に沿った方向から見た場合、弦の部分が第１接続部１５と交差部分４５との境界の外周に沿って位置している。また、射出成形軸１は、第１骨組み部２１、第２骨組み部２２（筋交い部材２２ａ）、第３骨組み部２３（筋交い部材２３ｂ）、及び心材部１８の交差部分（第２の交差部分）４７に円柱状の肉抜き凹部４８が形成されている。また、射出成形軸１は、第１骨組み部２１、第３骨組み部２３（筋交い部材２３ａ，２３ｂ）、及び心材部１８の交差部分（第３の交差部分）５０に円柱状の肉抜き凹部５１が形成されている。また、射出成形軸１は、第１骨組み部２１、第３骨組み部２３（筋交い部材２３ａ）、第４骨組み部２４（筋交い部材２４ｂ）、及び心材部１８の交差部分（第４の交差部分）５２に円柱状の肉抜き凹部５３が形成されている。また、射出成形軸１は、第４骨組み部２４（筋交い部材２４ａ）と心材部１８との交差部分（第５の交差部分）５４に半円柱状の肉抜き凹部５５が形成されている。そして、この半円柱状の肉抜き凹部５５は、Ｘ軸に沿った方向から見た場合、弦の部分が第２接続部１６と交差部分５４との境界の外周に沿って位置している。
　上記各肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５は、Ｙ軸に沿った中心線ＣＬ２を対称の軸とした線対称の形状になっている（図８（ａ），（ｆ）参照）。また、肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５は、射出成形金型７からの離型を容易にするための抜き勾配が設けられており、隣り合う他の肉抜き凹部４１，４２との間の肉厚寸法が第１乃至第４骨組み部２１～２４と第１心材部分１８ａとの接続部分における肉厚寸法Ｗとほぼ同様になっている。また、肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５は、第１心材部分１８ａに到達する穴深さになっている（図８（ａ），（ｆ）参照）。なお、肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５と隣り合う他の肉抜き凹部４１，４２との間の肉厚寸法は、第１乃至第４骨組み部２１～２４と第１心材部分１８ａとの接続部分における肉厚寸法Ｗとほぼ同様にする場合に限定されず、軸本体２の大きさや伝達トルクの大きさ等に応じて変更してもよい。また、肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５の穴深さは、第１心材部分１８ａに到達する穴深さに限定されず、軸本体２の大きさや伝達トルクの大きさ等に応じて変更してもよい。
　また、肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５は、Ｙ－Ｚ座標面に直交するように形成され、射出成形金型７の型開き方向に沿って開口するようになっている（図５参照）。
　以上のような本変形例に係る射出成形軸１は、肉抜き凹部４６，４８，５１，５３，５５が形成されることにより、ほぼ同一の肉厚寸法で形作られる部分が第１実施形態に係る射出成形軸１よりも多くなるため、射出成形後の形状精度が第１実施形態に係る射出成形軸１よりも向上する。
　　（第１実施形態の第５の変形例）
　図９は、本変形例に係る射出成形軸１の正面図であり、図２（ａ）に対応する図である。この図９に示すように、本変形例に係る射出成形軸１は、軸本体２が第１実施形態に係る射出成形軸１の軸本体２よりも短く形成されている。すなわち、本変形例において、射出成形軸１の軸本体２は、第１のトルク作用部３と一体に形成された円板形状の第１接続部１５と、第２のトルク作用部４に一体に形成された円板形状の第２接続部１６と、第１接続部１５から第２接続部１６まで軸心１７に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部１８と、第１接続部１５と第２接続部１６及び心材部１８とで仕切られた部分に配置され、第１接続部１５と第２接続部１６及び心材部１８に筋交い状に張り渡された筋交い状骨組み部６０と、を有している。ここで、筋交い状骨組み部６０は、第１実施形態において詳述したＸ字状に交差する一対の筋交い部材２２ａ，２２ｂ又はＸ字状に交差する一対の筋交い部材２４ａ，２４ｂで構成されている。なお、図９に示す射出成形軸１は、図２（ａ）に示した射出成形軸１の構成部分と同様の構成部分に、図２（ａ）に示した射出成形軸１の構成部分と同一の符号を付し、第１実施形態の説明と重複する説明を省略する。
　このような射出成形軸１の軸本体２は、一つの骨組みユニット６１で構成されていると見ることができる。すなわち、骨組みユニット６１は、軸心１７に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部１８と、心材部１８の軸心１７に沿った一端側と他端側に対向するようにそれぞれ配置され、軸直角断面形状が円板形状の一対の円板状骨組み部６２，６２（第１接続部１５、第２接続部１６）と、一対の円板状骨組み部６２，６２と心材部１８とで仕切られた部分に配置され、一対の円板状骨組み部６２，６２と心材部１８に筋交い状に張り渡された筋交い状骨組み部６０，６０と、を有している。
　以上のような本変形例に係る射出成形軸１は、急激なトルク変動が作用したとしても、急激なトルク変動に伴うエネルギーを軸本体２の柔軟な捩れ変形によって吸収することができ、急激なトルク変動に伴う衝撃を軸本体２の捩れ変形によって緩和することができる。
　なお、本変形例に係る射出成形軸１のように、軸本体２が骨組みユニット６１で構成されているとの視点から第１実施形態に係る射出成形軸１を見直すと、第１実施形態に係る射出成形軸１の軸本体２が複数（６組）の骨組みユニット６１で構成されていると見ることができる。ここで、第１実施形態に係る射出成形軸１の軸本体２において、第１接続部１５、第２接続部１６、及び第１骨組み部２１は、円板状骨組み部６２に相当する。また、第１実施形態に係る射出成形軸１の軸本体２において、Ｘ字状に交差する一対の筋交い部材２２ａ，２２ｂ、Ｘ字状に交差する一対の筋交い部材２３ａ，２３ｂ、一対の筋交い部材２４ａ，２４ｂは、筋交い状骨組み部６０に相当する。また、射出成形軸１は、軸本体２を２組以上の複数の骨組みユニット６１で構成してもよい。
　また、本変形例に係る射出成形軸１は、筋交い状骨組み部６０をＸ字状に交差する一対の筋交い部材２２ａ，２２ｂ又はＸ字状に交差する一対の筋交い部材２４ａ，２４ｂで構成するようになっているが、これに限られず、筋交い状骨組み部６０を一つの筋交い部材２２ａ（２４ａ）、又は一つの筋交い部材２２ｂ（２４ｂ）で構成してもよい。
　　（その他の変形例）
　本発明の射出成形軸１は、上記第１実施形態に限定されるものではなく、第１のトルク作用部が平歯車、傘歯車等のはすば歯車以外の歯車でもよく、また、第２のトルク作用部が平歯車、傘歯車等のウォーム以外の歯車でもよい。また、本発明の射出成形軸１において、第１のトルク作用部及び第２のトルク作用部は、回転トルクが作用する部分であればよく、例えば、はすば歯車等を固定するためのスプライン形成部やキー溝形成部等であってもよい。
　１……射出成形軸、２……軸本体、３……はすば歯車（第１のトルク作用部）、４……ウォーム（第２のトルク作用部）、１５……第１接続部、１６……第２接続部、１７……軸心、１８……心材部、２１……第１骨組み部、２２……第２骨組み部、２３……第３骨組み部、２４……第４骨組み部、３３……第１可動型（軸本体形成部分）、６０……筋交い状骨組み部、６１……骨組みユニット、６２……円板状骨組み部

Claims (9)

  1. 　軸方向一端側に第１のトルク作用部が形成され、軸方向他端側に第２のトルク作用部が形成され、これら第１のトルク作用部と第２のトルク作用部とが軸本体によって軸心方向に沿って接続された射出成形軸であって、
    　前記軸本体は、
    　前記第１のトルク作用部と一体に形成される第１接続部と、
    　前記第２のトルク作用部と一体に形成される第２接続部と、
    　前記第１接続部から前記第２接続部まで前記軸心に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部と、
    　前記第１接続部と前記第２接続部及び前記心材部とで仕切られた部分に配置され、前記第１接続部と前記第２接続部及び前記心材部に筋交い状に張り渡された筋交い状骨組み部と、
    　を有することを特徴とする射出成形軸。
  2. 　軸方向一端側に第１のトルク作用部が形成され、軸方向他端側に第２のトルク作用部が形成され、これら第１のトルク作用部と第２のトルク作用部とが軸本体によって軸心方向に沿って接続された射出成形軸であって、
    　前記軸本体は、少なくとも一つの骨組みユニットで構成され、
    　前記骨組みユニットは、
    　前記軸心に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部と、
    　前記心材部の前記軸心に沿った一端側と他端側に対向するようにそれぞれ配置され、軸直角断面形状が円板形状の一対の円板状骨組み部と、
    　前記一対の円板状骨組み部と前記心材部とで仕切られた部分に配置され、前記一対の円板状骨組み部と前記心材部に筋交い状に張り渡された筋交い状骨組み部と、を有する、
    　ことを特徴とする射出成形軸。
  3. 　軸方向一端側に第１のトルク作用部が形成され、軸方向他端側に第２のトルク作用部が形成され、これら第１のトルク作用部と第２のトルク作用部とが軸本体によって軸心方向に沿って接続された射出成形軸であって、
    　前記軸本体は、
    　前記第１のトルク作用部と一体に形成される第１接続部と、
    　前記第２のトルク作用部と一体に形成される第２接続部と、
    　前記第１接続部から前記第２接続部まで軸心に沿って延びる軸直角断面形状が十字形状の心材部と、
    　前記第１接続部と前記第２接続部との間の前記心材部に軸心方向に沿って等間隔で複数形成され且つ軸直角断面形状が円板形状となるように前記心材部に形成された第１骨組み部と、
    　前記第１接続部と、前記第１接続部に隣合う前記第１骨組み部と、前記心材部とで仕切られた部分に配置され、前記第１接続部と前記第１骨組み部及び前記心材部に筋交い状に張り渡された第２骨組み部と、
    　隣合う一対の前記第１骨組み部と前記心材部とで仕切られた部分に配置され、隣り合う一対の前記第１骨組み部と前記心材部に筋交い状に張り渡された第３骨組み部と、
    　前記第２接続部と、前記第２接続部に隣合う前記第１骨組み部と、前記心材部とで仕切られた部分に配置され、前記第２接続部と前記第１骨組み部及び前記心材部に筋交い状に張り渡された第４骨組み部と、を有する、
    　ことを特徴とする射出成形軸。
  4. 　前記軸本体は、前記心材部の軸直角断面を直交座標系のＸ－Ｙ座標面と仮定し、且つ、前記心材部の軸直角断面形状における十字形状がＸ軸とＹ軸に合致すると仮定した場合、射出成形金型の軸本体形成部分をＸ軸方向又はＹ軸方向に２分割することができるように形成された、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の射出成形軸。
  5. 　前記第２骨組み部、前記第３骨組み部、及び前記第４骨組み部は、Ｘ字状に交差する一対の筋交い部材で構成された、
    　ことを特徴とする請求項３又は４に記載の射出成形軸。
  6. 　前記第２骨組み部、前記第３骨組み部、及び前記第４骨組み部は、一つの筋交い部材で構成された、
    　ことを特徴とする請求項３又は４に記載の射出成形軸。
  7. 　前記心材部と前記第１乃至第４骨組み部は、肉厚が同一寸法になるように形成された、　ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれかに記載の射出成形軸。
  8. 　前記第１のトルク作用部と前記第２のトルク作用部のいずれか一方がはすば歯車であり、前記第１のトルク作用部と前記第２のトルク作用部のいずれか他方がウォームである、
    　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の射出成形軸。
  9. 　・前記軸本体は、
    　前記第２骨組み部と前記心材部との第１の交差部分と、
    　前記第１骨組み部、前記第２骨組み部、前記第３骨組み部、及び前記心材部の第２の交差部分と、
    　前記第１骨組み部、前記第３骨組み部、及び前記心材部の第３の交差部分と、
    　前記第１骨組み部、前記第３骨組み部、前記第４骨組み部、及び前記心材部の第４の交差部分と、
    　前記第４骨組み部と前記心材部との第５の交差部分と、が形作られ、
    　・前記第１～５の交差部分には、前記射出成形金型の型開き方向へ向かって開口する肉抜き凹部が形成された、
    　ことを特徴とする請求項４に記載の射出成形軸。
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