CN115076333A

CN115076333A - 注射成型体

Info

Publication number: CN115076333A
Application number: CN202210240964.8A
Authority: CN
Inventors: 妙岛竜也; 泷健二朗
Original assignee: Enplas Corp
Current assignee: Enplas Corp
Priority date: 2021-03-16
Filing date: 2022-03-10
Publication date: 2022-09-20
Also published as: JP2022142462A

Abstract

本发明提供形状的尺寸精度高且静音性优异的注射成型体。注射成型体具有中央部、主体部和外周部，中央部与外周部通过主体部连接，主体部具有：注射成型时的浇口痕迹；以及槽部，在如下位置沿周向延伸地设置，且在周向上该槽部的深度不一，该位置是在径向上与浇口痕迹的位置不同的位置。

Description

注射成型体

技术领域

本发明涉及齿轮等注射成型体。

背景技术

以往，作为在各种机械装置中使用的齿轮，已知有通过注射成型或者嵌件成型来制作，且在外周具有齿部的树脂齿轮。与金属制齿轮相比，树脂齿轮具有噪音少且耐磨损性及耐药品性优异的优点。并且，与金属制齿轮相比，树脂齿轮重量更轻，成型更精密，可以进行大量生产。

对于树脂齿轮，为了提高会影响到旋转传递精度的真圆度等形状的尺寸精度，采取了对型腔内的熔融树脂材料的流动进行控制的处理。

例如，在专利文献1中公开了以下结构，即，在由圆盘状的腹板将成型件的外周的圆环状的轮缘与成型件中央部的轴部连接而成的树脂齿轮中，在比设置于腹板上的浇口更靠外周部的位置立设凸棱，来控制熔融树脂材料的流动的结构。

在专利文献1中，流入到构成凸棱的空间的树脂的容量较大，熔融树脂材料的流动到达树脂齿轮的外周的轮缘部的时刻延迟。由此，从浇口至外周的轮缘部均匀地填充树脂，使作为树脂齿轮的成型件的真圆度提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5443089号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，在专利文献1的树脂齿轮中，通过将凸棱在腹板的浇口的外周侧沿轴向立设，来调整熔融树脂的流动，因此树脂齿轮整体的外形尺寸在轴向上较大。由此，有可能会干扰树脂齿轮的咬合对象，根据树脂齿轮的配设位置的不同，咬合对象的外形尺寸也需要改变。

另外，还存在以下问题：凸棱是在其延伸方向上储存树脂而形成的，因此树脂容易沿其延伸的周向流动，难以沿放射方向精度更高且均匀地填充树脂。

已知，尤其是，在树脂齿轮的成型过程中，当向外周部填充熔融树脂时在外周部的齿部形成熔合痕的情况下，由于旋转传递精度，尤其是单一间距误差的影响，会在旋转传递时产生噪音。

正因为如此，期望通过将树脂等成型材料精度良好且均匀地填充至外周部来实现不易产生单一间距误差，且静音性优异的齿轮。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供形状的尺寸精度高且静音性优异的注射成型体。

解决问题的方案

本发明的注射成型体的一个形态采用以下结构：具有中央部、主体部和外周部，所述中央部与所述外周部通过所述主体部连接，所述主体部具有：注射成型时的浇口痕迹；以及槽部，在如下位置沿周向延伸地设置，且在所述周向上该槽部的深度不一，所述位置是在径向上与所述浇口痕迹的位置不同的位置。

发明效果

如以上说明的那样，根据本发明，能够实现形状的尺寸精度高且静音性优异的注射成型体。

附图说明

图1是表示作为本发明的一实施方式的注射成型体的齿轮的立体图。

图2是该齿轮的仰视图。

图3是该齿轮的俯视图。

图4是图3的A―A线剖面图。

图5是图3的B―B线剖面图。

图6是图3的C―C线剖面图。

图7A、图7B是用于说明作为本发明的一实施方式的注射成型体的齿轮的尺寸精度的图。

图8A、图8B、图8C、图8D是用于说明作为本发明的一实施方式的注射成型体的齿轮的尺寸精度的图。

附图标记说明

1 齿轮

2 轴部

3 齿轮主体部(主体部)

4 轮缘部

5 槽部

6 齿部(外周部)

21 轴孔

31 第一腹板

32 第二腹板

33 第三腹板

52、52-1、52-2、52-3 最深部

54、54-1、54-2、54-3 最浅部

56-1、56-2、56-3 中间部分

G1、G2、G3 浇口痕迹

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。

图1是表示作为本发明的一实施方式的注射成型体的齿轮的立体图，图2是该齿轮的仰视图。

图1和图2所示的作为注射成型体的齿轮1具有：在中央部具有轴部2的、例如圆盘状的齿轮主体部3；以及设置于齿轮主体部3的外周部的圆环状的轮缘部4。

注射成型体是通过注射成型向用于生产产品的模具中的将成为产品的空间内注入并填充成型材料而成型的，且能够旋转。注射成型体例如是进行旋转并将其旋转力或者来自外部的驱动力传递至其他旋转体的旋转传递部件。例如，也可以通过嵌件成型等方法形成注射成型体，所述嵌件成型是如下成型方式，即，预先在模具内配置部件，并在该部件的周围填充成型材料来进行成型的方法。

注射成型体中可以不具有外周部的齿部，也可以构成为以轮缘部4的外周面与其他注射成型体的外周面滑动。另外，注射成型体还可以在外周面设置沿周向延伸的凹状部而将其作为滑轮。优选地，注射成型体具有沿周向延伸的尺寸精度较高的部分，并且是形成为以轴部为中心旋转的圆盘状或者圆柱状(也可以是空心的)的齿轮、滑轮等的注射成型体。在本实施方式中，作为注射成型体的一例，使用齿轮1，因此为了便于说明，将主体部称作齿轮主体部3来进行说明。

轴部2设置于齿轮1的中央部，设置有齿轮1的旋转中心轴。轴部2具有沿齿轮1的轴向(厚度方向)贯通的轴孔21，构成齿轮1的旋转轴的轴部插通到该轴孔21。

在本实施方式中，注射成型体的齿轮1中，在齿轮主体部3的外周部所设置的轮缘部4的外周面上，设置有需要高尺寸精度的齿部6。齿部6与齿轮主体部3一体成型，设置于在径向上与浇口痕迹G1～G3的位置不同的位置，是在使用时与其他的机械部件(例如其他的齿轮)卡合的外周部。

齿轮主体部3在沿轴向间隔开的两个面中的一侧的面(上表面)具有浇口痕迹G和槽部5。也就是说，齿轮主体部3在同一端面上具有浇口痕迹G1～G3和槽部5。齿轮主体部3的内侧面(下表面侧的面)平坦，一侧的面(图中为上表面)具有高度不一的形状。

齿轮主体部3具有从作为轴部2的轴孔21侧向外周侧依次配置的第一腹板31、第二腹板32、槽部5及第三腹板33，且第三腹板33的外周连接着轮缘部4。

在本实施方式中，轮缘部4以垂直突出的方式设置于齿轮主体部3的外周部，也就是外周的腹板即第三腹板33的外周。

浇口痕迹G1～G3是在通过注射成型等方法成型出齿轮1时被形成的浇口的痕迹。浇口是用于向由模具的型芯和型腔形成的空间内注入树脂的树脂注入口。具体而言，浇口痕迹G1～G3是在使用模具(型芯和型腔)来成型出齿轮1的情况下，从浇口填充成型材料(例如，熔融树脂)来成型出成型件(齿轮1)之后，从型腔取出成型件(齿轮1)时被形成的痕迹。优选地，浇口痕迹G1～G3配置于如下位置，即，使得成型材料在型腔内适当地流动至作为产品的成型件整体的位置。

此外，形成注射成型体的齿轮1的成型材料即熔融树脂例如可以是：适于注射成型的热塑性树脂，例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂或聚酰胺树脂(聚酰胺66等)等通用合成树脂、或聚缩醛树脂(POM)、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂等工程塑料等。另外，也可以是，在这些树脂材料中混入有填充材料或增强纤维(玻璃纤维、碳纤维)等而成的材料。另外，对于成型材料，也可以使用金属粉末。在本实施方式中，作为熔融树脂，例如使用含有玻璃纤维等增强纤维来作为增强树脂的POM。

在本实施方式中，浇口痕迹G1～G3沿着周向等间隔地设置于第二腹板32上。

图3是本发明的一实施方式的齿轮的俯视图，图4、图5及图6分别是图3的A―A线剖面图、B―B线剖面图、以及图3的C―C线剖面图。如图1、图3～图6所示，在浇口痕迹G1～G3的径向外侧相邻地设置有槽部5。

型芯中将成为槽部5的部分具有以下功能：在齿轮1的成型过程中，暂时地拦截从浇口痕迹G1～G3注入并流入至型腔内的熔融树脂沿径向的流动。槽部5对从浇口沿径向流动的熔融树脂进行调整，使其均匀地流入并填充至型腔内。

型芯中将成为槽部5的部分拦截来自浇口痕迹G1～G3的熔融树脂，来控制如下时间，即，该熔融树脂越过将成为槽部5的部分而沿径向流动的时间，例如向外周侧流动的时间。槽部5沿周向延伸且在周向上深度不一。

通过利用型芯中将成为槽部5的部分进行控制，使得流至齿轮1整体的熔融树脂均匀地流动。通过使槽部5的深度不一，从而在成型的过程中，在型腔内从浇口沿径向(例如，放射方向)流动的熔融树脂越过槽部5朝径向外侧流入至外周的时间，可以根据槽部5的深度的不同对应地得到调整。由此，熔融树脂均匀地流入至外周部整体，均匀地流动至注射成型体整体。

在本实施方式中，如图1、图3及图4所示，槽部5形成为俯视时呈包围作为轴部2的轴孔21的环形形状。

槽部5的最深部52在齿轮主体部3的外周侧与各浇口痕迹G1～G3相邻，且配置于通过浇口痕迹G1～G3的放射线H(参照图3)上。此外，槽部5形成为从最深部52(52-1、52-2、52-3)沿周向延伸。

另外，槽部5的最浅的部位即最浅部54(54-1、54-2、54-3)配置于槽部5中的、在周向上间隔开配置的最深部52-1、52-2、52-3彼此之间的中间部分。

在本实施方式中，槽部5的底部以深度从最深部52-1、52-2、52-3至最浅部54-1、54-2、54-3逐渐变浅的方式形成坡度。在该结构中，如图3和图6所示，槽部5中的、彼此相邻的最深部52-1、52-2、52-3与最浅部54-1、54-2、54-3之间的中间部分56-1、56-2、56-3的高度相同。

注射成型体的结构如下：在圆盘状或者圆柱状的主体部，例如腹板部分，设置有浇口痕迹，并在主体部上具有需要高尺寸精度的部位作为在径向上与浇口痕迹间隔开配置的、在使用时与其他机械部件卡合的外周部。外周部与主体部一体成型，且设置于在径向上与浇口痕迹的位置不同的位置。

对于注射成型体，只要在主体部上设置有在径向上的外周部与浇口痕迹之间的位置沿周向延伸，且在周向上深度不一的槽部即可。槽部也可以在外周部侧且在径向上与浇口痕迹相邻地配置。

此外，使槽部5具有在周向上深度不一的部位，以使作为成型材料的熔融树脂均匀地填充至外周部。例如，注射成型体构成为，在主体部(齿轮主体部3)的外周部(轮缘部4)具有如齿轮1的齿部6那样需要高尺寸精度的部位作为外周部。在该情况下，槽部5也可以在注射成型体中形成为如下形状：从槽部5在齿轮主体部3中在径向外侧与浇口痕迹G1～G3相邻的部位即最深部起沿周向逐渐变浅并且沿周向延伸的、俯视时呈圆弧状的形状。

也就是说，若注射成型体采用通过使熔融树脂均匀地流至型腔内，使得不易在如齿部6那样需要高尺寸精度的部位产生熔合痕的结构，则槽部5的形状也可以不是在该部位侧与浇口痕迹G相邻且包围轴部的环形形状。另外，槽部5也可以是具有沿周向深度逐渐变化的平坦的倾斜面，或具有台阶状的底面，或具有弯曲的倾斜面。

根据本实施方式的齿轮1的结构，具有槽部5，该槽部5以在周向上延伸的方式设置于径向上的浇口痕迹G1～G3与齿部(外周部)6之间的位置，且该槽部5在周向上深度不一。

由此，在成型出齿轮1时，由于型芯中将成为槽部5的部分的高度，从浇口填充的作为成型材料的熔融树脂被拦截，从而可以调整熔融树脂的流量。另外，进行沿着构成型腔的槽部5的部位而使熔融树脂沿周向流动等的控制。例如，在槽部5与浇口痕迹G相邻地形成的情况下，可以在经由浇口向模具内注入熔融树脂后，立即进行上述控制。因此，通常情况下，距浇口较近的部分比距浇口较远的部分更早地得到填充，能够对这样的熔融树脂的流动进行控制，从而均匀地将熔融树脂填充至需要高尺寸精度的齿部6。

根据本实施方式，在需要高尺寸精度的部位，例如齿部6，不易产生熔合痕，能够减少齿部6中的单一间距误差的产生，并且在将注射成型体旋转时产生的旋转力通过与咬合对象咬合传递至其他部件的情况下，能够确保静音性。而且，在齿部6中，熔合痕的产生得到抑制，因此不易发生熔合痕所引起的强度降低。

图7A、图7B、图8A～图8D是用于说明作为本发明的一实施方式的注射成型体的齿轮的尺寸精度的图。详细地说，图7A示出本实施方式的齿轮1，图7B示出与齿轮1同样地通过注射成型制作但与齿轮1不同而不具有槽部5的齿轮100，并且图7A和图7B还分别示出在各自的齿轮中测定了单一间距误差的部位。另外，图8A～图8D示出本实施方式的齿轮1和作为比较例的齿轮100的各自的齿部中测定出的同一部位的单一间距误差。应予说明，在图8A～图8D中，沿周向排列的号码是齿部的号码，沿径向排列的号码是以0(无误差)为基准的各个齿部的误差。

如图7A和图7B所示，对于本实施方式的齿轮1和作为比较例的齿轮100，分别制作了多个(6个)。在齿轮1的制作方法和齿轮100的制作方法中，均使用了同样的成型材料(例如，含有玻璃纤维等增强纤维来作为增强树脂的POM)。另外，在齿轮1的制作方法和齿轮100的制作方法中使用了相同的模具，该模具中的用于形成槽部的槽部用模具镶块是可拆装的。并且，在齿轮1的制作方法和齿轮100的制作方法中，包括成型材料的温度、环境条件等在内，全部以相同条件进行了制作。

对于图7A、图7B所示的齿轮1和齿轮100各自的齿部6A、60，分别测定了右齿面RH和左齿面LH的单一间距，测定结果如图8A～图8D所示。在图7A中，附图标记HC表示齿宽中央，在图7B所示的比较例的齿轮100中，对应于齿轮1的齿轮主体部3、浇口痕迹G1、轮缘部4的部位分别表示为齿轮主体部3H、浇口痕迹GH、轮缘部4H。

图8A和图8B示出多个齿轮1的齿部6A(参照图7A)中的右齿面RH和左齿面LH的单一间距的测定结果。另外，图8C和图8D示出多个齿轮100的齿部60(参照图7B)的右齿面RH和左齿面LH的单一间距的测定结果。

如图7A、图7B、图8A～图8D所示，将本实施方式的齿轮1与比较例的齿轮100进行比较的结果为，在齿轮100的齿部60中，在左右齿面LH、RH上均产生尺寸误差，尤其产生了熔合痕导致的单一间距误差WG。

相对于此，在具有槽部5的本实施方式的齿轮1中，在齿轮1的齿部6A中，在左右齿面LH、RH上尺寸误差较少，熔合痕导致的单一间距误差不存在(参照图8A、图8B)或者很小。

由此，可知，在齿轮1那样的注射成型体中，若设置有如下槽部5，则与比较例相比，齿轮的形状的尺寸精度高且静音性优异，该槽部5配置为在径向上与浇口痕迹(G1～G3)相邻且在周向上延伸，并且该槽部5在周向上深度不一。

此外，在本实施方式中，构成为具有三个浇口(即浇口痕迹G1～G3)，但不限于此，若能够利用槽部5的深度，以使熔融树脂均匀地填充至注射成型体的型腔内的方式进行控制，则也可以构成为仅具有一个浇口。在该情况下，浇口痕迹是一个。另外，浇口也可以是两个或四个以上，在该情况下，浇口痕迹为两个或四个以上。

另外，构成为在浇口痕迹G的外周侧与其相邻地设置有槽部5，但不限于此，当在浇口痕迹G的内周侧(径向内侧)存在需要高尺寸精度的部位，例如存在齿部的情况下，也可以构成为在浇口痕迹的内周侧与其相邻地设置有槽部。

另外，在本实施方式中，齿轮主体部3在同一端面上具有浇口痕迹G1～G3和槽部5。由此，在通过注射成型等成型出注射成型体时，易于从型腔将型芯取出而能够精度良好地成型，但也可以构成为，在主体部中与浇口痕迹相反的一侧具有槽部。

应该认为此次公开的实施方式在所有方面均为例示，而非用于限制。本发明的范围并非由上述说明表示，而是由权利要求书表示，并且还包括与权利要求书等同的含义及范围内的所有变更。也就是说，关于上述的结构或各部分的形状的说明是一例，显然能够在本发明的范围内对这些例子进行各种变更和追加。

工业实用性

本发明的注射成型体具有形状的尺寸精度高且静音性优异的效果，作为齿轮是有用的。

Claims

1.一种注射成型体，具有中央部、主体部和外周部，所述注射成型体的特征在于，

所述中央部与所述外周部通过所述主体部连接，

所述主体部具有：

注射成型时的浇口痕迹；以及

槽部，在如下位置沿周向延伸地设置，且在所述周向上所述槽部的深度不一，所述位置是在径向上与所述浇口痕迹的位置不同的位置。

2.如权利要求1所述的注射成型体，其中，

所述槽部的最深部配置于通过所述浇口痕迹的放射线上的位置。

3.如权利要求2所述的注射成型体，其中，

所述槽部的深度从所述最深部起沿周向逐渐变浅。

4.如权利要求1所述的注射成型体，其中，

所述槽部的形状是包围轴部的环形形状。

5.如权利要求1所述的注射成型体，其中，

所述外周部设置于与所述主体部的外周连接的圆环状的轮缘部，

所述槽部在所述浇口痕迹的外周侧与所述浇口痕迹相邻地设置。

6.如权利要求5所述的注射成型体，其中，

在所述轮缘部的外周面设置有齿轮齿部。

7.如权利要求1所述的注射成型体，其中，

所述主体部在同一端面上具有所述浇口痕迹和所述槽部。