WO2024084733A1 - ギヤ、ギヤボックス、移動体、及びロボット用アーム機構 - Google Patents

ギヤ、ギヤボックス、移動体、及びロボット用アーム機構 Download PDF

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WO2024084733A1
WO2024084733A1 PCT/JP2023/021419 JP2023021419W WO2024084733A1 WO 2024084733 A1 WO2024084733 A1 WO 2024084733A1 JP 2023021419 W JP2023021419 W JP 2023021419W WO 2024084733 A1 WO2024084733 A1 WO 2024084733A1
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gear
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mass
gearbox
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耕太郎 森
隆平 黒川
地人 倉田
良尚 高橋
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Dic株式会社
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    • C08L81/04—Polysulfides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/06—Use of materials; Use of treatments of toothed members or worms to affect their intrinsic material properties
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H57/00—General details of gearing
    • F16H57/02—Gearboxes; Mounting gearing therein

Definitions

  • This disclosure relates to a gear, a gear box, a moving body, and a robot arm mechanism.
  • This application claims priority to Japanese Patent Application No. 2022-167865, filed on October 19, 2022, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference.
  • high-frequency wireless communication technologies such as 5G (5th Generation) are being adopted for moving objects such as automobiles in order to realize autonomous driving in these objects.
  • This type of high-frequency wireless communication technology is not limited to moving objects, but is also sometimes adopted for robots.
  • Patent Document 1 discloses a reduction gear for an electric power steering device that is quiet, wear-resistant, dimensionally stable, heat-resistant, and moldable.
  • the present disclosure aims to provide a gear, a gear box, a moving body, and a robot arm mechanism that can improve the permeability of electromagnetic waves.
  • a gear having electromagnetic wave transparency comprising at least one first resin selected from the group consisting of engineering plastics and super engineering plastics, the gear comprising 0 to 120 parts by mass of a conductive material per 100 parts by mass of the first resin, When sliding against metal, the specific wear rate of the metal side is 1.0-2 mm3 /(N ⁇ km) or less. gear, It is.
  • the electromagnetic wave shielding factor for electromagnetic waves having a frequency range of 1 GHz to 6 GHz may be within a range of 20 dB or less.
  • the first resin may be at least one resin selected from the group consisting of polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polyacetal resin, polyarylene sulfide resin, and polyether ether ketone resin.
  • the present disclosure relates to (4) A plurality of gears according to any one of (1) to (3) above; a shaft attached to each of the plurality of gears; a housing that supports the shaft rotatably about a central axis of the shaft; Equipped with The plurality of gears are geared together within the housing.
  • Gearbox It is.
  • At least one of the shaft and the housing may contain at least one second resin selected from the group consisting of engineering plastics and super engineering plastics, and may have electromagnetic wave transparency.
  • At least one of the shaft and the housing may contain 0 to 120 parts by mass of a conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the second resin may be at least one resin selected from the group consisting of polyamide resin, polybutylene terephthalate resin, polyacetal resin, polyarylene sulfide resin, and polyether ether ketone resin.
  • the present disclosure relates to (8) A moving body including the gear box according to any one of (4) to (7) above. It is.
  • the present disclosure relates to (9) A robot arm mechanism including the gearbox according to any one of (4) to (7) above. It is.
  • the present disclosure makes it possible to provide gears, gear boxes, moving bodies, and robot arm mechanisms that can improve the permeability of electromagnetic waves.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a gear according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an external appearance of a gear box according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the inside of the gearbox of FIG. 2 .
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a robot arm mechanism according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a moving body according to an embodiment of the present disclosure.
  • Gear 100 is an electromagnetic wave permeable gear that contains at least one first resin selected from the group consisting of engineering plastics and super engineering plastics.
  • the first resin includes, for example, a PAS resin such as polyphenylene sulfide (PPS) resin.
  • PPS polyphenylene sulfide
  • the first resin may be at least one resin selected from the group consisting of polyamide (PA) resin, polybutylene terephthalate (PBT) resin, polyacetal (POM) resin, PAS resin, and polyether ether ketone (PEEK) resin.
  • PA polyamide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • POM polyacetal
  • PAS resin polyether ether ketone
  • PAS resin will be taken as an example and a PAS resin composition will be described.
  • the PAS resin composition is characterized by being composed of, for example, a polyarylene sulfide resin as a main component.
  • the PAS resin composition disclosed herein is composed of a PAS resin as the main component.
  • the polyarylene sulfide resin has a resin structure in which a repeating unit is a structure in which an aromatic ring and a sulfur atom are bonded, and specifically, the polyarylene sulfide resin has the following general formula (1):
  • R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a nitro group, an amino group, a phenyl group, a methoxy group, or an ethoxy group), and, if necessary, a structural portion represented by the following general formula (2):
  • the trifunctional structural unit represented by formula (2) is preferably in the range of 0.001 to 3 mol %, particularly preferably 0.01 to 1 mol %, based on the total number of moles of the trifunctional structural unit and other structural units.
  • the structural portion represented by the general formula (1) are preferably hydrogen atoms from the viewpoint of the mechanical strength of the PAS resin.
  • examples of the structural portion include those bonded at the para position represented by the following formula (3) and those bonded at the meta position represented by the following formula (4).
  • a structure in which the bond between the sulfur atom and the aromatic ring in the repeating unit is bonded at the para position represented by the general formula (3) is particularly preferred in terms of heat resistance and crystallinity of the PAS resin.
  • the PAS resin contains not only the structural moieties represented by the general formulas (1) and (2) but also the structural moieties represented by the following structural formulas (5) to (8)
  • the structural moiety represented by the general formula (1) and the structural moiety represented by the general formula (2) may be contained in an amount of 30 mol % or less of the total of the structural moieties represented by the general formula (1) and the general formula (2).
  • the structural moieties represented by the general formulas (5) to (8) are 10 mol % or less in terms of the heat resistance and mechanical strength of the PAS resin.
  • the bonding mode thereof may be either a random copolymer or a block copolymer.
  • the PAS resin may have naphthyl sulfide bonds or the like in its molecular structure, but this is preferably 3 mol % or less, and more preferably 1 mol % or less, relative to the total number of moles including other structural parts.
  • the physical properties of the PAS resin are not particularly limited as long as they do not impair the effects of this disclosure, but are as follows:
  • melt viscosity of the PAS resin used in the present disclosure is not particularly limited, but in order to obtain a good balance between fluidity and mechanical strength, the melt viscosity (V6) measured at 300°C is preferably in the range of 2 Pa ⁇ s or more, preferably in the range of 1000 Pa ⁇ s or less, more preferably in the range of 500 Pa ⁇ s or less, and even more preferably in the range of 200 Pa ⁇ s or less.
  • the non-Newtonian index of the PAS resin used in the present disclosure is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.90 or more to 2.00 or less.
  • the non-Newtonian index is preferably in the range of 0.90 or more, more preferably in the range of 0.95 or more to preferably in the range of 1.50 or less, more preferably in the range of 1.20 or less.
  • Such a polyarylene sulfide resin is excellent in mechanical properties, fluidity, and abrasion resistance.
  • SR shear rate
  • SS shear stress
  • L orifice length
  • D orifice diameter
  • the method for producing the PAS resin is not particularly limited, but examples thereof include (production method 1) a method in which a dihalogeno aromatic compound is polymerized in the presence of sulfur and sodium carbonate, and if necessary, a polyhalogeno aromatic compound or other copolymerization component is added, (production method 2) a method in which a dihalogeno aromatic compound is polymerized in the presence of a sulfidizing agent or the like in a polar solvent, and if necessary, a polyhalogeno aromatic compound or other copolymerization component is added, (production method 3) a method in which p-chlorothiophenol is added, and if necessary, other copolymerization components are added, and self-condensed, and (production method 4) a method in which a diiodo aromatic compound and elemental sulfur are melt-polymerized under reduced pressure in the presence of a polymerization inhibitor that may have a functional group such as a carboxy group or an amino group.
  • production method 2 is preferred because it is versatile. During the reaction, an alkali metal salt of a carboxylic acid or sulfonic acid or an alkali hydroxide may be added to adjust the degree of polymerization.
  • production method 2 methods there is a method for producing a polyarylene sulfide resin by introducing a water-containing sulfidizing agent into a mixture containing a heated organic polar solvent and a dihalogeno-aromatic compound at a rate at which water can be removed from the reaction mixture, and reacting the dihalogeno-aromatic compound and the sulfidizing agent in the organic polar solvent, and optionally adding a polyhalogeno-aromatic compound, and controlling the amount of water in the reaction system to within a range of 0.02 to 0.5 mol per mol of the organic polar solvent (see JP-A-07-228699); Particularly preferred is a method in which a dihalogeno
  • dihalogeno aromatic compound examples include p-dihalobenzene, m-dihalobenzene, o-dihalobenzene, 2,5-dihalotoluene, 1,4-dihalonaphthalene, 1-methoxy-2,5-dihalobenzene, 4,4'-dihalobiphenyl, 3,5-dihalobenzoic acid, 2,4-dihalobenzoic acid, 2,5-dihalonitrobenzene, 2,4-dihalonitrobenzene, 2,4-dihaloanisole, p,p'-dihalodiphenyl ether, 4,4'-dihalobenzophenone, 4,4'-di
  • polyhalogeno aromatic compounds include 1,2,3-trihalobenzene, 1,2,4-trihalobenzene, 1,3,5-trihalobenzene, 1,2,3,5-tetrahalobenzene, 1,2,4,5-tetrahal
  • the method of post-treatment of the reaction mixture containing the polyarylene sulfide resin obtained by the polymerization step is not particularly limited, but for example, (post-treatment 1) after the polymerization reaction is completed, first, the solvent is distilled off under reduced pressure or normal pressure, either as is or after adding an acid or base, and then the solid matter remaining after the solvent distillation is washed once or more times with a solvent such as water, the reaction solvent (or an organic solvent having a similar solubility to the low molecular weight polymer), acetone, methyl ethyl ketone, alcohols, etc., and then neutralized, washed with water, filtered and dried, or (post-treatment 2) after the polymerization reaction is completed, the reaction mixture is treated with a solvent such as water, acetone, methyl ethyl ketone, alcohols, ethers, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, etc.
  • a solvent such as water, acetone,
  • a solvent that is soluble in the polymerization solvent used and has a solubility in at least the polyarylene sulfide A method in which a solvent that is a poor solvent for the low molecular weight polymer) is added as a precipitant to precipitate solid products such as polyarylene sulfide and inorganic salts, and these are then filtered, washed, and dried; or (post-treatment 3) after the polymerization reaction is completed, a reaction solvent (or an organic solvent having the same solubility as the low molecular weight polymer) is added to the reaction mixture and stirred, then filtered to remove the low molecular weight polymer, and then washed once or twice or more with a solvent such as water, acetone, methyl ethyl ketone, or alcohols, followed by neutralization, water washing, filtration, and drying; (post-treatment 4) after the polymerization reaction is completed, water is added to the reaction mixture, washed with water, filtered, and if necessary, acid is
  • the polyarylene sulfide resin may be dried in a vacuum, in air, or in an inert gas atmosphere such as nitrogen.
  • the PAS resin composition of the present disclosure may contain a filler as an optional component, if necessary.
  • a filler as an optional component, if necessary.
  • these fillers known and commonly used materials may be used as long as they do not impair the effects of the present disclosure.
  • fillers of various shapes such as fibrous ones and non-fibrous ones such as granular and plate-shaped ones, may be used.
  • fibrous fillers such as glass fiber, carbon fiber, silane glass fiber, ceramic fiber, aramid fiber, metal fiber, potassium titanate, silicon carbide, calcium silicate, wollastonite, and natural fibers may be used.
  • non-fibrous fillers such as glass beads, glass flakes, barium sulfate, clay, pyrophyllite, bentonite, sericite, mica, talc, attapulgite, ferrite, calcium silicate, calcium carbonate, glass beads, zeolite, milled fiber, and calcium sulfate may also be used.
  • the filler is not an essential component, and when blended, its content is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present disclosure.
  • the blended amount of the filler is, for example, preferably 1 part by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and preferably 600 parts by mass or less, more preferably 200 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the PAS resin. This range is preferable because the resin composition exhibits good mechanical strength and moldability.
  • the PAS resin composition of the present disclosure may contain a silane coupling agent as an optional component, if necessary.
  • the PAS resin silane coupling agent of the present disclosure is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present disclosure, but preferred examples include silane coupling agents having a functional group that reacts with a carboxy group, such as an epoxy group, an isocyanato group, an amino group, or a hydroxyl group.
  • silane coupling agents include epoxy group-containing alkoxysilane compounds such as ⁇ -glycidoxypropyltrimethoxysilane, ⁇ -glycidoxypropyltriethoxysilane, and ⁇ -(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane; isocyanato group-containing alkoxysilane compounds such as ⁇ -isocyanatopropyltrimethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropyltriethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropylmethyldimethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropylmethyldiethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropylethyldimethoxysilane, ⁇ -isocyanatopropylethyldiethoxysilane, and ⁇ -isocyanatopropyltrichlorosilane; amino group-containing alkoxysilane compounds such
  • a silane coupling agent is not an essential component, but when it is used, the amount of the silane coupling agent is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present disclosure, and is preferably in the range of 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, to preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the PAS resin.
  • the resin composition has good corona resistance and moldability, particularly releasability, and the molded product exhibits excellent adhesion to the epoxy resin while also improving mechanical strength, which is preferable.
  • the PAS resin composition of the present disclosure may contain a thermoplastic elastomer as an optional component, if necessary.
  • thermoplastic elastomers include polyolefin-based elastomers, fluorine-based elastomers, and silicone-based elastomers, of which polyolefin-based elastomers are preferred.
  • their amount is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present disclosure, but is preferably in the range of 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, to preferably 10 parts by mass or less, more preferably 5 parts by mass or less, per 100 parts by mass of PAS resin (A). This range is preferable because it improves the impact resistance of the resulting PAS resin composition.
  • the polyolefin-based elastomer may be a homopolymer of an ⁇ -olefin, a copolymer of two or more ⁇ -olefins, or a copolymer of one or more ⁇ -olefins and a vinyl polymerizable compound having a functional group.
  • examples of the ⁇ -olefin include ⁇ -olefins having 2 or more to 8 or less carbon atoms, such as ethylene, propylene, and 1-butene.
  • Examples of the vinyl polymerizable compound having the functional group include one or more of vinyl acetate; ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid; alkyl esters of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids such as methyl acrylate, ethyl acrylate, and butyl acrylate; metal salts of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids such as ionomers (metals include alkali metals such as sodium, alkaline earth metals such as calcium, and zinc); glycidyl esters of ⁇ , ⁇ -unsaturated carboxylic acids such as glycidyl methacrylate; ⁇ , ⁇ -unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid; and derivatives of the ⁇ , ⁇ -unsaturated dicarboxylic acids (monoesters, diesters, and acid anhydrides).
  • the PAS resin composition of the present disclosure may further contain synthetic resins such as polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyetherimide resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin, polyetherketone resin, polyarylene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene resin, polydifluoroethylene resin, polystyrene resin, ABS resin, phenolic resin, urethane resin, and liquid crystal polymer (hereinafter simply referred to as synthetic resin) as optional components depending on the application.
  • synthetic resins such as polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyetherimide resin, polycarbonate resin, polyphenylene ether resin, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin, polyetherketone resin, polyarylene resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polytetrafluoroethylene resin, polydifluoro
  • the synthetic resin is not an essential component, but when it is added, the ratio of the synthetic resin to be added is not particularly limited as long as it does not impair the effects of the present disclosure, and it differs depending on each purpose and cannot be generally defined, but the ratio of the synthetic resin to be added in the resin composition according to the present disclosure is, for example, in the range of 5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less per 100 parts by mass of PAS resin.
  • the ratio of the PAS resin to the total of the PAS resin (A) and the synthetic resin is preferably in the range of (100/115) or more, and more preferably in the range of (100/105) or more, based on mass.
  • the PAS resin composition of the present disclosure may contain other known and commonly used additives as optional components, such as colorants, antistatic agents, antioxidants, heat stabilizers, UV stabilizers, UV absorbers, foaming agents, flame retardants, flame retardant assistants, rust inhibitors, and coupling agents, as necessary.
  • additives are not essential components, and may be used in amounts, for example, preferably 0.01 parts by mass or more and preferably 1,000 parts by mass or less per 100 parts by mass of PAS resin, adjusted appropriately according to the purpose and application so as not to impair the effects of the present disclosure.
  • the PAS resin composition of the present disclosure is a blend of a main component and, if necessary, other optional components.
  • the method for producing the resin composition used in the present disclosure is not particularly limited, but includes a method in which the main component and, if necessary, the optional components are blended and melt-kneaded, or, more specifically, a method in which, if necessary, the components are dry-mixed uniformly in a tumbler or Henschel mixer, etc., and then fed into a twin-screw extruder for melt-kneading.
  • the melt kneading can be carried out by heating the resin to a temperature range in which the resin temperature is equal to or higher than the melting point of the PAS resin, preferably equal to or higher than said melting point + 10°C, more preferably equal to or higher than said melting point + 10°C, even more preferably equal to or higher than said melting point + 20°C, preferably equal to or lower than said melting point + 100°C, more preferably equal to or lower than said melting point + 50°C.
  • the melt kneader is preferably a twin-screw kneading extruder from the viewpoint of dispersibility and productivity.
  • the melt kneader is preferably a twin-screw kneading extruder from the viewpoint of dispersibility and productivity.
  • the components may be added and mixed simultaneously or in portions to the melt kneader.
  • the position of the side feeder is preferably such that the ratio of the distance from the extruder resin input section (top feeder) to the side feeder to the total screw length of the twin-screw kneading extruder is 0.1 or more, and more preferably 0.3 or more. This ratio is preferably 0.9 or less, and more preferably 0.7 or less.
  • the PAS resin composition according to the present disclosure obtained by melt kneading in this manner is a molten mixture containing the main component, optional components added as necessary, and components derived therefrom.
  • the molded article of the present disclosure is produced by molding a polyarylene sulfide resin composition.
  • the method for producing the molded article of the present disclosure includes a step of melt molding the polyarylene sulfide resin composition. This is described in detail below.
  • the PAS resin composition disclosed herein can be subjected to various molding processes such as injection molding, gas injection molding, compression molding, extrusion molding of composites, sheets, pipes, etc., pultrusion molding, blow molding, and transfer molding, but is particularly suitable for injection molding applications due to its excellent releasability.
  • various molding conditions are not particularly limited, and molding can be performed by a normal general method.
  • the PAS resin composition is melted at a resin temperature in a temperature range of the melting point of the PAS resin or higher, preferably in a temperature range of the melting point + 10°C or higher, more preferably in a temperature range of the melting point + 10°C to the melting point + 100°C, and even more preferably in a temperature range of the melting point + 20 to the melting point + 50°C, and then the resin is injected into a mold from a resin outlet and molded.
  • the mold temperature may also be set to a known temperature range, for example, room temperature (23°C) to 300°C, preferably 120 to 180°C.
  • molded articles of the PAS resin composition of the present disclosure due to its excellent electromagnetic wave transparency, thermal stability, water absorption, mechanical strength, and dimensional stability, gears and gear boxes having multiple gears made of the resin are exemplified.
  • the molded articles of the present disclosure can also be ordinary resin molded articles such as the following.
  • protective/support members for box-shaped integrated modules of electric/electronic components multiple individual semiconductors or modules, sensors, LED lamps, connectors, sockets, resistors, relay cases, switches, coil bobbins, capacitors, variable capacitor cases, optical pickups, oscillators, various terminal boards, transformers, plugs, printed circuit boards, tuners, speakers, microphones, headphones, small motors, magnetic head bases, power modules, terminal blocks, semiconductors, liquid crystal displays, FDD carriages, FDD chassis, motor brush holders, parabolic antennas, computer-related parts, and other representative electric/electronic parts; VTR parts, television parts, irons, hair dryers, rice cooker parts, microwave oven parts, Home and office electrical appliance parts such as audio parts, audio/visual equipment parts such as audio/laser discs, compact discs, DVD discs, and Blu-ray discs, lighting parts, refrigerator parts, air conditioner parts, typewriter parts, word processor parts, and water-related equipment parts such as water heaters, bath water volume and temperature sensors; office computer related parts,
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a gear 100 according to one embodiment of the present disclosure.
  • the configuration of the gear 100 according to one embodiment will be mainly described with reference to FIG. 1.
  • Gear 100 may be formed in any shape.
  • gear 100 is formed as a spur gear as an example.
  • gear 100 is an electromagnetic wave permeable gear that contains at least one first resin selected from the group consisting of engineering plastics and super engineering plastics.
  • the first resin includes, for example, PAS resin such as PPS resin.
  • PAS resin such as PPS resin.
  • the first resin may be at least one resin selected from the group consisting of PA resin, PBT resin, POM resin, PAS resin, and PEEK resin.
  • Gear 100 has predetermined material properties and product properties.
  • material properties include, for example, component composition.
  • conduct properties include, for example, electromagnetic shielding rate.
  • the gear 100 contains 0 parts by mass or more of conductive material per 100 parts by mass of the first resin.
  • the gear 100 contains 120 parts by mass or less of conductive material per 100 parts by mass of the first resin.
  • the gear 100 contains 0 to 120 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the first resin.
  • the gear 100 may be formed in a state in which the gear 100 contains 0 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the first resin, that is, in which no conductive material is contained in the first resin at all.
  • conductive material includes, for example, a conductive filler such as carbon fiber (CF).
  • the gear 100 contains 0 parts by mass or more of conductive material per 100 parts by mass of the first resin.
  • the gear 100 contains 45 parts by mass or less of conductive material per 100 parts by mass of the first resin.
  • the gear 100 contains 0 to 45 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the first resin.
  • the specific wear rate of the gear 100 when it slides against metal, the specific wear rate of the metal side of the gear 100 is 1.0-2 mm3 /(N ⁇ km) or less, where the specific wear rate is a value measured in accordance with the Suzuki friction and wear test JIS K7218 Method A against metal, ring against ring, with a surface pressure of 0.15 MPa, a peripheral speed of 300 mm/sec, at 23°C, and for 1 hr.
  • the electromagnetic wave shielding rate for electromagnetic waves in the frequency range of 1 GHz to 6 GHz is within the range of 20 dB or less.
  • the electromagnetic shielding rate of the gear 100 is obtained by measuring the electromagnetic shielding effect using the KEC method.
  • the "KEC method” is a well-known method for measuring the electromagnetic shielding effect using an electromagnetic shielding effect measuring device developed by the Kansai Electronics Industry Development Center. For example, it is also possible to measure the electromagnetic shielding rate of a metal gear in the same way and compare the electromagnetic shielding rates of the metal gear and the gear 100.
  • Conventional gears made of metals including iron, stainless steel, and aluminum have low electromagnetic wave transmittance and shield against electromagnetic waves. For example, when the measured metal plate thickness is 1 mm, the electromagnetic wave shielding rate of iron against electromagnetic waves in the frequency range of 1 GHz to 6 GHz is 100 dB or more.
  • the electromagnetic shielding rate of the gear 100 is measured according to the target frequency band for wireless communication.
  • the target frequency band is within the frequency range of 1 GHz to 6 GHz.
  • Wifi registered trademark
  • the measurement of the electromagnetic shielding rate of the gear 100 is performed with a resin plate thickness of approximately 5 mm, taking into account the thickness of the gear 100.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the external appearance of a gearbox 10 according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a perspective diagram showing the interior of the gearbox 10 of FIG. 2. The configuration of the gearbox 10 according to one embodiment will be mainly described with reference to FIGS. 2 and 3.
  • the gearbox 10 has a plurality of gears 100.
  • the gearbox 10 has, for example, a first gear 100a and a second gear 100b that mesh with each other and work in conjunction with each other.
  • Each of the first gear 100a and the second gear 100b has the predetermined material properties and product properties described above for the gear 100, as well as the specific wear rate of the metal side when sliding against metal.
  • gear 100 when the first gear 100a and the second gear 100b are not to be distinguished from each other, they will be collectively referred to as "gear 100".
  • the gearbox 10 has a shaft 110 attached to each of the multiple gears 100.
  • the gearbox 10 has a first shaft 110a attached to the first gear 100a.
  • the gearbox 10 has a second shaft 110b attached to the second gear 100b.
  • first shaft 110a and the second shaft 110b are not to be distinguished from each other, they will be collectively referred to as "shaft 110".
  • the shaft 110 rotates around its central axis, rotating the gear 100 to which the shaft 110 is attached. As the first gear 100a and the second gear 100b, which mesh with each other and are interlocked, rotate, the first shaft 110a and the second shaft 110b also rotate.
  • the gearbox 10 has a housing 120 that supports the shaft 110 so that it can rotate around the central axis of the shaft 110.
  • a plurality of gears 100 including a first gear 100a and a second gear 100b, are interlocked within the housing 120.
  • At least one of the shaft 110 and the housing 120 contains at least one type of second resin selected from the group consisting of engineering plastics and super engineering plastics, and has electromagnetic wave transparency.
  • the second resin includes, for example, a PAS resin such as a PPS resin.
  • the second resin may be at least one type of resin selected from the group consisting of a PA resin, a PBT resin, a POM resin, a PAS resin, and a PEEK resin.
  • At least one of the shaft 110 and the housing 120 contains 0 to 120 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • at least one of the shaft 110 and the housing 120 contains 0 to 45 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the shaft 110 contains 0 parts by mass or more of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the shaft 110 contains 120 parts by mass or less of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the shaft 110 contains 0 to 120 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the shaft 110 may be formed so as to contain 0 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin, i.e., no conductive material is contained in the second resin at all.
  • the shaft 110 contains 0 parts by mass or more of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the shaft 110 contains 45 parts by mass or less of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the shaft 110 contains 0 to 45 parts by mass of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the housing 120 contains 0 parts by mass or more of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the housing 120 contains 120 parts by mass or less of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the housing 120 contains 0 to 120 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the housing 120 may be formed so as to contain 0 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin, i.e., no conductive material is contained in the second resin at all.
  • the housing 120 contains 0 parts by mass or more of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the housing 120 contains 45 parts by mass or less of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the housing 120 contains 0 to 45 parts by mass of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the gearbox 10 described above can be used in any machine.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of a robot arm mechanism 1a according to one embodiment of the present disclosure.
  • the gear box 10 can be used in a robot arm mechanism 1a including an industrial robot arm and an arm formed on any other robot.
  • the robot arm mechanism 1a has multiple arms in addition to the gear box 10.
  • the robot arm mechanism 1a has a first arm A1 connected to, for example, the robot body, a second arm A2 connected to the first arm A1, a third arm A3 connected to the second arm A2, and a fourth arm A4 connected to the third arm A3 and operating at the tip of the robot arm mechanism 1a.
  • the robot arm mechanism 1a has a gear box 10 at a first joint J1 located between the first arm A1 and the second arm A2.
  • the robot arm mechanism 1a has a gear box 10 at a second joint J2 located between the second arm A2 and the third arm A3.
  • the robot arm mechanism 1a has a gear box 10 at a third joint J3 located between the third arm A3 and the fourth arm A4.
  • the gear box 10 operates to cause the second arm A2 to perform circular motion with the first joint J1 as the fulcrum.
  • the gear box 10 operates to cause the third arm A3 to perform circular motion with the second joint J2 as the fulcrum.
  • the gear box 10 operates to cause the fourth arm A4 to perform circular motion with the third joint J3 as the fulcrum.
  • the robot arm mechanism 1a drives the gear box 10 based on a control signal to move the tip of the fourth arm A4 to a specified position.
  • the gearbox 10 is used in a robot arm mechanism, but the use of the gearbox 10 is not limited to this.
  • the gearbox 10 may be used in any other component in addition to or instead of the robot arm mechanism.
  • the robot may have the gearbox 10 in any component that requires driving by the gear 100.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of a moving body 1b according to one embodiment of the present disclosure.
  • the gearbox 10 can be used in moving bodies 1b that comprehensively include vehicles including micromobility, aircraft including flying drones and multicopters, and submarines including drones for underwater movement.
  • the mobile unit 1b as a micromobility vehicle as shown in FIG. 5 has multiple wheels.
  • the mobile unit 1b has a gearbox 10 as part of a drive module that rotates the multiple wheels, for example.
  • the gear 100 contains a first resin and has electromagnetic wave permeability.
  • the gear 100 contains 0 to 120 parts by mass of a conductive material relative to 100 parts by mass of the first resin.
  • the gear 100 is formed in a state in which the content of the conductive material is suppressed to a low level. Therefore, the gear 100 can suppress the electromagnetic wave shielding effect of a conductive material containing a conductive filler such as CF.
  • the gear 100 can be formed using a material in which the conductive material is not contained in the first resin.
  • the gear 100 has excellent electromagnetic wave permeability and can suppress communication failures in electronic communication devices such as millimeter wave radar.
  • the gear 100 By containing 0 to 45 parts by mass of a conductive material relative to 100 parts by mass of the first resin, the gear 100 exhibits the above effects more significantly.
  • the specific wear rate of the metal side when sliding against metal is 1.0-2 mm3 /(N ⁇ km) or less, so that the gear 100 is made of a material that does not abrade metal.
  • wear powder is generated and adheres to the gear surface due to static electricity.
  • the mating material is a metal member
  • the wear powder contains metal, resulting in an electromagnetic wave shielding effect on the member surface.
  • the gear 100 is capable of suppressing this electromagnetic wave shielding effect and improving the electromagnetic wave permeability.
  • the electromagnetic wave shielding rate for electromagnetic waves in the frequency range of 1 GHz to 6 GHz is within the range of 20 dB or less, so the above-mentioned effect regarding electromagnetic wave permeability becomes more pronounced.
  • Gear 100 can improve the electromagnetic wave permeability in each target frequency band and suppress the occurrence of communication failures.
  • target includes, for example, the frequency bands of 1.5 to 3.5 GHz used in 4G (4th Generation), 3.7 GHz and 4.5 GHz used in 5G, 1.2 to 1.5 GHz used in GPS (Global Positioning System), 2.4 GHz used in wireless LAN (Local Area Network), Wi-Fi (registered trademark), and Bluetooth (registered trademark), and 5.8 GHz used in ETC (Electronic Toll Collection System) and radar.
  • the gearbox 10 having multiple gears 100 also exhibits the above-mentioned effect regarding electromagnetic wave permeability.
  • at least one of the shaft 110 and the housing 120 contains the second resin and has electromagnetic wave permeability.
  • at least one of the shaft 110 and the housing 120 contains 0 to 120 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the gearbox 10 is formed with a low content of conductive material. Therefore, the gearbox 10 can suppress the electromagnetic wave shielding effect of conductive materials containing conductive fillers such as CF.
  • the gearbox 10 can be formed using a material that does not contain conductive material in the second resin by having both the shaft 110 and the housing 120 contain 0 to 120 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin. As a result, the gearbox 10 has excellent electromagnetic wave permeability and can suppress communication interference in electronic communication devices such as millimeter wave radar.
  • the above effects become more pronounced when at least one of the shaft 110 and the housing 120 contains 0 to 45 parts by mass of conductive material per 100 parts by mass of the second resin.
  • the gear 100, shaft 110, and housing 120 that make up the gearbox 10 are all made of resin that does not contain conductive materials, which greatly improves electromagnetic wave permeability compared to conventional gears that have high electromagnetic wave shielding properties, such as metal gears and resin gears that contain a large amount of CF.
  • the use of the gear 100 and gear box 10 suppresses shielding and reflection of electromagnetic waves. Therefore, there is no need to impose restrictions on the mounting position of communication equipment relative to the gear box 10 in order to avoid such shielding and reflection of electromagnetic waves, and the degree of freedom in the mounting position of communication equipment such as sensors is improved. Since shielding and reflection of electromagnetic waves are suppressed, there are no restrictions on the mounting layout, and it is possible to place communication equipment around the gear box 10, for example. For example, it is possible to install the gear box 10 in close proximity to a microcontroller and a controller, making it easy to save space.
  • the gear box 10 by arranging the gear box 10 on a moving part such as an arm mechanism in a robot, it is possible to maintain good communication quality regardless of the movement path of the arm mechanism. For example, even in an environment where robots are controlled using 5G communication due to the automation of factories, the electromagnetic wave transparency of the gear 100 and gear box 10 mounted on the robot is improved, suppressing the occurrence of communication failures that have been a problem in the past.
  • the shape, size, arrangement, orientation, and number of each of the above-mentioned components are not limited to the above description and the illustrations in the drawings.
  • the shape, size, arrangement, orientation, and number of each of the components may be configured arbitrarily as long as the function can be realized.
  • the gear 100 has an electromagnetic wave shielding rate of 20 dB or less for electromagnetic waves in the frequency range of 1 GHz to 6 GHz when the measured resin plate thickness is 5 mm, but this is not limited to this.
  • the frequency range and the electromagnetic wave shielding rate range may be different ranges.
  • the gearbox 10 has been described as having two gears 100, the first gear 100a and the second gear 100b, but this is not limited to this.
  • the gearbox 10 may have three or more gears 100.
  • the gearbox 10 may have three or more shafts 110.
  • the first gear 100a is large and the second gear 100b is small, but this is not limited to the above.
  • the gear sizes may be reversed, or the sizes of the first gear 100a and the second gear 100b may be the same.
  • At least one of the shaft 110 and the housing 120 contains at least one type of second resin selected from the group consisting of engineering plastics and super engineering plastics, and has electromagnetic wave transparency, but this is not limited to this. At least one of the shaft 110 and the housing 120 may be formed based on any other material that can achieve the effect of improving electromagnetic wave transparency.
  • At least one of the shaft 110 and the housing 120 contains 0 to 120 parts by mass, for example 0 to 45 parts by mass, of the conductive material per 100 parts by mass of the second resin, but this is not limited to this.
  • At least one of the shaft 110 and the housing 120 may be configured so that the second resin contains the conductive material in any content that can achieve the effect of improving electromagnetic wave transparency.
  • Robot arm mechanism 1b Mobile body 10 Gear box 100 Gear 100a First gear 100b Second gear 110 Shaft 110a First shaft 110b Second shaft 120 Housing A1 First arm A2 Second arm A3 Third arm A4 Fourth arm J1 First joint J2 Second joint J3 Third joint

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Abstract

本開示に係るギヤ１００は、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第１樹脂を含有する電磁波透過性を有するギヤ１００であって、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有し、金属と摺動した際に金属側の比摩耗量が１．０－２ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）以下である。

Description

ギヤ、ギヤボックス、移動体、及びロボット用アーム機構
　本開示は、ギヤ、ギヤボックス、移動体、及びロボット用アーム機構に関する。本出願は、２０２２年１０月１９日に日本国に特許出願された特願２０２２－１６７８６５号の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
　近年、自動車などの移動体における自動運転化を実現するために、５Ｇ（5th Generation）などの高周波無線通信技術が移動体にも採用される。移動体に限定されず、ロボットにおいてもこのような高周波無線通信技術が採用されることもある。
　高周波無線通信技術が採用されると、移動体及びロボットにセンサなどの通信機器が多く搭載される。しかしながら、移動体及びロボットにおいて金属製のギヤを含むギヤボックスが配置されていると、そのレイアウト次第では、電磁波を遮蔽したり、反射させたりしてしまう。センサなどの通信機器を搭載するときに、ギヤボックスによる電磁波の遮蔽及び反射を避けようとすると、搭載位置に制約が生じ、省スペース化が困難となる。ロボットにおいては、アーム機構などの可動部に金属製のギヤボックスが配置されていると、アーム機構の移動経路によっては通信経路が遮断される可能性もある。
　一方で、金属に代えて、ＰＯＭ（Polyacetal）及びＰＡ（Polyamide）などの汎用性の高い樹脂材料を用いて形成された樹脂製のギヤに関連する技術が知られている。例えば、特許文献１には、静音性、耐摩耗性、寸法安定性、耐熱性、及び成形性に優れる電動パワーステアリング装置用減速ギヤが開示されている。
特開２０１６－０６４７１４号公報
　移動体及びロボットにおける高周波無線通信技術の採用にあたり、電磁波の遮蔽及び反射による通信品質の低下を抑制するために、ギヤボックスにおいて樹脂製のギヤを用いることが考えられる。しかしながら、特許文献１に記載の技術も含め、従来技術では、樹脂製のギヤについて電磁波の透過性を向上させることは十分に考慮されていなかった。
　本開示は、電磁波の透過性を向上させることが可能なギヤ、ギヤボックス、移動体、及びロボット用アーム機構を提供することを目的とする。
　本開示は、
（１）
　エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第１樹脂を含有する電磁波透過性を有するギヤであって、前記第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有し、
　金属と摺動した際に金属側の比摩耗量が１．０－２ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）以下である、
　ギヤ、
である。
（２）
　上記（１）に記載のギヤでは、
　測定樹脂板厚が５ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する電磁波遮蔽率が２０ｄＢ以下の範囲内にあってもよい。
（３）
　上記（１）又は（２）に記載のギヤでは、
　前記第１樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であってもよい。
　本開示は、
（４）
　上記（１）乃至（３）のいずれか１つに記載の複数のギヤと、
　前記複数のギヤの各々に取り付けられているシャフトと、
　前記シャフトを前記シャフトの中心軸回りに回転可能に支持するハウジングと、
　を備え、
　前記複数のギヤが前記ハウジング内で連動する、
　ギヤボックス、
である。
（５）
　上記（４）に記載のギヤボックスでは、
　前記シャフト及び前記ハウジングの少なくとも一方は、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第２樹脂を含有し、電磁波透過性を有してもよい。
（６）
　上記（５）に記載のギヤボックスでは、
　前記シャフト及び前記ハウジングの少なくとも一方は、前記第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有してもよい。
（７）
　上記（５）又は（６）に記載のギヤボックスでは、
　前記第２樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であってもよい。
　本開示は、
（８）
　上記（４）乃至（７）のいずれか１つに記載のギヤボックスを備える移動体、
である。
　本開示は、
（９）
　上記（４）乃至（７）のいずれか１つに記載のギヤボックスを備えるロボット用アーム機構、
である。
　本開示によれば、電磁波の透過性を向上させることが可能なギヤ、ギヤボックス、移動体、及びロボット用アーム機構を提供可能である。
本開示の一実施形態に係るギヤの構成を示す模式図である。 本開示の一実施形態に係るギヤボックスの外観を示す模式図である。 図２のギヤボックスの内部を模式的に示す透視図である。 本開示の一実施形態に係るロボット用アーム機構の構成を示す模式図である。 本開示の一実施形態に係る移動体の構成を示す模式図である。
　本開示の成形品として後述する図１に示されるようなギヤ１００が一例として挙げられる。ギヤ１００は、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第１樹脂を含有する電磁波透過性を有するギヤである。第１樹脂は、例えばポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などのＰＡＳ樹脂を含む。これに限定されず、第１樹脂は、ポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ＰＡＳ樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であってもよい。
　本開示のギヤ１００を構成する材料として上記のような種々の樹脂が考えられるが、初めにＰＡＳ樹脂を一例として取り上げ、ＰＡＳ樹脂組成物について説明する。ＰＡＳ樹脂組成物は、例えばポリアリーレンスルフィド樹脂を主成分として配合してなることを特徴とする。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、主成分としてＰＡＳ樹脂を配合してなる。ポリアリーレンスルフィド樹脂は、芳香族環と硫黄原子とが結合した構造を繰り返し単位とする樹脂構造を有するものであり、具体的には、下記一般式（１）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
 （式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～４の範囲のアルキル基、ニトロ基、アミノ基、フェニル基、メトキシ基、エトキシ基を表す。）で表される構造部位と、必要に応じてさらに下記一般式（２）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 で表される３官能性の構造部位と、を繰り返し単位とする樹脂である。式（２）で表される３官能性の構造部位は、他の構造部位との合計モル数に対して０．００１～３モル％の範囲が好ましく、特に０．０１～１モル％の範囲であることが好ましい。
　ここで、前記一般式（１）で表される構造部位は、特に該式中のＲ１及びＲ２は、前記ＰＡＳ樹脂の機械的強度の点から水素原子であることが好ましく、その場合、下記式（３）で表されるパラ位で結合するもの、及び下記式（４）で表されるメタ位で結合するものが挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 　これらの中でも、特に繰り返し単位中の芳香族環に対する硫黄原子の結合は前記一般式（３）で表されるパラ位で結合した構造であることが前記ＰＡＳ樹脂の耐熱性及び結晶性の面で好ましい。
　前記ＰＡＳ樹脂は、前記一般式（１）及び（２）で表される構造部位のみならず、下記の構造式（５）～（８）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 で表される構造部位を、前記一般式（１）と一般式（２）で表される構造部位との合計の３０モル％以下で含んでいてもよい。特に本開示では上記一般式（５）～（８）で表される構造部位は１０モル％以下であることが、ＰＡＳ樹脂の耐熱性、機械的強度の点から好ましい。前記ＰＡＳ樹脂中に、上記一般式（５）～（８）で表される構造部位を含む場合、それらの結合様式としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体の何れであってもよい。
　前記ＰＡＳ樹脂は、その分子構造中に、ナフチルスルフィド結合などを有していてもよいが、他の構造部位との合計モル数に対して、３モル％以下が好ましく、特に１モル％以下であることが好ましい。
　ＰＡＳ樹脂の物性は、本開示の効果を損ねない限り特に限定されないが、以下の通りである。
（溶融粘度）
　本開示に用いるＰＡＳ樹脂の溶融粘度は特に限定されないが、流動性及び機械的強度のバランスが良好となることから、３００℃で測定した溶融粘度（Ｖ６）が、好ましくは２Ｐａ・ｓ以上の範囲であり、好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下の範囲、より好ましくは５００Ｐａ・ｓ以下の範囲であり、さらに好ましくは２００Ｐａ・ｓ以下の範囲である。ただし、溶融粘度（Ｖ６）の測定は、ポリアリーレンスルフィド樹脂を島津製作所製フローテスター、ＣＦＴ－５００Ｄを用いて行い、３００℃、荷重：１．９６×１０６Ｐａ、Ｌ／Ｄ＝１０（ｍｍ）／１（ｍｍ）にて、６分間保持した後に測定した溶融粘度の測定値とする。
（非ニュートン指数）
　本開示に用いるＰＡＳ樹脂の非ニュートン指数は特に限定されないが、０．９０以上から、２．００以下の範囲であることが好ましい。リニア型ポリアリーレンスルフィド樹脂を用いる場合には、非ニュートン指数が、好ましくは０．９０以上の範囲、より好ましくは０．９５以上の範囲から、好ましくは１．５０以下の範囲、より好ましくは１．２０以下の範囲である。このようなポリアリーレンスルフィド樹脂は機械的物性、流動性、耐磨耗性に優れる。ただし、本開示において非ニュートン指数（Ｎ値）は、キャピログラフを用いて融点＋２０℃、オリフィス長（Ｌ）とオリフィス径（Ｄ）の比、Ｌ／Ｄ＝４０の条件下で、剪断速度（ＳＲ）及び剪断応力（ＳＳ）を測定し、下記式を用いて算出した値である。非ニュートン指数（Ｎ値）が１に近いほど線状に近い構造であり、非ニュートン指数（Ｎ値）が高いほど分岐が進んだ構造であることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 ［ただし、ＳＲは剪断速度（秒－１）、ＳＳは剪断応力（ダイン／ｃｍ２）、そしてＫは定数を示す。］
（製造方法）
　前記ＰＡＳ樹脂の製造方法としては特に限定されないが、例えば（製造法１）硫黄と炭酸ソーダの存在下でジハロゲノ芳香族化合物を、必要ならばポリハロゲノ芳香族化合物ないしその他の共重合成分を加えて、重合させる方法、（製造法２）極性溶媒中でスルフィド化剤等の存在下にジハロゲノ芳香族化合物を、必要ならばポリハロゲノ芳香族化合物ないしその他の共重合成分を加えて、重合させる方法、（製造法３）ｐ－クロルチオフェノールを、必要ならばその他の共重合成分を加えて、自己縮合させる方法、（製造法４）ジヨード芳香族化合物と単体硫黄とを、カルボキシ基やアミノ基等の官能基を有していてもよい重合禁止剤の存在下、減圧させながら溶融重合させる方法、等が挙げられる。これらの方法のなかでも、（製造法２）の方法が汎用的であり好ましい。反応の際に、重合度を調節するためにカルボン酸やスルホン酸のアルカリ金属塩や、水酸化アルカリを添加しても良い。上記（製造法２）方法のなかでも、加熱した有機極性溶媒とジハロゲノ芳香族化合物とを含む混合物に含水スルフィド化剤を水が反応混合物から除去され得る速度で導入し、有機極性溶媒中でジハロゲノ芳香族化合物とスルフィド化剤とを、必要に応じてポリハロゲノ芳香族化合物と加え、反応させること、及び反応系内の水分量を該有機極性溶媒１モルに対して０．０２～０．５モルの範囲にコントロールすることによりポリアリーレンスルフィド樹脂を製造する方法（特開平０７－２２８６９９号公報参照。）や、固形のアルカリ金属硫化物及び非プロトン性極性有機溶媒の存在下でジハロゲノ芳香族化合物と必要ならばポリハロゲノ芳香族化合物ないしその他の共重合成分を加え、アルカリ金属水硫化物及び有機酸アルカリ金属塩を、硫黄源１モルに対して０．０１～０．９モルの範囲の有機酸アルカリ金属塩及び反応系内の水分量を非プロトン性極性有機溶媒１モルに対して０．０２モル以下の範囲にコントロールしながら反応させる方法（ＷＯ２０１０／０５８７１３号パンフレット参照。）で得られるものが特に好ましい。ジハロゲノ芳香族化合物の具体的な例としては、ｐ－ジハロベンゼン、ｍ－ジハロベンゼン、ｏ－ジハロベンゼン、２，５－ジハロトルエン、１，４－ジハロナフタレン、１－メトキシ－２，５－ジハロベンゼン、４，４’－ジハロビフェニル、３，５－ジハロ安息香酸、２，４－ジハロ安息香酸、２，５－ジハロニトロベンゼン、２，４－ジハロニトロベンゼン、２，４－ジハロアニソール、ｐ，ｐ’－ジハロジフェニルエーテル、４，４’－ジハロベンゾフェノン、４，４’－ジハロジフェニルスルホン、４，４’－ジハロジフェニルスルホキシド、４，４’－ジハロジフェニルスルフィド、及び、上記各化合物の芳香環に炭素原子数１～１８の範囲のアルキル基を有する化合物が挙げられ、ポリハロゲノ芳香族化合物としては１，２，３－トリハロベンゼン、１，２，４－トリハロベンゼン、１，３，５－トリハロベンゼン、１，２，３，５－テトラハロベンゼン、１，２，４，５－テトラハロベンゼン、１，４，６－トリハロナフタレンなどが挙げられる。上記各化合物中に含まれるハロゲン原子は、塩素原子、臭素原子であることが望ましい。
　重合工程により得られたポリアリーレンスルフィド樹脂を含む反応混合物の後処理方法としては、特に制限されるものではないが、例えば、（後処理１）重合反応終了後、先ず反応混合物をそのまま、あるいは酸又は塩基を加えた後、減圧下又は常圧下で溶媒を留去し、次いで溶媒留去後の固形物を水、反応溶媒（又は低分子ポリマーに対して同等の溶解度を有する有機溶媒）、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール類などの溶媒で１回又は２回以上洗浄し、更に中和、水洗、濾過及び乾燥する方法、或いは、（後処理２）重合反応終了後、反応混合物に水、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール類、エーテル類、ハロゲン化炭化水素、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素などの溶媒（使用した重合溶媒に可溶であり、かつ少なくともポリアリーレンスルフィドに対しては貧溶媒である溶媒）を沈降剤として添加して、ポリアリーレンスルフィドや無機塩等の固体状生成物を沈降させ、これらを濾別、洗浄、乾燥する方法、或いは、（後処理３）重合反応終了後、反応混合物に反応溶媒（又は低分子ポリマーに対して同等の溶解度を有する有機溶媒）を加えて撹拌した後、濾過して低分子量重合体を除いた後、水、アセトン、メチルエチルケトン、アルコール類などの溶媒で１回又は２回以上洗浄し、その後中和、水洗、濾過及び乾燥をする方法、（後処理４）重合反応終了後、反応混合物に水を加えて水洗浄、濾過、必要に応じて水洗浄の時に酸を加えて酸処理し、乾燥をする方法、（５）重合反応終了後、反応混合物を濾過し、必要に応じ、反応溶媒で１回又は２回以上洗浄し、更に水洗浄、濾過及び乾燥する方法、等が挙げられる。
　尚、上記（後処理１）～（後処理５）に例示したような後処理方法において、ポリアリーレンスルフィド樹脂の乾燥は真空中で行なってもよいし、空気中或いは窒素のような不活性ガス雰囲気中で行なってもよい。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、必要に応じて、充填剤を任意成分として含有することができる。これら充填剤としては本開示の効果を損なうものでなければ公知慣用の材料を用いることもでき、例えば、繊維状のものや、粒状や板状などの非繊維状のものなど、さまざまな形状の充填剤等が挙げられる。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、シランガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、炭化珪素、珪酸カルシウム、ワラストナイト等の繊維、天然繊維等の繊維状充填剤が使用でき、またガラスビーズ、ガラスフレーク、硫酸バリウム、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、マイカ、雲母、タルク、アタパルジャイト、フェライト、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ゼオライト、ミルドファイバー、硫酸カルシウム等の非繊維状充填剤も使用できる。
　本開示において充填剤は必須成分ではなく、配合する場合、その含有量は本開示の効果を損ねなければ特に限定されるものではない。充填剤の配合量としては、例えば、ＰＡＳ樹脂１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１０質量部以上から、好ましくは６００質量部以下、より好ましくは２００質量部以下の範囲である。かかる範囲において、樹脂組成物が良好な機械的強度と成形性を示すため好ましい。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、必要に応じて、シランカップリング剤を任意成分として配合することができる。本開示のＰＡＳ樹脂シランカップリング剤としては、本開示の効果を損ねなければ特に限定されないが、カルボキシ基と反応する官能基、例えば、エポキシ基、イソシアナト基、アミノ基又は水酸基を有するシランカップリング剤が好ましいものとして挙げられる。このようなシランカップリング剤としては、例えば、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基含有アルコキシシラン化合物、γ－イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルエチルジメトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルエチルジエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルトリクロロシラン等のイソシアナト基含有アルコキシシラン化合物、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン化合物、γ－ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン等の水酸基含有アルコキシシラン化合物が挙げられる。本開示においてシランカップリング剤は必須成分ではないが、配合する場合、その配合量は、本開示の効果を損ねなければその添加量は特に限定されないが、ＰＡＳ樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下までの範囲である。かかる範囲において、樹脂組成物が良好な耐コロナ性と成形性、特に離形性を有し、かつ成形品がエポキシ樹脂と優れた接着性を呈しつつ、さらに機械的強度が向上するため好ましい。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、必要に応じて、熱可塑性エラストマーを任意成分として含有することができる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、弗素系エラストマー又はシリコーン系エラストマーが挙げられ、このうちポリオレフィン系エラストマーが好ましいものとして挙げられる。これらのエラストマーを添加する場合、その配合量は、本開示の効果を損ねなければ特に限定されないが、ＰＡＳ樹脂（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下までの範囲である。かかる範囲において、得られるＰＡＳ樹脂組成物の耐衝撃性が向上するため好ましい。
　例えば、前記ポリオレフィン系エラストマーは、α－オレフィンの単独重合体、又は２以上のα－オレフィンの共重合体、１又は２以上のα－オレフィンと、官能基を有するビニル重合性化合物との共重合体が挙げられる。この際、前記α－オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１－ブテン等の炭素原子数が２以上から８以下までの範囲のα－オレフィンが挙げられる。前記官能基としては、カルボキシ基、酸無水物基（－Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ（＝Ｏ）－）、エポキシ基、アミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基、オキサゾリン基等が挙げられる。前記官能基を有するビニル重合性化合物としては、酢酸ビニル；（メタ）アクリル酸等のα，β－不飽和カルボン酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のα，β－不飽和カルボン酸のアルキルエステル；アイオノマー等のα，β－不飽和カルボン酸の金属塩（金属としてはナトリウムなどのアルカリ金属、カルシウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛等）；グリシジルメタクリレート等のα，β－不飽和カルボン酸のグリシジルエステル等；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のα，β－不飽和ジカルボン酸；前記α，β－不飽和ジカルボン酸の誘導体（モノエステル、ジエステル、酸無水物）等の１種又は２種以上が挙げられる。上述の熱可塑性エラストマーは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　更に、本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、上記成分に加えて、さらに用途に応じて、適宜、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリーレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ四弗化エチレン樹脂、ポリ二弗化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー等の合成樹脂（以下、単に合成樹脂という）を任意成分として配合することができる。本開示において前記合成樹脂は必須成分ではないが、配合する場合、その配合の割合は本開示の効果を損ねなければ特に限定されるものではなく、また、それぞれの目的に応じて異なり、一概に規定することはできないが、本開示に係る樹脂組成物中に配合する合成樹脂の割合として、例えばＰＡＳ樹脂１００質量部に対し５質量部以上の範囲であり、１５質量部以下の範囲の程度が挙げられる。換言すれば、ＰＡＳ樹脂（Ａ）と合成樹脂との合計に対してＰＡＳ樹脂の割合は質量基準で、好ましくは（１００／１１５）以上の範囲であり、より好ましくは（１００／１０５）以上の範囲である。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、その他にも着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、発泡剤、難燃剤、難燃助剤、防錆剤、及びカップリング剤等の公知慣用の添加剤を必要に応じ、任意成分として含有してもよい。これらの添加剤は必須成分ではなく、例えば、ＰＡＳ樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上の範囲であり、好ましくは１０００質量部以下の範囲で、本開示の効果を損なわないよう目的や用途に応じて適宜調整して用いればよい。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、主成分、及び必要に応じてその他の任意成分を配合してなる。本開示に用いる樹脂組成物を製造する方法としては、特に限定されないが、主成分と必要に応じて任意成分を配合して、溶融混錬する方法、より詳しくは、必要に応じてタンブラー又はヘンシェルミキサー等で均一に乾式混合し、次いで、二軸押出機に投入して溶融混練する方法が挙げられる。
　溶融混錬は、樹脂温度がＰＡＳ樹脂の融点以上となる温度範囲、好ましくは該融点＋１０℃以上となる温度範囲、より好ましくは該融点＋１０℃以上、さらに好ましくは該融点＋２０℃以上から、好ましくは該融点＋１００℃以下、より好ましくは該融点＋５０℃以下までの範囲の温度に加熱して行うことができる。
　前記溶融混練機としては分散性や生産性の観点から二軸混練押出機が好ましく、例えば、樹脂成分の吐出量５～５００（ｋｇ／ｈｒ）の範囲と、スクリュー回転数５０～５００（ｒｐｍ）の範囲とを適宜調整しながら溶融混練することが好ましく、それらの比率（吐出量／スクリュー回転数）が０．０２～５（ｋｇ／ｈｒ／ｒｐｍ）の範囲となる条件下に溶融混練することがさらに好ましい。溶融混練機への各成分の添加、混合は同時に行ってもよいし、分割して行っても良い。例えば、前記成分のうち、添加剤を添加する場合は、前記二軸混練押出機のサイドフィーダーから該押出機内に投入することが分散性の観点から好ましい。かかるサイドフィーダーの位置は、前記二軸混練押出機のスクリュー全長に対する、該押出機樹脂投入部（トップフィーダー）から該サイドフィーダーまでの距離の比率が、０．１以上であることが好ましく、０．３以上であることがより好ましい。かかる比率は０．９以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましい。
　このように溶融混練して得られる本開示に係るＰＡＳ樹脂組成物は、前記主成分と、必要に応じて加える任意成分及びそれらの由来成分を含む溶融混合物であり、該溶融混練後に、公知の方法、例えば、溶融状態の樹脂組成物をストランド状に押出成形した後、ペレット、チップ、顆粒、粉末などの形態に加工してから、必要に応じて１００～１５０℃の温度範囲で予備乾燥を施すことが好ましい。
　本開示の成形品はポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を成形してなる。本開示の成形品の製造方法は、前記ポリアリーレンスルフィド樹脂組成物を溶融成形する工程を有する。以下、詳述する。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物は、射出成形、ガスインジェクション成形、圧縮成形、コンポジット、シート、パイプなどの押出成形、引抜成形、ブロー成形、トランスファー成形など各種成形に供することが可能であるが、特に離形性にも優れるため射出成形用途に適している。射出成形にて成形する場合、各種成形条件は特に限定されず、通常一般的な方法にて成形することができる。例えば、射出成形機内で、樹脂温度がＰＡＳ樹脂の融点以上の温度範囲、好ましくは該融点＋１０℃以上の温度範囲、より好ましくは融点＋１０℃～融点＋１００℃の温度範囲、さらに好ましくは融点＋２０～融点＋５０℃の温度範囲で前記ＰＡＳ樹脂組成物を溶融する工程を経た後、樹脂吐出口よりを金型内に注入して成形すればよい。その際、金型温度も公知の温度範囲、例えば、室温（２３℃）～３００℃、好ましくは１２０～１８０℃に設定すればよい。
　本開示のＰＡＳ樹脂組成物の成形品としては、例えば、電磁波透過性、熱安定性、吸水性、機械的強度、及び寸法安定性に優れることから、ギヤ及び当該樹脂製のギヤを複数備えるギヤボックスが例示される。本開示の成形品は、以下のような通常の樹脂成形品とすることもできる。例えば箱型の電気・電子部品集積モジュール用保護・支持部材・複数の個別半導体又はモジュール、センサ、ＬＥＤランプ、コネクタ、ソケット、抵抗器、リレーケース、スイッチ、コイルボビン、コンデンサ、バリコンケース、光ピックアップ、発振子、各種端子板、変成器、プラグ、プリント基板、チューナ、スピーカ、マイクロフォン、ヘッドフォン、小型モーター、磁気ヘッドベース、パワーモジュール、端子台、半導体、液晶、ＦＤＤキャリッジ、ＦＤＤシャーシ、モーターブラッシュホルダ、パラボラアンテナ、コンピュータ関連部品等に代表される電気・電子部品；ＶＴＲ部品、テレビ部品、アイロン、ヘアードライヤ、炊飯器部品、電子レンジ部品、音響部品、オーディオ・レーザディスク・コンパクトディスク・ＤＶＤディスク・ブルーレイディスク等の音声・映像機器部品、照明部品、冷蔵庫部品、エアコン部品、タイプライタ部品、ワードプロセッサ部品、或いは給湯機や風呂の湯量、温度センサなどの水回り機器部品等に代表される家庭、事務電気製品部品；オフィスコンピュータ関連部品、電話器関連部品、ファクシミリ関連部品、複写機関連部品、洗浄用治具、モーター部品、ライタ、タイプライタなどに代表される機械関連部品：顕微鏡、双眼鏡、カメラ、時計等に代表される光学機器、精密機械関連部品；オルタネーターターミナル、オルタネーターコネクタ、ブラシホルダー、スリップリング、ＩＣレギュレータ、ライトディマ用ポテンシオメーターベース、リレーブロック、インヒビタースイッチ、排気ガスバルブ等の各種バルブ、燃料関係・排気系・吸気系各種パイプ、エアーインテークノズルスノーケル、インテークマニホールド、燃料ポンプ、エンジン冷却水ジョイント、キャブレターメインボディ、キャブレタースペーサ、排気ガスセンサ、冷却水センサ、油温センサ、ブレーキパットウェアーセンサ、スロットルポジションセンサ、クランクシャフトポジションセンサ、エアーフローメータ、ブレーキパッド摩耗センサ、エアコン用サーモスタットベース、暖房温風フローコントロールバルブ、ラジエーターモーター用ブラッシュホルダ、ウォーターポンプインペラ、タービンベイン、ワイパーモーター関係部品、デュストリビュータ、スタータースイッチ、イグニッションコイル及びそのボビン、モーターインシュレータ、モーターロータ、モーターコア、スターターリレ、トランスミッション用ワイヤーハーネス、ウィンドウォッシャーノズル、エアコンパネルスイッチ基板、燃料関係電磁気弁用コイル、ヒューズ用コネクタ、ホーンターミナル、電装部品絶縁板、ステップモーターロータ、ランプソケット、ランプリフレクタ、ランプハウジング、ブレーキピストン、ソレノイドボビン、エンジンオイルフィルタ、点火装置ケース等の自動車・車両関連部品が挙げられ、その他各種用途にも適用可能である。
（成形品）
　以下では、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について主に説明する。
　図１は、本開示の一実施形態に係るギヤ１００の構成を示す模式図である。図１を参照しながら、一実施形態に係るギヤ１００の構成について主に説明する。
　ギヤ１００は、任意の形状で形成されていてもよい。図１では、ギヤ１００は、一例として平歯車として形成されている。ギヤ１００は、上述したとおり、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第１樹脂を含有する電磁波透過性を有するギヤである。第１樹脂は、例えばＰＰＳ樹脂などのＰＡＳ樹脂を含む。これに限定されず、第１樹脂は、ＰＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＡＳ樹脂、及びＰＥＥＫ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であってもよい。
　ギヤ１００は、所定の材料特性及び製品特性を有する。本開示において、「材料特性」は、例えば成分組成などを含む。「製品特性」は、例えば電磁波遮蔽率などを含む。
　ギヤ１００の成分組成について、ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部以上含有する。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を１２０質量部以下含有する。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部含有する、すなわち第１樹脂に対して導電性材料が全く含有されていない状態で形成されていてもよい。本開示において、「導電性材料」は、例えばカーボンファイバ（ＣＦ）などの導電性フィラーを含む。
　例えば、ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部以上含有する。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を４５質量部以下含有する。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～４５質量部含有する。
　ギヤ１００の比摩耗量について、ギヤ１００では、金属と摺動した際に金属側の比摩耗量が１．０－２ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）以下である。ただし、比摩耗量は、鈴木式摩擦摩耗試験ＪＩＳ　Ｋ７２１８　Ａ法に準拠して、対金属、リング対リング、面圧０．１５ＭＰａ、周速度３００ｍｍ／秒、２３℃、１ｈｒで測定した値である。
　ギヤ１００の電磁波遮蔽率について、ギヤ１００では、測定樹脂板厚が５ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する電磁波遮蔽率が２０ｄＢ以下の範囲内にある。
　ギヤ１００の電磁波遮蔽率は、ＫＥＣ法を用いて電磁波遮蔽効果を測定することで得られる。「ＫＥＣ法」は、関西電子工業振興センターで開発された電磁波シールド効果測定装置を用いて電磁波シールド効果を測定する方法であり、公知の方法である。例えば、金属製のギヤに対しても同様に電磁波遮蔽率を測定し、金属製のギヤとギヤ１００との間で電磁波遮蔽率を比較することも可能である。
　鉄、ステンレス鋼、及びアルミニウムなどを含む金属により形成されている従来のギヤは電磁波の透過率が低く電磁波を遮蔽する。例えば、測定金属板厚が１ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する鉄の電磁波遮蔽率は、１００ｄＢ以上である。同様に、カーボンファイバ（ＣＦ）などの導電性フィラーを含む導電性材料を多く含有する従来の樹脂製のギヤも電磁波の透過率が低く電磁波を遮蔽する。例えば、測定樹脂板厚が５ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する当該ギヤの電磁波遮蔽率は、４０ｄＢよりも大きい。
　ギヤ１００の電磁波遮蔽率は、無線通信においてターゲットとなる周波数帯に合わせて測定される。ターゲットとなる周波数帯域は、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲に含まれる。例えば、Ｗｉｆｉ（登録商標）では、２．４ＧＨｚの周波数が利用される。ギヤ１００の電磁波遮蔽率の測定は、ギヤ１００の肉厚に鑑みて測定樹脂板厚５ｍｍ前後で実施される。
　図２は、本開示の一実施形態に係るギヤボックス１０の外観を示す模式図である。図３は、図２のギヤボックス１０の内部を模式的に示す透視図である。図２及び図３を参照しながら、一実施形態に係るギヤボックス１０の構成について主に説明する。
　ギヤボックス１０は、複数のギヤ１００を有する。ギヤボックス１０は、例えば互いに噛み合って連動する第１ギヤ１００ａ及び第２ギヤ１００ｂを有する。第１ギヤ１００ａ及び第２ギヤ１００ｂの各々は、ギヤ１００について上述した所定の材料特性及び製品特性、並びに金属と摺動した際の金属側の比摩耗量を有する。以下では、第１ギヤ１００ａと第２ギヤ１００ｂとを互いに区別しないときは、まとめて「ギヤ１００」と記載する。
　ギヤボックス１０は、複数のギヤ１００の各々に取り付けられているシャフト１１０を有する。例えば、ギヤボックス１０は、第１ギヤ１００ａに取り付けられている第１シャフト１１０ａを有する。例えば、ギヤボックス１０は、第２ギヤ１００ｂに取り付けられている第２シャフト１１０ｂを有する。以下では、第１シャフト１１０ａと第２シャフト１１０ｂとを互いに区別しないときは、まとめて「シャフト１１０」と記載する。
　シャフト１１０は、その中心軸回りに回転してシャフト１１０が取り付けられているギヤ１００を回転させる。互いに噛み合って連動する第１ギヤ１００ａ及び第２ギヤ１００ｂの回転に伴って、第１シャフト１１０ａ及び第２シャフト１１０ｂもそれぞれ回転する。
　ギヤボックス１０は、シャフト１１０をシャフト１１０の中心軸回りに回転可能に支持するハウジング１２０を有する。第１ギヤ１００ａ及び第２ギヤ１００ｂを含む複数のギヤ１００は、ハウジング１２０内で連動する。
　シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第２樹脂を含有し、電磁波透過性を有する。第２樹脂は、例えばＰＰＳ樹脂などのＰＡＳ樹脂を含む。これに限定されず、第２樹脂は、ＰＡ樹脂、ＰＢＴ樹脂、ＰＯＭ樹脂、ＰＡＳ樹脂、及びＰＥＥＫ樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂であってもよい。
　成分組成について、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する。例えば、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～４５質量部含有する。
　例えば、シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部以上含有する。シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を１２０質量部以下含有する。シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する。シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部含有する、すなわち第２樹脂に対して導電性材料が全く含有されていない状態で形成されていてもよい。
　例えば、シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部以上含有する。シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を４５質量部以下含有する。シャフト１１０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～４５質量部含有する。
　例えば、ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部以上含有する。ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を１２０質量部以下含有する。ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する。ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部含有する、すなわち第２樹脂に対して導電性材料が全く含有されていない状態で形成されていてもよい。
　例えば、ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部以上含有する。ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を４５質量部以下含有する。ハウジング１２０は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～４５質量部含有する。
　以上のようなギヤボックス１０は、任意の機械に用いることができる。
　図４は、本開示の一実施形態に係るロボット用アーム機構１ａの構成を示す模式図である。例えば、ギヤボックス１０は、産業用ロボットアーム及びその他の任意のロボットに形成されているアームを含むロボット用アーム機構１ａに用いることができる。
　ロボット用アーム機構１ａは、ギヤボックス１０に加えて複数のアームを有する。ロボット用アーム機構１ａは、例えばロボット本体などに接続される第１アームＡ１と、第１アームＡ１と接続されている第２アームＡ２と、第２アームＡ２と接続されている第３アームＡ３と、第３アームＡ３と接続され、ロボット用アーム機構１ａの先端で稼働する第４アームＡ４と、を有する。
　ロボット用アーム機構１ａは、第１アームＡ１と第２アームＡ２との間に位置する第１関節部Ｊ１にギヤボックス１０を有する。ロボット用アーム機構１ａは、第２アームＡ２と第３アームＡ３との間に位置する第２関節部Ｊ２にギヤボックス１０を有する。ロボット用アーム機構１ａは、第３アームＡ３と第４アームＡ４との間に位置する第３関節部Ｊ３にギヤボックス１０を有する。
　ロボット用アーム機構１ａでは、ギヤボックス１０が動作することで、第２アームＡ２が第１関節部Ｊ１を支点として円運動する。ロボット用アーム機構１ａでは、ギヤボックス１０が動作することで、第３アームＡ３が第２関節部Ｊ２を支点として円運動する。ロボット用アーム機構１ａでは、ギヤボックス１０が動作することで、第４アームＡ４が第３関節部Ｊ３を支点として円運動する。ロボット用アーム機構１ａは、制御信号に基づいてギヤボックス１０を駆動し、指定された位置へと第４アームＡ４の先端を移動させる。
　図４では、ギヤボックス１０はロボットのアーム機構に用いられているが、ギヤボックス１０の用途はこれに限定されない。ギヤボックス１０は、ロボットのアーム機構に加えて、又は代えて、任意の他の構成部に用いられてもよい。ロボットは、ギヤ１００による駆動を必要とするような任意の構成部においてギヤボックス１０を有してもよい。
　図５は、本開示の一実施形態に係る移動体１ｂの構成を示す模式図である。例えば、ギヤボックス１０は、マイクロモビリティなどを含む車両、飛行用のドローン及びマルチコプタなどを含む航空機、並びに水中移動用のドローンなどを含む潜水艇などを包括的に含む移動体１ｂに用いることができる。
　図５に示すようなマイクロモビリティとしての移動体１ｂは、複数の車輪を有する。移動体１ｂは、例えば複数の車輪を回転させる駆動モジュールの一部としてギヤボックス１０を有する。
（効果）
　以上のような一実施形態に係るギヤ１００によれば、電磁波の透過性を向上させることが可能である。ギヤ１００は、第１樹脂を含有し、電磁波透過性を有する。加えて、ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する。ギヤ１００は、導電性材料の含有量を低く抑制した状態で形成されている。したがって、ギヤ１００は、ＣＦなどの導電性フィラーを含む導電性材料による電磁波遮蔽効果を抑制可能である。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０質量部含有することで、第１樹脂に対して導電性材料が非含有となる材料を用いて形成可能となる。以上により、ギヤ１００は、電磁波透過性に優れ、例えばミリ波レーダなどの電子通信機器の通信障害を抑制可能である。ギヤ１００は、第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～４５質量部含有することで、以上の効果をより顕著に奏する。
　従来技術では、ＣＦなどの導電性フィラーを樹脂に多く含有させてギヤの機械的強度及び摺動特性を向上させるのが通常である。本開示では、一例としてＰＰＳ樹脂に基づくギヤ１００の電磁波透過性に新たに着目し、第１樹脂において電磁波透過性を阻害しない程度に導電性材料の含有量を抑制するという技術思想が新規で容易に想到できないものである。
　ギヤ１００において、金属と摺動した際に金属側の比摩耗量が１．０－２ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）以下であることで、ギヤ１００は、金属を削らない材料により形成される。例えば、ギヤが摩耗すると摩耗粉が発生し、静電気によってギヤ表面に付着する。相手材が金属部材の場合、摩耗粉は金属を含むため、部材表面において電磁波遮蔽効果が得られてしまう。ギヤ１００は、このような電磁波遮蔽効果を抑制して、電磁波の透過性を向上させることが可能である。
　測定樹脂板厚が５ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する電磁波遮蔽率が２０ｄＢ以下の範囲内にあることで、電磁波の透過性に関する上述した効果がより顕著となる。ギヤ１００は、ターゲットとなる各周波数帯域において、電磁波の透過性を向上させ、通信障害の発生を抑制可能である。
　本開示において、「ターゲット」は、例えば、４Ｇ（4th Generation）で用いられる１．５～３．５ＧＨｚ、５Ｇで用いられる３．７ＧＨｚ及び４．５ＧＨｚ、ＧＰＳ（Global Positioning System）で用いられる１．２～１．５ＧＨｚ、無線ＬＡＮ（Local Area Network）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）で用いられる２．４ＧＨｚ、並びにＥＴＣ（Electronic Toll Collection System）及びレーダで用いられる５．８ＧＨｚの周波数帯域を含む。
　複数のギヤ１００を有するギヤボックス１０についても、電磁波の透過性に関する上述した効果が同様に発揮される。ギヤボックス１０では、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方が第２樹脂を含有し、電磁波透過性を有する。加えて、ギヤボックス１０では、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方が第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する。
　ギヤボックス１０は、導電性材料の含有量を低く抑制した状態で形成されている。したがって、ギヤボックス１０は、ＣＦなどの導電性フィラーを含む導電性材料による電磁波遮蔽効果を抑制可能である。ギヤボックス１０は、シャフト１１０及びハウジング１２０の両方が第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有することで、第２樹脂に対して導電性材料が非含有となる材料を用いて形成可能となる。以上により、ギヤボックス１０は、電磁波透過性に優れ、例えばミリ波レーダなどの電子通信機器の通信障害を抑制可能である。
　ギヤボックス１０では、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方が第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～４５質量部含有することで、以上の効果がより顕著となる。
　ギヤボックス１０を構成するギヤ１００、シャフト１１０、及びハウジング１２０の全てが、導電性材料が非含有となる樹脂で形成されていることで、金属製のギヤ及びＣＦを多く含有した樹脂製のギヤなどの電磁波遮蔽性が大きい従来のギヤと比較して、電磁波透過性が大きく向上する。
　高周波無線通信技術が採用された移動体１ｂ及びロボットにおいても、ギヤ１００及びギヤボックス１０が用いられることで、電磁波の遮蔽及び反射が抑制される。したがって、このような電磁波の遮蔽及び反射を避けようとしてギヤボックス１０に対する通信機器の搭載位置に制約を課す必要がなく、センサなどの通信機器の搭載位置についての自由度が向上する。電磁波の遮蔽及び反射が抑制されるため、搭載レイアウトに制限がなく、例えばギヤボックス１０の周辺に通信機器を配置することも可能である。例えば、マイクロコントローラ及びコントローラなどの直近にギヤボックス１０を設置することも可能であり、省スペース化が容易である。
　加えて、ロボットにおいては、アーム機構などの可動部にギヤボックス１０が配置されることで、アーム機構の移動経路に依存することなく良好な通信品質を維持することが可能である。例えば、工場の自動化に伴って、５Ｇ通信を用いてロボットを制御する環境下であっても、当該ロボットに搭載されたギヤ１００及びギヤボックス１０において電磁波透過性が向上し、従来問題となっていた通信障害の発生が抑制される。
　本開示は、その精神又はその本質的な特徴から離れることなく、上述した実施形態以外の他の所定の形態で実現できることは当業者にとって明白である。したがって、先の記述は例示的であり、これに限定されない。開示の範囲は、先の記述によってではなく、付加した請求項によって定義される。あらゆる変更のうちその均等の範囲内にあるいくつかの変更は、その中に包含されるとする。
　例えば、上述した各構成部の形状、大きさ、配置、向き、及び個数などは、上記の説明及び図面における図示の内容に限定されない。各構成部の形状、大きさ、配置、向き、及び個数などは、その機能を実現できるのであれば、任意に構成されてもよい。
　上記実施形態では、ギヤ１００では、測定樹脂板厚が５ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する電磁波遮蔽率が２０ｄＢ以下の範囲内にあると説明したがこれに限定されない。周波数の範囲及び電磁波遮蔽率の範囲について異なる範囲であってもよい。
　上記実施形態では、ギヤボックス１０は、第１ギヤ１００ａ及び第２ギヤ１００ｂの２つのギヤ１００を有すると説明したが、これに限定されない。ギヤボックス１０は、３つ以上のギヤ１００を有してもよい。同様に、ギヤボックス１０は、３つ以上のシャフト１１０を有してもよい。
　上記実施形態では、図３に示すとおり、第１ギヤ１００ａが大きく、第２ギヤ１００ｂが小さくなるように形成されているが、これに限定されない。ギヤのサイズは逆であってもよいし、第１ギヤ１００ａと第２ギヤ１００ｂとの間でサイズが同一であってもよい。
　上記実施形態では、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第２樹脂を含有し、電磁波透過性を有すると説明したが、これに限定されない。シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、電磁波透過性の向上という効果を達成できる任意の他の材料に基づいて形成されていてもよい。
　上記実施形態では、シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部、例えば０～４５質量部含有すると説明したが、これに限定されない。シャフト１１０及びハウジング１２０の少なくとも一方は、電磁波透過性の向上という効果を達成できる任意の含有量で第２樹脂が導電性材料を含有するように構成されてもよい。
１ａ　　　ロボット用アーム機構
１ｂ　　　移動体
１０　　　ギヤボックス
１００　　ギヤ
１００ａ　第１ギヤ
１００ｂ　第２ギヤ
１１０　　シャフト
１１０ａ　第１シャフト
１１０ｂ　第２シャフト
１２０　　ハウジング
Ａ１　　　第１アーム
Ａ２　　　第２アーム
Ａ３　　　第３アーム
Ａ４　　　第４アーム
Ｊ１　　　第１関節部
Ｊ２　　　第２関節部
Ｊ３　　　第３関節部

Claims (9)

  1. 　エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第１樹脂を含有する電磁波透過性を有するギヤであって、前記第１樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有し、
    　金属と摺動した際に金属側の比摩耗量が１．０－２ｍｍ３／（Ｎ・ｋｍ）以下である、
    　ギヤ。
  2. 　請求項１に記載のギヤであって、
    　測定樹脂板厚が５ｍｍであるときに、周波数１ＧＨｚ～６ＧＨｚの範囲にある電磁波に対する電磁波遮蔽率が２０ｄＢ以下の範囲内にある、
    　ギヤ。
  3. 　請求項１又は２に記載のギヤであって、
    　前記第１樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂である、
    　ギヤ。
  4. 　請求項１又は２に記載の複数のギヤと、
    　前記複数のギヤの各々に取り付けられているシャフトと、
    　前記シャフトを前記シャフトの中心軸回りに回転可能に支持するハウジングと、
    　を備え、
    　前記複数のギヤが前記ハウジング内で連動する、
    　ギヤボックス。
  5. 　請求項４に記載のギヤボックスであって、
    　前記シャフト及び前記ハウジングの少なくとも一方は、エンジニアリングプラスチック及びスーパーエンジニアリングプラスチックからなる群から選択される少なくとも１種の第２樹脂を含有し、電磁波透過性を有する、
    　ギヤボックス。
  6. 　請求項５に記載のギヤボックスであって、
    　前記シャフト及び前記ハウジングの少なくとも一方は、前記第２樹脂１００質量部に対し導電性材料を０～１２０質量部含有する、
    　ギヤボックス。
  7. 　請求項５に記載のギヤボックスであって、
    　前記第２樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアリーレンスルフィド樹脂、及びポリエーテルエーテルケトン樹脂からなる群から選択される少なくとも１種の樹脂である、
    　ギヤボックス。
  8. 　請求項４に記載のギヤボックスを備える移動体。
  9. 　請求項４に記載のギヤボックスを備えるロボット用アーム機構。
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