WO2017203895A1 - 歯車、歯車伝達機構および歯車の製造方法 - Google Patents

歯車、歯車伝達機構および歯車の製造方法 Download PDF

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WO2017203895A1
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teeth
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猪俣 誠
佐々木 達也
小川 吉典
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株式会社デンソー
日本電産サンキョー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a resin gear, a gear transmission mechanism, and a resin gear manufacturing method.
  • JP 2013-44351 A Japanese Utility Model Publication No. 63-83676
  • the bending elastic modulus is higher in the orientation direction of the filler than in the direction orthogonal to the orientation direction of the filler.
  • FIG. 2 of Patent Document 2 when the gate is arranged at the end of the rotation center shaft when the gear is formed, in the disk portion where the teeth are formed, Since the orientation direction cannot be controlled, there is a problem that the strength in the direction intersecting the central axis of the disk portion cannot be increased.
  • an object of the present invention is to provide a gear, a gear transmission mechanism, and a gear manufacturing method capable of increasing the strength in a direction orthogonal to the central axis in a portion where teeth are formed. It is in.
  • a gear according to the present invention is made of a resin material including a fibrous filler, and includes a plurality of first teeth formed at equiangular intervals on the first outer peripheral portion, with respect to the central axis.
  • the first tooth is not formed in a portion overlapping the first outer peripheral portion, and a gate mark is present in a specific portion facing in a direction orthogonal to the central axis. .
  • the gear according to another aspect of the present invention is made of a resin material including a fibrous filler, and includes a plurality of first teeth formed at equiangular intervals on the first outer peripheral portion, When viewed from a direction orthogonal to the axis, the first tooth is not formed in a portion overlapping with the first outer peripheral portion, and the center axis is between the specific portion facing the direction orthogonal to the central axis. The degree of orientation in the direction intersecting the central axis is higher than the degree of orientation in the direction along the central axis.
  • the first tooth is not formed in the portion overlapping the first outer peripheral portion when viewed from the direction orthogonal to the central axis, and the specification is directed in the direction orthogonal to the central axis.
  • a gate is disposed in the portion, and a resin material including a fibrous filler is filled into the cavity in the mold from the gate.
  • the filling material is oriented in the direction along the central axis between the specific part where the gate is disposed and the central axis in the direction intersecting the central axis from the side where the specific part is located. It will be higher than the degree you are doing.
  • the portion where the first teeth are formed has a higher bending elastic modulus in the direction perpendicular to the central axis than when the gate is disposed at a location facing the axial direction. Therefore, when a bending stress in a direction orthogonal to the central axis is applied to the portion where the first tooth is formed, the bending strain is small, for example, the direction applied to the portion where the tooth is formed during rotation transmission. The strength in the direction perpendicular to the central axis can be increased.
  • the gear which concerns on this invention WHEREIN The said 1st outer peripheral part is equipped with the 1st missing tooth part in which the said 1st tooth
  • the second outer peripheral portion includes a plurality of second teeth formed at equiangular intervals on the second outer peripheral portion adjacent to the first outer peripheral portion in the central axis direction.
  • the radius of curvature is larger than that of one outer peripheral portion, and the second outer peripheral portion is provided with a notch as a second missing tooth portion in which the second teeth are not formed in the same angular direction as the first missing tooth portion.
  • the gate marks may be continuous from the first missing tooth portion to the second missing tooth portion.
  • the second outer periphery includes a plurality of second teeth formed at equiangular intervals on the second outer periphery adjacent to the first outer periphery in the central axis direction.
  • the portion has a radius of curvature larger than that of the first outer peripheral portion, and the second outer peripheral portion has the same notch as the second missing tooth portion where the second teeth are not formed as the first missing tooth portion.
  • the specific portion may be continuous from the first missing tooth portion to the second missing tooth portion. Since the second peripheral portion is formed as a notch in the second outer peripheral portion, even if the radius of curvature of the second outer peripheral portion is larger than that of the first outer peripheral portion, the gate is connected to the first peripheral portion.
  • the portion where the second teeth are formed has a higher bending elastic modulus in the direction perpendicular to the central axis than when the gate is disposed at a position facing the axial direction. Therefore, when a bending stress in a direction perpendicular to the central axis is applied to the portion where the second tooth is formed, the bending strain is small, for example, it is applied to the portion where the tooth is formed during rotation transmission. The strength of the direction (direction perpendicular to the central axis) can be increased.
  • a hole concentric with the first outer peripheral portion is provided on the inner side in the radial direction of the first outer peripheral portion, and the gate trace is present on the inner peripheral surface of the hole. Also good. That is, in the gear according to another aspect of the present invention, a hole concentric with the first outer peripheral portion is provided on the radially inner side of the first outer peripheral portion, and the specific portion is located on the inner peripheral surface of the hole. Aspects may be adopted. According to such a configuration, even in a gear having teeth formed on the entire circumference, the degree of orientation of the filler in the direction intersecting the central axis can be increased.
  • the present invention is a gear transmission mechanism including a plurality of gears, wherein at least one of the plurality of gears is made of a resin material including a fibrous filler and a plurality of second gears formed at equal angular intervals.
  • One tooth is provided on the first outer peripheral portion, and the first tooth is not formed in a portion overlapping the first outer peripheral portion when viewed from the direction orthogonal to the central axis, and the direction is perpendicular to the central axis. It is characterized in that there is a gate mark in the specific part.
  • another aspect of the present invention is a gear transmission mechanism including a plurality of gears, wherein at least one of the plurality of gears is made of a resin material containing a fibrous filler and is formed at equiangular intervals.
  • the first outer periphery includes a plurality of first teeth that are formed, and the filler does not form the first teeth in a portion that overlaps the first outer periphery when viewed from a direction orthogonal to the central axis.
  • the degree of orientation in the direction intersecting the central axis is between the specific part oriented in the direction orthogonal to the central axis and the central axis than the degree in which the degree is oriented in the direction along the central axis. It is characterized by being expensive.
  • a gear manufacturing method includes a first outer peripheral portion including a plurality of first teeth formed at equal angular intervals by filling a cavity in a mold with a resin material including a fibrous filler.
  • the first tooth is not formed in the portion of the inner surface of the cavity that overlaps the first outer peripheral portion when viewed from the direction orthogonal to the central axis, and is orthogonal to the central axis.
  • the gate is arranged in a specific portion facing the direction of the movement.
  • the first tooth is not formed in the portion overlapping the first outer peripheral portion when viewed from the direction orthogonal to the central axis, and the specification is directed in the direction orthogonal to the central axis.
  • a gate is disposed in the portion, and a resin material including a fibrous filler is filled into the cavity in the mold from the gate.
  • the filling material is oriented in the direction along the central axis between the specific part where the gate is disposed and the central axis in the direction intersecting the central axis from the side where the specific part is located. It will be higher than the degree you are doing.
  • the portion where the first teeth are formed has a higher bending elastic modulus in the direction perpendicular to the central axis than when the gate is disposed at a location facing the axial direction. Therefore, when a bending stress in a direction orthogonal to the central axis is applied to the portion where the first tooth is formed, the bending strain is small, for example, the direction applied to the portion where the tooth is formed during rotation transmission. The strength in the direction perpendicular to the central axis can be increased.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows the whole structure of the geared motor to which this invention is applied. It is a perspective view which expands and shows the 4th gearwheel shown in FIG. It is a perspective view which expands and shows the 5th gearwheel shown in FIG. It is sectional drawing which shows typically the manufacturing method of the 4th gearwheel shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the orientation state of the filler in the 4th gearwheel shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the orientation state of the filler in the 5th gearwheel shown in FIG. It is a graph which shows the relationship between the flow direction (orientation direction of a filler) of the resin material in each temperature, and the bending elastic modulus in the molded article manufactured with the resin material containing a fibrous filler.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an overall configuration of a geared motor 1 to which the present invention is applied.
  • the cover 3 is indicated by a one-dot chain line so that the gear transmission mechanism 6 can be visually recognized.
  • a geared motor 1 includes a motor 2 having a stepping motor structure, a terminal portion 25 for supplying power to the motor 2 from the outside, and a plurality of gears 61, 62, 63, which transmit the rotation of the motor 2. And a gear transmission mechanism 6 composed of 64 and 65.
  • the geared motor 1 has a plate-like cover 3 that closes the opening of the motor case 21 so as to cover the gear transmission mechanism 6, and a support plate 32 that supports the gear transmission mechanism 6 between the cover 3.
  • the gears 61, 62, 63, 64 and 65 are disposed between the support plate 32 and the cover 3. From the support plate 32, a motor pinion (not shown) of a rotor (not shown) rotatably supported by the support shaft 22 protrudes.
  • the final stage gear 65 is configured as an output member 65 a having an output shaft 657, and the output shaft 657 protrudes from the cover 3.
  • the four gears 61, 62, 63, 64 except the final stage gear 65 can be rotated by support shafts 71, 72, 73, 74 supported at both ends by the support plate 32 and the cover 3. It is supported by.
  • the final stage gear 65 includes an output shaft 657 and a shaft portion 658 (see FIG. 3) formed on itself, and a bearing portion (not shown) on the cover 3 side and a bearing portion (not shown) of the support plate 32. And is supported rotatably.
  • Gears 61, 62, 63 and 64 are compound gears in which a large-diameter gear portion and a small-diameter gear portion are integrally formed.
  • the large-diameter gear portion 611 of the first gear 61 as viewed from the motor pinion 24 meshes with the motor pinion, and the small-diameter gear portion 612 of the gear 61 meshes with the large-diameter gear portion 621 of the second gear 62.
  • the small-diameter gear portion (not shown) of the gear 62 is engaged with the large-diameter gear portion 631 of the third gear 63, and the fourth gear 64 is engaged with the small-diameter gear portion (not shown) of the gear 63.
  • the large-diameter gear portion 641 is engaged.
  • the gear portion 651 of the final stage gear 65 is engaged with the small diameter gear portion 642 of the gear 64.
  • the gear transmission mechanism 6 is configured as a reduction gear train.
  • the gears 61, 62, 63, 64 and 65 are resin gears made of polyphenylene sulfide, polyacetal, polybutylene terephthalate, polyamide, or the like.
  • At least the gears 61, 64, 65 are made of a composite resin material in which a fibrous filler such as carbon fiber or glass fiber is dispersed in the above resin material.
  • the geared motor 1 when the rotor is rotated by supplying power to the motor 2, the rotation is transmitted to the output member 65 a (gear 65) via the motor pinion 24, the gear 61, the gear 62, the gear 63, and the gear 64. . At that time, the motor 2 rotates in both directions, and the output member 65a (gear 65) rotates reciprocally over a predetermined angular range.
  • the small-diameter gear portion 612 has teeth 612a formed all around, whereas the large-diameter gear portion 621 of the gear 62 has a missing tooth portion 623 in which the teeth 621a are not formed.
  • the missing tooth portion 623 is configured as a convex portion protruding in the radial direction, the missing tooth portion 623 functions as a stopper portion that stops the rotation of the gear 61 in the previous stage. Therefore, the rotation range of the gear 62 is less than one rotation, and the rotation ranges of the gear 64 and the gear 65 are also less than one rotation.
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view showing the fourth gear 64 shown in FIG.
  • the gear 64 includes a small-diameter gear portion 642 formed on the outer peripheral portion (first outer peripheral portion 643) of the cylindrical portion 643a and an outer peripheral portion (second outer peripheral portion) of the disk portion 644a connected to the cylindrical portion 643a. Part 644) and a large-diameter gear part 641.
  • a plurality of teeth 642a first teeth
  • a plurality of teeth 641a second teeth
  • the radius of curvature of the second outer peripheral portion 644 (disk portion 646a) is larger than the radius of curvature of the first outer peripheral portion 643 (cylindrical portion 643a).
  • the rotation range of the gear 64 is less than one rotation.
  • the first outer peripheral portion 643 has teeth 642a formed at equal angular intervals only in a part in the circumferential direction, and the first outer peripheral portion 643 has a circumferential surface on which no teeth 642a are formed.
  • One missing tooth portion 646 is formed.
  • the second outer peripheral portion 644 has teeth 641a formed at equal angular intervals only in a part in the circumferential direction, and the second outer peripheral portion 644 has teeth 641a formed therein.
  • a second missing tooth portion 647 is formed. In this embodiment, a portion corresponding to the second missing tooth portion 647 is a notch 648 cut out in a fan shape.
  • first outer peripheral portion 643 and the second outer peripheral portion 644 are adjacent to each other in the direction of the central axis L64 of the gear 64. Further, the first missing tooth portion 646 and the second missing tooth portion 647 are formed in the same angular direction. Further, the radius of curvature of the first missing tooth portion 646 is equal to the radius of curvature of the second missing tooth portion 647 (the radius of curvature of the bottom of the notch 648). For this reason, the first missing tooth portion 646 and the second missing tooth portion 647 constitute a continuous surface.
  • FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the final gear 65 shown in FIG.
  • the gear 65 has a rotation range of less than one rotation. Therefore, as shown in FIG. 3, in the gear 65, the gear portion 651 has teeth 651 a (first teeth) formed at equal angular intervals only in a part in the circumferential direction, and the gear portion 651 is formed.
  • the outer peripheral portion 653 (first outer peripheral portion) includes a missing tooth portion 656 (first missing tooth portion) formed of a circumferential surface on which the teeth 651a are not formed.
  • convex portions 654 projecting in the radial direction are formed at both ends in the circumferential direction.
  • the convex portion 654 functions as a stopper portion that stops the rotation of the preceding gear 64.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a method for manufacturing the fourth gear 64 shown in FIG.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing the orientation of the filler in the fourth gear 64 shown in FIG. 2, and FIG. 5 (a) corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along the central axis L64.
  • 5B corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along a plane orthogonal to the central axis L64 at a position passing through the first outer peripheral portion 643.
  • FIG. 5 corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along a plane orthogonal to the central axis L64 at a position passing through the first outer peripheral portion 643.
  • the gear 64 described with reference to FIG. 2 is a resin molded product manufactured by a method described below with reference to FIG. 4 using a resin material containing a fibrous filler such as carbon fiber or glass fiber.
  • the gear 64 is orthogonal to the central axis L64 without being formed with teeth 642a (first teeth) at a portion overlapping the first outer peripheral portion 643 when viewed from the direction orthogonal to the central axis L64.
  • a gate mark 649 is present in the specific portion 645 facing the direction.
  • the specific portion 645 is the outer peripheral surface of the cylindrical portion 643a located at the first missing tooth portion 646.
  • a cavity M640 in a mold M64 made of a plurality of mold materials is filled with a resin material containing a fibrous filler and formed at equiangular intervals.
  • a gear 64 having a plurality of teeth 641a on the first outer peripheral portion 643 is manufactured.
  • the tooth 642a (first tooth) is not formed at the portion overlapping the first outer peripheral portion 643 when viewed from the direction orthogonal to the central axis L64 on the inner surface of the cavity M640, and the central axis L64 is not formed.
  • the gate M641 is arranged in the specific portion 645 (first missing tooth portion 646) facing in the orthogonal direction.
  • the resin material containing the fibrous filler is filled with the resin material from the direction perpendicular to the central axis L64 from the gate M641 into the cavity M640.
  • the gear 64 is recovered from the cavity M640 of the mold M64 after molding, the gear 64 is not formed with the teeth 642a (first teeth), and the specific portion 645 oriented in the direction orthogonal to the central axis L64.
  • a gate mark 649 remains on the surface.
  • the orientation is from the side where 645 is located (the side where the gate mark 649 is located) in a direction perpendicular to the central axis L64.
  • the degree of orientation of the filler F in the direction intersecting the central axis L64 at least between the specific portion 645 of the first outer peripheral portion 643 (cylindrical portion 643a) and the central axis L64 is the central axis L64. It becomes higher than the degree of orientation in the direction along.
  • the filler F is more central axis than when the resin material is filled from the direction along the central axis L64.
  • the degree of orientation in the direction crossing L64 increases.
  • FIG. 6 is an explanatory view showing the orientation state of the filler in the fifth gear 65 shown in FIG. 3, and corresponds to a cross section when the gear 65 is cut along the central axis L65.
  • a resin containing a fibrous filler in a cavity in a mold made of a plurality of mold materials is manufactured, as in the case of manufacturing the gear 64, a gear 65 having a plurality of teeth 651a formed at equiangular intervals on the outer peripheral portion 653 is manufactured by filling the material.
  • the tooth 651a (first tooth) is not formed in the portion of the inner surface of the cavity that overlaps with the outer peripheral portion 653 when viewed from the direction orthogonal to the central axis L65 of the gear 65, and the central axis L65 is not formed.
  • a gate is arranged in a specific portion 655 (missing tooth portion 656) that faces in a direction perpendicular to the direction. Therefore, the resin material containing the fibrous filler is filled from the direction perpendicular to the central axis L65 from the gate to the cavity.
  • the gear 65 is recovered from the mold cavity after molding, as shown in FIG. 3, the gear 65 overlaps with the outer peripheral portion 653 when viewed from the direction orthogonal to the central axis L65 of the gear 65.
  • the gate mark 659 remains in the specific portion 655 (missing tooth portion 656) oriented in the direction orthogonal to the central axis L65 without forming the tooth 651a.
  • the filler F has a specific portion 655 in the vicinity of the specific portion 655 as shown in FIG. It is oriented in a direction perpendicular to the central axis L65 from the side where it is located (the side where the gate mark 659 is located).
  • the degree of orientation of the filler F in the direction intersecting the central axis L65 is higher than the degree of orientation in the direction along the central axis L65 at least between the specific portion 655 and the central axis L65.
  • the filler F is more orientated in the direction intersecting the central axis L65 than when the resin material is filled from the direction along the central axis L65. Get higher.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the flow direction of the resin material (orientation direction of the filler) and the bending elastic modulus at each temperature in a molded product manufactured from a resin material containing a fibrous filler.
  • the bending elastic modulus in the flow direction of the resin material (the direction in which the filler is oriented) is indicated by a solid line
  • the direction perpendicular to the flow direction of the resin material (in the direction perpendicular to the direction in which the filler is oriented).
  • Direction is indicated by a broken line.
  • the resin material containing the fibrous filler is centered on the central axis L64 from the gate M641 to the cavity M640.
  • the filler F is filled in a direction intersecting the central axis L64 between the side where the specific portion 645 is located (the side where the gate mark 649 is located) and the central axis L64.
  • the degree of orientation is higher than the degree of orientation in the direction along the central axis L64.
  • the degree of orientation of the filler F in the other portion of the gear 64 is higher in the direction intersecting the central axis L64 than when the resin material is filled from the direction along the central axis L64.
  • the bending elastic modulus in the flow direction of the resin material is the direction perpendicular to the flow direction of the resin material (filling
  • the tendency shown in FIG. 7 is shown.
  • the flexural modulus in the direction in which the filler is oriented is the flexural modulus in the direction perpendicular to the direction in which the filler is oriented (see the broken line). Is greater.
  • the orientation degree of the filler in the direction in which the stress is applied when the gear 64 transmits the rotation It can be said that it is expensive. Therefore, in the gear 64, when a bending stress in a direction perpendicular to the central axis L64 is applied to the first outer peripheral portion 643 (cylindrical portion 643a) where the teeth 642a are formed, the bending distortion is small. Therefore, the strength of the gear 64 in the direction (direction orthogonal to the central axis L64) applied to the portion where the teeth 642a are formed during rotation transmission can be increased.
  • the gear 65 also has a high degree of orientation of the filler in the direction in which stress is applied when the gear 65 rotates and transmits, similarly to the gear 64. Therefore, the gear 65 also has the teeth 651a as in the gear 64.
  • a bending stress in a direction perpendicular to the central axis L65 is applied to the portion where is formed, bending strain is small. Therefore, the strength of the gear 65 in the direction (direction orthogonal to the central axis L65) applied to the portion where the teeth 651a are formed during rotation transmission can be increased.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a modification of the fourth gear 64 to which the present invention is applied.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing the orientation of the filler in the fourth gear 64 shown in FIG. 8, and FIG. 8 (a) corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along the central axis L64.
  • 8B corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along a plane orthogonal to the central axis L64 at a position passing through the second outer peripheral portion 644.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing the orientation of the filler in the fourth gear 64 shown in FIG. 8
  • FIG. 8 (a) corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along the central axis L64.
  • 8B corresponds to a cross section when the gear 64 is cut along a plane orthogonal to the central axis L64 at a position passing through the second outer peripheral portion 644.
  • the radius of curvature of the second outer peripheral portion 644 is larger than the radius of curvature of the first outer peripheral portion 643, but the portion corresponding to the second toothless portion 647 is notched in a fan shape.
  • the cutout 478 is made. Therefore, the first missing tooth portion 646 and the second missing tooth portion 647 constitute a continuous surface. Therefore, in this embodiment, a gate is disposed from the first missing tooth portion 646 to the second missing tooth portion 647 during resin molding. Accordingly, the gate mark 649 continuously extends from the first missing tooth portion 646 to the second missing tooth portion 647.
  • the filler F is on the side where the specific portion 645 is located in the vicinity of the specific portion 645 (gate mark 649) in both the first outer peripheral portion 643 and the second outer peripheral portion 644 ( It is oriented in a direction perpendicular to the central axis L64 from the side where the gate mark 649 is located.
  • the degree of orientation of the filler F between the specific portion 645 and the central axis L64 is higher than the degree of orientation in the direction along the central axis L64. Therefore, in the gear 64, the bending distortion is small when a bending stress in a direction orthogonal to the central axis L64 is applied to both the portion where the teeth 641a are formed and the portion where the teeth 642a are formed. Therefore, the strength of the gear 64 in the direction (direction orthogonal to the central axis L64) applied to the portion where the teeth 641a and 642a are formed during rotation transmission can be increased.
  • FIG. 10 is a perspective view when the present invention is applied to the first gear 61 shown in FIG.
  • the gears 64 and 65 are provided with the missing tooth portion when the gate is disposed in a specific portion facing in a direction orthogonal to the central axis without forming teeth.
  • teeth 611a and 612a are formed on the entire circumference, and there is no missing tooth portion.
  • a circular hole 616 concentric with the outer peripheral portion 613 is provided on the radially inner side of the outer peripheral portion 613 where the teeth 611 a are formed.
  • the gear 61 is manufactured by arranging a gate on the inner peripheral surface 617 of the motor. Therefore, in the gear 61, the tooth 611a is not formed in the portion overlapping the outer peripheral portion 613 when viewed from the direction orthogonal to the central axis L61 of the gear 61, and the specific portion 615 facing in the direction orthogonal to the central axis L61.
  • a gate can be disposed on the inner peripheral surface 617 of the hole 616, and a gate mark 619 remains on the specific portion 615.
  • the resin material is filled from the direction orthogonal to the central axis L61 during resin molding.
  • the filler is oriented in the direction perpendicular to the central axis L61 from the side where the specific part 615 is located (the side where the gate mark 619 is located) in the vicinity of the specific part 615 (gate mark 619).
  • the degree of orientation of the filler in the direction intersecting the central axis L61 is high in the direction along the central axis L61.
  • the degree to which the filler is oriented in the direction intersecting the central axis L61 is higher than when the resin material is filled from the direction along the central axis L61. Therefore, in the portion of the gear 61 where the teeth 611a are formed, the bending strain is small when a bending stress in a direction perpendicular to the central axis L61 is applied. Therefore, it is possible to increase the strength in the direction in which stress is applied to the portion where the teeth 611a are formed during rotation transmission (the direction perpendicular to the central axis).
  • the present invention is applied to the gear used for the gear transmission mechanism 6 of the geared motor 1, but the present invention may be applied to a gear of a gear transmission mechanism provided separately from the motor.

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Abstract

歯車(64)は、繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、等角度間隔に形成された複数の歯(641a)を第1外周部(643)に備えている。歯車(64)を製造する際、中心軸線(L64)に対して直交する方向からみたときに第1外周部(643)と重なる部分で歯(641a)が形成されずに中心軸線(L64)に対して直交する方向に向いた特定部分(645)(第1欠歯部(646))から樹脂材料が充填される。このため、特定部分(645)にゲート痕(649)が存在する。また、充填材は、特定部分(645)と中心軸線(L64)との間では、中心軸線(L64)に交差する方向に配向している度合が中心軸線(L64)に沿う方向に配向している度合より高い。

Description

歯車、歯車伝達機構および歯車の製造方法
 本発明は、樹脂製の歯車、歯車伝達機構および樹脂製の歯車の製造方法に関するものである。
 ギヤードモータでは、モータの回転を歯車伝達機構を介して出力する(特許文献1参照)。その際、歯車には、大きな力が加わるため、歯車を樹脂成形する際、カーボンファイバーやガラスファイバー等の繊維状の充填材を含む樹脂材料を用いることが提案されている(特許文献2参照)。
特開2013-44351号公報 実開昭63-83676号公報
 繊維状の充填材を含む樹脂材料を用いた成形品において、充填材の配向方向では、充填材の配向方向に対して直交する方向より曲げ弾性率が高い。しかしながら、特許文献2の第2図に記載されているように、歯車を成形する際に回転中心軸の端部にゲートを配置した場合、歯が形成されている円盤部においては、充填材の配向方向を制御できないため、円盤部の中心軸線に交差する方向の強度を高めることができないという問題点がある。
 以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、歯が形成されている部分における中心軸線に直交する方向の強度を高めることができる歯車、歯車伝達機構、および歯車の製造方法を提供することにある。
 上記課題を解決するため、本発明に係る歯車は、繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする。
 すなわち、本発明の別態様に係る歯車は、繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、前記充填材は、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分と前記中心軸線との間では、前記中心軸線に交差する方向に配向している度合が前記中心軸線に沿う方向に配向している度合より高いことを特徴とする。
 本発明に係る歯車を製造する際、中心軸線に対して直交する方向からみたときに第1外周部と重なる部分において第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲートを配置し、ゲートから金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填する。その結果、充填材は、ゲートが配置されていた特定部分と中心軸線との間では、特定部分が位置する側から中心軸線に交差する方向に配向している度合が中心軸線に沿う方向に配向している度合より高くなる。このため、第1歯が形成されている部分は、軸線方向に向いた個所にゲートを配置した場合に比して、中心軸線に直交する方向の曲げ弾性率が大きくなる。従って、第1歯が形成されている部分に対して、中心軸線に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい等、回転伝達の際に歯が形成されている部分に加わる方向(中心軸線に直交する方向)の強度を高めることができる。
 本発明に係る歯車において、前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、前記第1欠歯部に前記ゲート痕が存在する態様を採用することができる。すなわち、本発明の別態様に係る歯車において、前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、前記第1欠歯部に前記特定部分が位置する態様を採用することができる。かかる構成によれば、回転範囲が1回転未満の歯車に対して本発明を容易に適用することができる。
 本発明に係る歯車において、前記第1外周部に前記中心軸線方向で隣り合う第2外周部に、等角度間隔に形成された複数の第2歯を備え、前記第2外周部は、前記第1外周部より曲率半径が大であり、前記第2外周部は、前記第2歯が形成されていない第2欠歯部としての切欠きを前記第1欠歯部と同一の角度方向に備え、前記ゲート痕は、前記第1欠歯部から前記第2欠歯部まで連続している態様を採用してもよい。すなわち、本発明の別態様に係る歯車において、前記第1外周部に前記中心軸線方向で隣り合う第2外周部に、等角度間隔に形成された複数の第2歯を備え、前記第2外周部は、前記第1外周部より曲率半径が大であり、前記第2外周部は、前記第2歯が形成されていない第2欠歯部としての切欠きを前記第1欠歯部と同一の角度方向に備え、前記特定部分は、前記第1欠歯部から前記第2欠歯部まで連続している態様を採用してもよい。第2外周部には、第2欠歯部が切欠きとして形成されているため、第2外周部が第1外周部より曲率半径が大である場合でも、ゲートを第1欠歯部から第2欠歯部まで連続して配置することができる。従って、中心軸線に対して直交する方向からみたときに第2外周部と重なる部分において第2歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲートを配置したことになる。このため、第2外周部においても、充填材は、ゲートが配置されていた特定部分と中心軸線との間では、特定部分が位置する側から中心軸線に交差する方向に配向している度合が中心軸線に沿う方向に配向している度合より高くなる。従って、第2歯が形成されている部分は、軸線方向に向いた個所にゲートを配置した場合に比して、中心軸線に直交する方向の曲げ弾性率が大きくなる。それ故、第2歯が形成されている部分に対して、中心軸線に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい等、回転伝達の際に歯が形成されている部分に加わる方向(中心軸線に直交する方向)の強度を高めることができる。
 本発明に係る歯車において、前記第1外周部の径方向の内側に、前記第1外周部と同心状の穴を備え、前記穴の内周面に前記ゲート痕が存在する態様を採用してもよい。すなわち、本発明の別態様に係る歯車において、前記第1外周部の径方向の内側に、前記第1外周部と同心状の穴を備え、前記穴の内周面に前記特定部分が位置する態様を採用してもよい。かかる構成によれば、全周に歯が形成されている歯車においても、充填材が中心軸線に交差する方向に配向する度合を高めることができる。
 本発明は、複数の歯車を備えた歯車伝達機構であって、前記複数の歯車の少なくとも1つは、繊維状の充填材を含む樹脂材料からなるとともに、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする。すなわち、本本発明の別態様は、複数の歯車を備えた歯車伝達機構であって、前記複数の歯車の少なくとも1つは、繊維状の充填材を含む樹脂材料からなるとともに、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、前記充填材は、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに前記中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分と前記中心軸線との間では、前記中心軸線に交差する方向に配向している度合が前記中心軸線に沿う方向に配向している度合より高いことを特徴とする。
 本発明に係る歯車の製造方法は、金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填して、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備えた歯車を製造するにあたって、前記キャビティの内面のうち、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに前記中心軸線に対して直交する方向に向く特定部分にゲートを配置することを特徴とする。
 本発明に係る歯車を製造する際、中心軸線に対して直交する方向からみたときに第1外周部と重なる部分において第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲートを配置し、ゲートから金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填する。その結果、充填材は、ゲートが配置されていた特定部分と中心軸線との間では、特定部分が位置する側から中心軸線に交差する方向に配向している度合が中心軸線に沿う方向に配向している度合より高くなる。このため、第1歯が形成されている部分は、軸線方向に向いた個所にゲートを配置した場合に比して、中心軸線に直交する方向の曲げ弾性率が大きくなる。従って、第1歯が形成されている部分に対して、中心軸線に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい等、回転伝達の際に歯が形成されている部分に加わる方向(中心軸線に直交する方向)の強度を高めることができる。
本発明を適用したギヤードモータの全体構成を示す斜視図である。 図1に示す第4番目の歯車を拡大して示す斜視図である。 図1に示す第5番目の歯車を拡大して示す斜視図である。 図2に示す第4番目の歯車の製造方法を模式的に示す断面図である。 図2に示す第4番目の歯車における充填材の配向状態を示す説明図である。 図3に示す第5番目の歯車における充填材の配向状態を示す説明図である。 繊維状の充填材を含む樹脂材料により製造した成型品において、各温度における樹脂材料の流れ方向(充填材の配向方向)と、曲げ弾性率との関係を示すグラフである。 本発明を適用した第4番目の歯車の変形例を示す斜視図である。 図8に示す第4番目の歯車における充填材の配向状態を示す説明図である。 図1に示す第1番目の歯車に本発明を適用した場合の斜視図である。
 図面を参照して、本発明を適用した歯車、歯車伝達機構、および歯車の製造方法の一例を説明するにあたって、ギヤードモータに設けた歯車および歯車伝達機構を説明する。
(ギヤードモータの全体構成)
 図1は、本発明を適用したギヤードモータ1の全体構成を示す斜視図である。なお、図1では、歯車伝達機構6を視認できるように、カバー3を一点鎖線で示してある。
 図1において、ギヤードモータ1は、ステッピングモータ構造を備えたモータ2と、外部からモータ2に給電を行うための端子部25と、モータ2の回転を伝達する複数の歯車61、62、63、64、65からなる歯車伝達機構6とを有している。ギヤードモータ1は、歯車伝達機構6を覆うようにモータケース21の開口を塞ぐ板状のカバー3と、カバー3との間で歯車伝達機構6を支持する支持板32とを有しており、歯車61、62、63、64、65のうち、歯車61、62、63、64は、支持板32とカバー3との間に配置されている。支持板32からは、支軸22に回転可能に支持されたロータ(図示せず)のモータピニオン(図示せず)が突出している。
(歯車伝達機構6の概略構成)
 歯車伝達機構6において、最終段の歯車65は、出力軸657を備えた出力部材65aとして構成されており、出力軸657は、カバー3から突出している。歯車伝達機構6において、最終段の歯車65を除く4つの歯車61、62、63、64は各々、支持板32とカバー3によって両端が支持された支軸71、72、73、74によって回転可能に支持されている。最終段の歯車65は、それ自身に形成された出力軸657、および軸部658(図3参照)が各々、カバー3側の軸受部(図示せず)と支持板32の軸受部(図示せず)とに回転可能に支持されている。
 歯車61、62、63、64は、大径歯車部と小径歯車部とが一体的に形成された複合歯車である。モータピニオン24からみて第1番目の歯車61の大径歯車部611は、モータピニオンと噛み合っており、歯車61の小径歯車部612には、第2番目の歯車62の大径歯車部621が噛み合っている。歯車62の小径歯車部(図示せず)には、第3番目の歯車63の大径歯車部631が噛み合っており、歯車63の小径歯車部(図示せず)には第4番目の歯車64の大径歯車部641が噛み合っている。歯車64の小径歯車部642には、最終段の歯車65の歯車部651が噛み合っている。このようにして歯車伝達機構6は減速歯車列として構成されている。歯車61、62、63、64、65は、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド等からなる樹脂製の歯車である。また、少なくとも、歯車61、64、65は、上記の樹脂材料に、カーボン繊維やガラス繊維等の繊維状の充填材を分散させた複合樹脂材料からなる。
 ギヤードモータ1において、モータ2に給電されてロータが回転すると、その回転は、モータピニオン24、歯車61、歯車62、歯車63、および歯車64を介して出力部材65a(歯車65)に伝達される。その際、モータ2は双方向に回転し、それに伴い、出力部材65a(歯車65)は、所定の角度範囲にわたって往復回転する。
 歯車61において、小径歯車部612は、全周にわたって歯612aが形成されているのに対して、歯車62の大径歯車部621には、歯621aが形成されていない欠歯部623が形成されている。ここで、欠歯部623は、径方向に突出した凸部として構成されているため、欠歯部623は、前段の歯車61の回転を停止させるストッパー部として機能する。従って、歯車62の回転範囲は1回転未満であり、歯車64および歯車65の回転範囲も1回転未満である。
(歯車64の構成)
 図2は、図1に示す第4番目の歯車64を拡大して示す斜視図である。図2に示すように、歯車64は、円筒部643aの外周部(第1外周部643)に形成された小径歯車部642と、円筒部643aに連接する円盤部644aの外周部(第2外周部644)に形成された大径歯車部641とを備えている。小径歯車部642では複数の歯642a(第1歯)が等角度間隔に形成され、大径歯車部641では複数の歯641a(第2歯)が等角度間隔に形成されている。第2外周部644(円盤部646a)の曲率半径は、第1外周部643(円筒部643a)の曲率半径より大である。
 本形態において、歯車64は回転範囲が1回転未満である。このため、第1外周部643は、周方向の一部のみに歯642aが等角度間隔に形成されており、第1外周部643には、歯642aが形成されていない円周面からなる第1欠歯部646が形成されている。また、第2外周部644も、第1外周部643と同様、周方向の一部のみに歯641aが等角度間隔に形成されており、第2外周部644には、歯641aが形成されていない第2欠歯部647が形成されている。本形態において、第2欠歯部647に相当する部分は、扇状に切り欠かれた切欠き648になっている。
 ここで、第1外周部643と第2外周部644とは、歯車64の中心軸線L64方向で隣り合っている。また、第1欠歯部646と第2欠歯部647とは、同一の角度方向に形成されている。さらに、第1欠歯部646の曲率半径と第2欠歯部647の曲率半径(切欠き648の底部の曲率半径)とが等しい。このため、第1欠歯部646と第2欠歯部647とは連続した面を構成している。
(歯車65の構成)
 図3は、図1に示す最終の歯車65を拡大して示す斜視図である。本形態において、歯車65は回転範囲が1回転未満である。このため、図3に示すように、歯車65において、歯車部651は、周方向の一部のみに歯651a(第1歯)が等角度間隔に形成されており、歯車部651が形成された外周部653(第1外周部)には、歯651aが形成されていない円周面からなる欠歯部656(第1欠歯部)が構成されている。欠歯部656において、周方向の両端部には径方向に突出した凸部654が形成されている。かかる凸部654は、前段の歯車64の回転を停止させるストッパー部として機能する。
(歯車64の製造方法および詳細構成)
 図4は、図2に示す第4番目の歯車64の製造方法を模式的に示す断面図である。図5は、図2に示す第4番目の歯車64における充填材の配向状態を示す説明図であり、図5(a)は、歯車64を中心軸線L64に沿って切断したときの断面に相当し、図5(b)は、第1外周部643を通る位置で歯車64を中心軸線L64に直交する面で切断したときの断面に相当する。
 図2を参照して説明した歯車64は、カーボン繊維やガラス繊維等の繊維状の充填材を含有する樹脂材料を用いて、図4を参照して以下に説明する方法で製造した樹脂成型品であり、歯車64には、中心軸線L64に対して直交する方向からみたときに第1外周部643と重なる部分で歯642a(第1歯)が形成されずに中心軸線L64に対して直交する方向に向いた特定部分645にゲート痕649が存在している。本形態において、特定部分645は第1欠歯部646に位置する円筒部643aの外周面である。
 本形態の歯車64の製造工程では、図4に示すように、複数の型材からなる金型M64内のキャビティM640に繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填して、等角度間隔に形成された複数の歯641aを第1外周部643に備えた歯車64を製造する。その際、キャビティM640の内面のうち、中心軸線L64に対して直交する方向からみたときに第1外周部643と重なる部分で歯642a(第1歯)が形成されずに中心軸線L64に対して直交する方向に向いた特定部分645(第1欠歯部646)にゲートM641を配置する。
 従って、繊維状の充填材を含有する樹脂材料は、図4に矢印Rで示すように、ゲートM641からキャビティM640内に対して中心軸線L64に対して直交する方向から樹脂材料が充填される。また、成形後、金型M64のキャビティM640から歯車64を回収すると、歯車64には、歯642a(第1歯)が形成されずに中心軸線L64に対して直交する方向に向いた特定部分645にゲート痕649が残る。
 また、ゲートM641からキャビティM640内に対して中心軸線L64に対して直交する方向から樹脂材料が充填される結果、図5に示すように、充填材Fは、特定部分645の近傍では、特定部分645が位置する側(ゲート痕649が位置する側)から中心軸線L64に直交する方向に配向する。その結果、充填材Fは、少なくとも第1外周部643(円筒部643a)の特定部分645と中心軸線L64との間では、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が中心軸線L64に沿う方向に配向している度合より高くなる。また、歯車64の第2外周部644(円盤部644a)等、特定部分645から離間した他の部分でも、充填材Fは、中心軸線L64に沿う方向から樹脂材料を充填した場合より、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が高くなる。
(歯車65の製造方法および詳細構成)
 図6は、図3に示す第5番目の歯車65における充填材の配向状態を示す説明図であり、歯車65を中心軸線L65に沿って切断したときの断面に相当する。図示を省略するが、図3を参照して説明した歯車65を製造する際も、歯車64を製造する場合と同様、複数の型材からなる金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填して、等角度間隔に形成された複数の歯651aを外周部653に備えた歯車65を製造する。その際、キャビティの内面のうち、歯車65の中心軸線L65に対して直交する方向からみたときに外周部653と重なる部分で歯651a(第1歯)が形成されずに中心軸線L65に対して直交する方向に向いた特定部分655(欠歯部656)にゲートを配置する。従って、繊維状の充填材を含有する樹脂材料は、ゲートからキャビティに対して中心軸線L65に対して直交する方向から充填される。また、成形後、金型のキャビティから歯車65を回収すると、図3に示すように、歯車65には、歯車65の中心軸線L65に対して直交する方向からみたときに外周部653と重なる部分で歯651aが形成されずに中心軸線L65に対して直交する方向に向いた特定部分655(欠歯部656)にゲート痕659が残る。
 また、ゲートからキャビティ内に対して中心軸線L65に対して直交する方向から樹脂材料が充填される結果、図6に示すように、充填材Fは、特定部分655の近傍では、特定部分655が位置する側(ゲート痕659が位置する側)から中心軸線L65に直交する方向に配向する。その結果、充填材Fは、少なくとも特定部分655と中心軸線L65との間では、中心軸線L65に交差する方向に配向している度合が中心軸線L65に沿う方向に配向している度合より高くなる。また、歯車65の特定部分655から離間した他の部分でも、充填材Fは、中心軸線L65に沿う方向から樹脂材料を充填した場合より、中心軸線L65に交差する方向に配向している度合が高くなる。
(本形態の主な効果)
 図7は、繊維状の充填材を含む樹脂材料により製造した成型品において、各温度における樹脂材料の流れ方向(充填材の配向方向)と、曲げ弾性率との関係を示すグラフである。なお、図7では、樹脂材料の流れ方向(充填材が配向している方向)における曲げ弾性率を実線で示し、樹脂材料の流れ方向に対する直角方向(充填材が配向している方向に直交する方向)における曲げ弾性率を破線で示してある。
 以上説明したように、本形態の歯車64では、図4および図5を参照して説明したように、繊維状の充填材を含有する樹脂材料がゲートM641からキャビティM640内に対して中心軸線L64に対して直交する方向から充填される結果、充填材Fは、特定部分645が位置する側(ゲート痕649が位置する側)と中心軸線L64との間では、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が中心軸線L64に沿う方向に配向している度合より高くなる。また、充填材Fは、歯車64の他の部分でも、中心軸線L64に沿う方向から樹脂材料を充填した場合より、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が高くなる。
 ここで、繊維状の充填材を含む樹脂材料により製造した成型品において、樹脂材料の流れ方向(充填材が配向している方向)における曲げ弾性率を、樹脂材料の流れ方向に対する直角方向(充填材が配向している方向に直交する方向)における曲げ弾性率と温度毎に比較すると、図7に示す傾向を示す。図7に示すように、いずれの温度でも、充填材が配向している方向における曲げ弾性率(実線参照)は、充填材が配向している方向に直交する方向における曲げ弾性率(破線参照)より大である。また、歯車64が回転伝達する際の応力は、中心軸線L64に直交する方向に加わることになるため、本形態では、歯車64が回転伝達する際に応力が加わる方向における充填材の配向度が高いといえる。従って、歯車64では、歯642aが形成されている第1外周部643(円筒部643a)に対して、中心軸線L64に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい。それ故、歯車64において、回転伝達の際に歯642aが形成されている部分に加わる方向(中心軸線L64に直交する方向)の強度を高めることができる。
 また、本形態では、歯車65においても、歯車64と同様、歯車65が回転伝達する際に応力が加わる方向における充填材の配向度が高い、従って、歯車65でも、歯車64と同様、歯651aが形成されている部分に対して、中心軸線L65に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい。従って、歯車65において、回転伝達の際に歯651aが形成されている部分に加わる方向(中心軸線L65に直交する方向)の強度を高めることができる。
[歯車64の変形例]
 図8は、本発明を適用した第4番目の歯車64の変形例を示す斜視図である。図9は、図8に示す第4番目の歯車64における充填材の配向状態を示す説明図であり、図8(a)は、歯車64を中心軸線L64に沿って切断したときの断面に相当し、図8(b)は、第2外周部644を通る位置で歯車64を中心軸線L64に直交する面で切断したときの断面に相当する。
 図8に示すように、歯車64では、第2外周部644の曲率半径が第1外周部643の曲率半径より大であるが、第2欠歯部647に相当する部分は、扇状に切り欠かれた切欠き478になっている。このため、第1欠歯部646と第2欠歯部647とが連続した面を構成している。そこで、本形態では、樹脂成形の際、第1欠歯部646から第2欠歯部647までゲートを配置する。従って、ゲート痕649は、第1欠歯部646から第2欠歯部647まで連続して延在している。
 かかる構成によれば、樹脂成形の際、中心軸線L64方向からみたとき、第1外周部643および第2外周部644の双方において、中心軸線L64に対して直交する方向から樹脂材料が充填される。このため、図9に示すように、充填材Fは、第1外周部643および第2外周部644の双方において、特定部分645(ゲート痕649)の近傍では、特定部分645が位置する側(ゲート痕649が位置する側)から中心軸線L64に直交する方向に配向する。従って、充填材Fは、特定部分645と中心軸線L64との間では、中心軸線L64に交差する方向に配向している度合が中心軸線L64に沿う方向に配向している度合より高くなる。それ故、歯車64では、歯641aが形成されている部分、および歯642aが形成されている部分のいずれにおいても、中心軸線L64に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい。よって、歯車64において、回転伝達の際に歯641a、642aが形成されている部分に加わる方向(中心軸線L64に直交する方向)の強度を高めることができる。
[歯車61の製造方法および詳細構成)
 図10は、図1に示す第1番目の歯車61に本発明を適用した場合の斜視図である。上記実施の形態では、歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲートを配置するにあたって、歯車64、65に欠歯部を設けた。これに対して、歯車61では、全周に歯611a、612aが形成されており、欠歯部が存在しない。
 そこで、本形態では、図10に示すように、歯車61において、歯611aが形成されている外周部613の径方向の内側に、外周部613と同心状の円形の穴616を設け、穴616の内周面617にゲートを配置して歯車61を製造する。このため、歯車61では、歯車61の中心軸線L61に直交する方向からみたときに外周部613と重なる部分において歯611aが形成されずに中心軸線L61に対して直交する方向に向いた特定部分615(穴616の内周面617)にゲートを配置することができ、かかる特定部分615にゲート痕619が残る。
 このように構成した場合も、樹脂成形の際、中心軸線L61に対して直交する方向から樹脂材料が充填される。このため、充填材は、特定部分615(ゲート痕619)の近傍では、特定部分615が位置する側(ゲート痕619が位置する側)から中心軸線L61に直交する方向に配向する。その結果、充填材は、特定部分615と中心軸線L61との間では、中心軸線L61に交差する方向に配向している度合が中心軸線L61に沿う方向に配向している度合が高い。また、歯車61の他の部分でも、中心軸線L61に沿う方向から樹脂材料を充填した場合より、充填材は、中心軸線L61に交差する方向に配向している度合が高くなる。それ故、歯車61において、歯611aが形成されている部分では、中心軸線L61に直交する方向の曲げ応力が加わった際、曲げ歪みが小さい。それ故、回転伝達の際に歯611aが形成されている部分に応力が加わる方向(中心軸線に直交する方向)の強度を高めることができる。
[他の実施の形態]
 上記実施の形態では、ギヤードモータ1の歯車伝達機構6に用いた歯車に本発明を適用したが、モータとは別に設けた歯車伝達機構の歯車に本発明を適用してもよい。

Claims (12)

  1.  繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、
     等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
     中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする歯車。
  2.  前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、
     前記第1欠歯部に前記ゲート痕が存在することを特徴とする請求項1に記載の歯車。
  3.  前記第1外周部に前記中心軸線方向で隣り合う第2外周部に、等角度間隔に形成された複数の第2歯を備え、
     前記第2外周部は、前記第1外周部より曲率半径が大であり、
     前記第2外周部は、前記第2歯が形成されていない第2欠歯部としての切欠きを前記第1欠歯部と同一の角度方向に備え、
     前記ゲート痕は、前記第1欠歯部から前記第2欠歯部まで連続していることを特徴とする請求項2に記載の歯車。
  4.  前記第1外周部の径方向の内側に、前記第1外周部と同心状の穴を備え、
     前記穴の内周面に前記ゲート痕が存在することを特徴とする請求項1に記載の歯車。
  5.  繊維状の充填材を含む樹脂材料からなり、
     等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
     前記充填材は、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分と前記中心軸線との間では、前記中心軸線に交差する方向に配向している度合が前記中心軸線に沿う方向に配向している度合より高いことを特徴とする歯車。
  6.  前記第1外周部は、前記第1歯が形成されていない第1欠歯部を備え、
     前記第1欠歯部に前記特定部分が位置することを特徴とする請求項5に記載の歯車。
  7.  前記第1外周部に前記中心軸線方向で隣り合う第2外周部に、等角度間隔に形成された複数の第2歯を備え、
     前記第2外周部は、前記第1外周部より曲率半径が大であり、
     前記第2外周部は、前記第2歯が形成されていない第2欠歯部としての切欠きを前記第1欠歯部と同一の角度方向に備え、
     前記特定部分は、前記第1欠歯部から前記第2欠歯部まで連続していることを特徴とする請求項6に記載の歯車。
  8.  前記第1外周部の径方向の内側に、前記第1外周部と同心状の穴を備え、
     前記穴の内周面に前記特定部分が位置することを特徴とする請求項5に記載の歯車。
  9.  前記特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする請求項5乃至8の何れか一項に記載の歯車。
  10.  複数の歯車を備えた歯車伝達機構であって、
     前記複数の歯車の少なくとも1つは、
     繊維状の充填材を含む樹脂材料からなるとともに、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
     中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分にゲート痕が存在することを特徴とする歯車伝達機構。
  11.  複数の歯車を備えた歯車伝達機構であって、
     前記複数の歯車の少なくとも1つは、
     繊維状の充填材を含む樹脂材料からなるとともに、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備え、
     前記充填材は、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに前記中心軸線に対して直交する方向に向いた特定部分と前記中心軸線との間では、前記中心軸線に交差する方向に配向している度合が前記中心軸線に沿う方向に配向している度合より高いことを特徴とする歯車伝達機構。
  12.  金型内のキャビティに繊維状の充填材を含む樹脂材料を充填して、等角度間隔に形成された複数の第1歯を第1外周部に備えた歯車を製造するにあたって、
     前記キャビティの内面のうち、中心軸線に対して直交する方向からみたときに前記第1外周部と重なる部分において前記第1歯が形成されずに前記中心軸線に対して直交する方向に向く特定部分にゲートを配置することを特徴とする歯車の製造方法。
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