WO2017082119A1 - 合成樹脂製ギヤ - Google Patents

Abstract

合成樹脂製ギヤ（１１）は、支軸（１４）と、支軸（１４）の中間域から径方向に広がる円板状のウェブ（２３）と、ウェブ（２３）の外周から連続し、外周にギヤ歯（１２）を有するリム（２４）と、ウェブ（２３）の両面から突出し、支軸（１４）から間隔をおいて支軸（１４）を同軸に囲む円筒形のボス（２１）とを合成樹脂で一体に成形してなる。これにより、形状歪みを抑制することができる高品質の合成樹脂製ギヤを提供する。

Description

合成樹脂製ギヤ

　本発明は、支軸、ウェブ、リムおよびボスが合成樹脂で一体に成形されている合成樹脂製ギヤに関する。

　特許文献１および特許文献２に開示されるように、合成樹脂製ギヤはボスから径方向に広がるウェブと、ウェブの外周から連続し、外周にギヤ歯を有するリムとを有する。ボスの中心穴を挿通する支軸が構造体に支持される際に、ボスは、構造体に突き当てられて、軸方向に構造体とウェブとの間隔を確保する役割を果たす。

日本特開２００３－２８２７７号公報 日本特許第４４７３６０５号公報

　コスト低減および軽量化のために、単純に支軸とボスとを合成樹脂により一体化すると、小径の支軸と大径のボスとが同軸に連なることから、特に大径のボスのボリュームは、支軸の一部を取り込むことで大となり、このため成形後の冷却時、ボスには大きな引けが生じ、これが支軸のみならず、ウェブにも影響し、ギヤの各部に歪みを来す虞がある。

　本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、形状歪みを抑制することができる高品質の合成樹脂製ギヤを提供することを目的とする。

　本発明の第１側面に係る合成樹脂製ギヤは、構造体に両端部を支持される支軸と、前記支軸の中間部から径方向に広がる円板状のウェブと、前記ウェブの外周に連接され、外周にギヤ歯を有するリムと、前記ウェブの両面から突出し、前記支軸から間隔をおいて前記支軸を同軸に囲む円筒形のボスとが合成樹脂で一体に成形されている。

　第２側面によれば、第１側面の構成に加えて、前記ウェブの少なくとも一面には、前記リムから離れた位置で前記支軸に同軸に延びる環状の第１リブと、前記第１リブおよび前記ボスの間を湾曲しながら延びて、前記第１リブおよび前記ボスを相互に接続する複数筋の第２リブとが一体に突設される。

　第３側面によれば、第１または第２側面の構成に加えて、前記支軸に中空部を設けて、該支軸の肉厚を前記ウェブの肉厚と等しく、もしくは略等しく設定した。

　第４側面によれば、前記中空部を支軸の一端部側で閉塞し、この支軸の一端部をジョイント部とした。

　第１側面によれば、利用にあたって合成樹脂製ギヤは支軸で構造体に両持ち支持される。このとき、合成樹脂製ギヤはボスで構造体に突き当てられ、構造体に対して軸方向に位置決めされる。ここで、支軸と、前記支軸の中間部から径方向に広がる円板状のウェブと、前記ウェブの外周に連接され、外周にギヤ歯を有するリムと、前記ウェブの両面から突出し、前記支軸から間隔をおいて前記支軸を同軸に囲む円筒形のボスとが合成樹脂で一体に成形されるので、支軸付き合成樹脂製ギヤの各部の肉厚や軸径を極力均等にすることができる。即ち、ボスを円筒状にして支軸から離して配置したことで、大径のボスといえども、各部の肉厚を均等に薄く設定して、そのボリュームを減少させることができるので、成形後の引けによる歪みを抑えることができる。一方、支軸は、ボスから離れたことで、その各部を同径にすることができ、これも成形後の引けによる歪みを抑えることができる。かくして高品質で軽量な支軸付きの合成樹脂製ギヤを得ることができる。

　第２側面によれば、第１リブおよび第２リブは効果的にウェブの剛性を補強する。しかも、環境の温度変化でウェブが膨張収縮しても、湾曲した第２リブが適度に撓み、リムの形状歪みを防ぎ、ギヤ歯の形状精度を維持することができる。したがって、この支軸付き合成樹脂製ギヤは、環境温度が変化しても、相手ギヤとの良好な噛合状態を維持することができる。また、環状の第１リブは、成形時の引けによる外周のギヤ歯の歪みを抑制する。

　第３側面によれば、支軸に中空部を設けたので、支軸付きの合成樹脂製ギヤの更なる軽量化を図ることができる。その上、この支軸の肉厚をウェブの肉厚と等しく設定したことで、成形後、支軸およびウェブの冷却速度が等しくなり、互いの引けが影響し合うことを防ぎ、支軸付きの合成樹脂製ギヤの一層の品質向上に寄与し得る。

　第４側面によれば、支軸の中空部が支軸の一端側で閉塞されることで、その一端部の剛性が強化される。この強化された支軸の一端部をジョイント部としたので、このジョイント部に駆動機器または従動機器などを強固に連結することができる。

図１は本発明の一実施形態に係る合成樹脂製ギヤの全体構成を概略的に示す概念図である。（第１の実施の形態） 図２は合成樹脂製ギヤの垂直断面図である。（第１の実施の形態） 図３は合成樹脂製ギヤの斜視図である。（第１の実施の形態）

１１…合成樹脂製ギヤ
１２…ギヤ歯
１４…支軸
２１…ボス
２３…ウェブ
２４…リム
２６…ジョイント部
２７…第１リブ
２８…第２リブ

　以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

第１の実施の形態

　図１は一実施形態に係る合成樹脂製ギヤ１１を概略的に示す。合成樹脂製ギヤ１１は、外周にギヤ歯１２を有するギヤ本体１３を備える。ギヤ本体１３は回転軸Ｘｓ回りで回転する。ギヤ歯１２は回転軸Ｘｓに同軸の環状に配列される。ここでは、合成樹脂製ギヤ１１は平歯車やはずば歯車に形成される。したがって、ギヤ歯１２は相手方のギヤに噛み合って回転を伝達する。ただし、合成樹脂製ギヤ１１はその他の種類の歯車に形成されてもよい。

　ギヤ本体１３には支軸１４が一体に結合される。支軸１４はギヤ本体１３の両面から回転軸Ｘｓに沿ってそれぞれ延びる第１支軸部１５ａおよび第２支軸部１５ｂを含む。第１支軸部１５ａおよび第２支軸部１５ｂは回転軸Ｘｓに重なる軸心を備える。第１支軸部１５ａおよび第２支軸部１５ｂは個別に構造体１６ａ、１６ｂに回転自在に支持される。支持にあたって、第１支軸部１５ａは構造体１６ａに固定される第１滑り軸受け１７ａに受け入れられ、第２支軸部１５ｂは構造体１６ｂに固定される第２滑り軸受け１７ｂに受け入れられる。こうして合成樹脂製ギヤ１１は回転軸Ｘｓ回りで回転自在に両持ち支持される。

　ギヤ本体１３にはボス２１が一体に結合される。ボス２１はギヤ本体１３の両面から回転軸Ｘｓに沿ってそれぞれ延びる第１ボス部２２ａおよび第２ボス部２２ｂを含む。第１ボス部２２ａの一端は第１滑り軸受け１７ａ周りで構造体１６ａに突き当てられる。こうして第１滑り軸受け１７ａ側では構造体１６ａとギヤ本体１３との間に軸方向に間隔が確保される。第２ボス部２２ｂの一端は第２滑り軸受け１７ｂ周りで構造体１６ｂに突き当てられる。こうして第２滑り軸受け１７ｂ側では構造体１６ｂとギヤ本体１３との間に軸方向に間隔が確保される。

　図２に示されるように、ギヤ本体１３は、支軸１４から径方向に広がる円板状のウェブ２３を備える。ウェブ２３の両面から第１支軸部１５ａおよび第２支軸部１５ｂはそれぞれ反対向きに突出する。こうしてウェブ２３は支軸１４の中間部に配置される。ウェブ２３の外周には、外向きにギヤ歯１２を有するリム２４が連続する。

　第１ボス部２２ａおよび第２ボス部２２ｂはウェブ２３の両面から個別に突出する。第１ボス部２２ａは、第１支軸部１５ａから間隔をおいて第１支軸部１５ａを同軸に囲む円筒形に形成される。第２ボス部２２ｂは、第２支軸部１５ｂから間隔をおいて第２支軸部１５ｂを同軸に囲む円筒形に形成される。その結果、第１ボス部２２ａおよび第２ボス部２２ｂの内側では、ウェブ２３は均一な板厚を有し、第１支軸部１５ａおよび第２支軸部１５ｂは均一な径を有することができる。第１ボス部２２ａおよび第２ボス部２２ｂは均一な壁厚を有する。支軸１４、ウェブ２３、リム２４およびボス２１は合成樹脂で一体に成形されてなる。合成樹脂には例えばポリアセタール、ナイロン、その他が用いられればよい。

　支軸１４は中空部２５を有する。支軸１４の肉厚はボス２１およびウェブ２３の肉厚に等しい。もしくは、支軸１４の肉厚はボス２１およびウェブ２３の肉厚に略等しく設定されればよい。中空部２５は支軸１４の一端で閉塞する。中空部２５の他端は開放されてもよい。閉塞された一端部にはジョイント部２６が設けられる。ジョイント部２６は支軸１４の軸心に平行な平面で支軸１４の円筒面を切り欠く。

　図３に示されるように、ウェブ２３の少なくとも一面には環状の第１リブ２７と複数筋の第２リブ２８とが一体に連続する。第１リブ２７は、リム２４から離れた位置で支軸１４に同軸に延びて円形を描く。個々の第２リブ２８は第１リブ２７およびボス２１を相互に接続する。第２リブ２８は、第１リブ２７およびボス２１の間を湾曲しながら延びる。第１リブ２７および第２リブ２８はウェブ２３の表面に連続しウェブ２３の表面から盛り上がる。図３では、ウェブ２３の片面に第１リブ２７および第２リブ２８は形成されるものの、これら第１リブ２７および第２リブ２８に重なるようにウェブ２３の反対面にもリブが形成されてもよい。

　合成樹脂製ギヤ１１は支軸１４で構造体１６ａ、１６ｂに両持ち支持される。このとき、合成樹脂製ギヤ１１はボス２１で構造体１６ａ、１６ｂに突き当てられ、構造体１６ａ、１６ｂに対して軸方向に位置決めされる。ここで、支軸１４と、支軸１４の中間部から径方向に広がる円板状のウェブ２３と、ウェブ２３の外周に連接され、外周にギヤ歯１２を有するリム２４と、ウェブ２３の両面から突出し、支軸１４から間隔をおいて支軸１４を同軸に囲む円筒形のボス２１とが合成樹脂で一体に成形されるので、支軸付き合成樹脂製ギヤ１１の各部の肉厚や軸径を極力均等にすることができる。即ち、ボス２１を円筒状にして支軸１４から離して配置したことで、大径のボス２１といえども、各部の肉厚を均等に薄く設定して、そのボリュームを減少させることができるので、成形後の引けによる歪みを抑えることができる。一方、支軸１４は、ボス２１から離れたことで、その各部を同径にすることができ、これも成形後の引けによる歪みを抑えることができる。かくして高品質で軽量な支軸付きの合成樹脂製ギヤ１１を得ることができる。

　合成樹脂製ギヤ１１では第１リブ２７および第２リブ２８は効果的にウェブ２３の剛性を補強する。しかも、環境の温度変化でウェブ２３が膨張収縮しても、湾曲した第２リブ２８が適度に撓み、リム２４の形状歪みを防ぎ、ギヤ歯１２の形状精度を維持することができる。したがって、この支軸付き合成樹脂製ギヤ１１は、環境温度が変化しても、相手ギヤとの良好な噛合状態を維持することができる。また、環状の第１リブ２７は、成形時の引けによる外周のギヤ歯の歪みを抑制する。

　また、支軸１４に中空部２５を設けたので、支軸付きの合成樹脂製ギヤ１１の更なる軽量化を図ることができる。その上、この支軸１４の肉厚をウェブ２３の肉厚と等しく設定したことで、成形後、支軸１４およびウェブ２３の冷却速度が等しくなり、互いに引けが影響し合うことを防ぎ、支軸付きの合成樹脂製ギヤ１１の一層の品質向上に寄与し得る。

　また、支軸１４の中空部２５が支軸１４の一端側で閉塞されることで、その一端部の剛性が強化される。この強化された支軸１４の一端部をジョイント部２６としたので、このジョイント部２６に駆動機器または従動機器などを強固に連結することができる。

Claims (4)

1. 　構造体に両端部を支持される支軸（１４）と、
   　前記支軸（１４）の中間部から径方向に広がる円板状のウェブ（２３）と、
   　前記ウェブ（２３）の外周に連接され、外周にギヤ歯（１２）を有するリム（２４）と、
   　前記ウェブ（２３）の両面から突出し、前記支軸（１４）から間隔をおいて前記支軸（１４）を同軸に囲む円筒形のボス（２１）と
   が合成樹脂で一体に成形されていることを特徴とする合成樹脂製ギヤ。
2. 　請求項１に記載の合成樹脂製ギヤにおいて、前記ウェブ（２３）の少なくとも一面には、前記リム（２４）から離れた位置で前記支軸（１４）に同軸に延びる環状の第１リブ（２７）と、前記第１リブ（２７）および前記ボス（２１）の間を湾曲しながら延びて、前記第１リブ（２７）および前記ボス（２１）を相互に接続する複数筋の第２リブ（２８）とが一体に突設されることを特徴とする合成樹脂製ギヤ。
3. 　請求項１または２に記載の合成樹脂製ギヤにおいて、前記支軸（１４）に中空部を設けて、該支軸（１４）の肉厚を前記ウェブ（２３）の肉厚と等しく、もしくは略等しく設定したことを特徴とする合成樹脂製ギヤ。
4. 　請求項３記載の合成樹脂製ギヤにおいて、前記中空部を支軸（１４）の一端部側で閉塞し、この支軸（１４）の一端部をジョイント部（２６）としたことを特徴とする合成樹脂製ギヤ。
    

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