JP2004263804A

JP2004263804A - Resin gear

Info

Publication number: JP2004263804A
Application number: JP2003056053A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Inoue; 昌弘井上; Norio Usuki; 功雄臼杵; Takanori Kurokawa; 貴則黒川; Kiyobumi Hiroi; 清文廣井; Hiroyuki Sasaki; 啓之佐々木; Hiroyuki Yabe; 裕之矢部
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Tigers Polymer Corp
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd; Tigers Polymer Corp
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2004-09-24
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP4288087B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin gear to be used for a power transmission mechanism such as an automobile component or various industrial equipment, preventing the degradation of the strength or tooth shaping accuracy of the resin gear and improving the fluidity of a molten resin injected from gates. <P>SOLUTION: The annular resin gear 1 is formed by molding a resin injected from the plurality of peripheral gates 3. It has a toothed portion 11 on the outer peripheral face 1a. Through-holes 4 are formed at positions peripherally dislocated from center positions between the peripherally adjacent gates 3, ribs 12, 13, 14 extending in radial directions are radially formed at a plurality of positions including gate portions and weld portions, and ribs 12 of the gate portions and ribs 13 of the weld portions are formed wider than remaining ribs 14, 15. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用部品等の動力伝達機構や各種産業機器等において使用される樹脂歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多点ピンゲートから樹脂を射出成形してなる樹脂歯車がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
各ゲートから金型内に注入された溶融樹脂は、ゲートを中心にして、金型内のキャビティを放射状に広がり、樹脂歯車が射出成形される。
【０００４】
樹脂歯車には、通気や軽量化のための貫通孔が形成されたものがある。例えば、ＣＶＴ用ボールねじに装着する樹脂歯車には、ベルト／プーリ発熱部の冷却用の貫通孔が形成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１５６８９２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の樹脂歯車の場合、貫通孔は周方向等間隔に形成され、各々周方向に隣り合うゲート間の中央に位置している。このため、周方向に隣り合うゲートから注入された溶融樹脂が合流する位置と、貫通孔の形成位置とが一致してしまう。
【０００７】
すなわち、隣り合うゲート間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルド部と、貫通孔の周囲において溶融樹脂が当該孔を回り込むことに起因するウエルド部とが同じ位置に発生する。
【０００８】
このように、２種類のウエルド部が同じ位置に発生することにより、当該ウエルド部の数は減少するが、耐ヒートショック性の低下による樹脂歯車の破損などの強度低下や、歯形精度が低下するおそれがあった。さらに、貫通孔が形成されているため、当該部位における強度低下は、より一層大きなものとなる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周方向複数のゲート部から樹脂を射出成形してなり、外周面に歯部を有した環状の樹脂歯車であって、周方向に隣り合うゲート部間において、当該ゲート部間の中央に位置するウエルド部に対して周方向にずれた位置に貫通孔が形成されており、前記ゲート部および前記ウエルド部を含む周方向複数位置に、それぞれ径方向に延設されて放射状にリブが形成され、前記ゲート部のリブと前記ウエルド部のリブが、残余のリブより幅広に形成されているものである。
【００１０】
好ましくは、前記ウエルド部のリブが前記ゲート部のリブより幅広に形成されている。
【００１１】
樹脂歯車が適用される部位は特に限定されるものではなく、例えば、ＣＶＴの変速用ボールねじ装置のブラケット等に射出成形されて、ブラケット等に一体形成されるものや、ブラケット等に一体形成されず、例えば、中心に回転軸等を取付ける取付孔を有した樹脂歯車が単体にて射出成形されるものであってもよい。
【００１２】
ゲートや貫通孔の数は特に限定されるものではなく、例えば、同数であって周方向に交互に形成されていたり、あるいはゲート数に対して貫通孔がその倍数であって、各ゲートの周方向両側にそれぞれ貫通孔が形成されるものであってもよい。すなわち、ゲートと貫通孔の数を同数あるいは倍数とすることで、樹脂歯車を対称形状とすることができ、樹脂成形時の流動バランスを取ることができ、成形性に優れる。
【００１３】
貫通孔の大きさについても、通気孔として使用される場合や、軽量化を目的として形成される場合など、その目的に応じて自由に決められるものである。
【００１４】
本発明の樹脂歯車によると、周方向に隣り合うゲート間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔が形成されており、周方向に隣り合うゲートから注入された溶融樹脂が合流する位置と、貫通孔の形成位置とが一致しない。
【００１５】
よって、隣り合うゲート間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルド部と、貫通孔の周囲において溶融樹脂が当該孔を回り込むことに起因するウエルド部とが同じ位置に発生せず、樹脂歯車の強度や歯形精度が低下するのを防止できる。
【００１６】
ゲート部のリブとウエルド部のリブが、残余のリブより幅広に形成されており、ゲートから注入された溶融樹脂の流動性が向上する。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る樹脂歯車を図面に基づいて説明する。
【００１８】
図１は本実施形態における樹脂歯車の正面図、図２は樹脂歯車の断面図である。
【００１９】
本実施形態は、環状のブラケット２の外周に、金型に形成された周方向複数のゲート３から樹脂を射出成形して、樹脂歯車１を金属製のブラケット２に一体形成したものである。
【００２０】
樹脂歯車１は、ブラケット２の外周と一体に形成された環状のボス部１６と、ボス部１６から外径方向に延設された薄肉のウエブ部１７と、ウエブ部１７から外径方向に延設された環状のリム部１８と、リム部１８の外周に所定のピッチで形成された複数の歯部１１とで構成されている。
【００２１】
ウエブ部１７には、周方向等間隔に径方向に延設されて複数のリブ１２，１３，１４，１５が放射状に形成されている。
【００２２】
リブ１２は、金型の周方向に等間隔に形成されたゲート３に相当する位置に形成されている。
【００２３】
リブ１３は、隣り合う一対のリブ１２の中間に形成されている。各ゲート３から注入された溶融樹脂は、ゲート３を中心にして金型内のキャビティを放射状に流動して広がり、リブ１３部分にて溶融樹脂が合流することに起因するウエルド部が形成される。
【００２４】
リブ１４は、リブ１３に対して位相をずらした位置に形成されており、内径側に通気や軽量化のための貫通孔４を有している。
【００２５】
リブ１５は、上記以外のリブである。
【００２６】
ゲート部のリブ１２の幅寸法をＬ_１、ウエルド部のリブ１３の幅寸法をＬ_２、その他のリブ１４，１５の幅寸法をＬ_３とすると、
Ｌ_１，Ｌ_２＞Ｌ_３ …▲１▼
の関係となる。より好ましくは、Ｌ_１とＬ_２の関係を、
Ｌ_２＞Ｌ_１ …▲２▼
とする。
【００２７】
各リブ１２，１３，１４，１５の周方向の幅寸法の具体的な一例として、下記のように設定する。すなわち、ゲート部のリブ１２の幅寸法Ｌ_１＝１．４ｍｍ、ウエルド部のリブ１３の幅寸法Ｌ_２＝１．６ｍｍ、その他のリブ１４，１５の幅寸法Ｌ_３＝１．２ｍｍとする。
【００２８】
樹脂歯車を構成する樹脂材料としては、例えば、オレフィン系樹脂（ポリプロピレンなど）、フッ素樹脂、スチレン系樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂など）、アクリル系樹脂（ポリメタクリル酸メチルなど）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリアルキレンアリーレート（ホモポリエステル）、アルキレンアリレート単位を有するコポリエステル、ポリアリレート系樹脂、液晶性ポリエステルなど）、ポリカーボネート系樹脂（ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなど）、ポリアミド系樹脂（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、４６ナイロン、６６ナイロン、６Ｔナイロン、９Ｔナイロン、６１０ナイロンなどの脂肪族ナイロン、芳香族ナイロンＭＸＤ−６など）、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスルホンエーテル系樹脂などが例示できる。
【００２９】
さらに、上記樹脂材料に補強繊維が含まれていてもよい。補強繊維としては、無機繊維（ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、アルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維等）や、有機繊維（アラミド繊維等）などが例示できる。
【００３０】
樹脂歯車１の製造について説明する。
【００３１】
下型にブラケット２ならびにリング歯型を配置した後、下型と上型を合わせ、ブラケット２の外周域に対応するキャビティを形成する。キャビティ内に、上型に周方向所定間隔に配置した複数のゲート３から溶融樹脂を注入する。溶融樹脂は、ゲート３を中心に放射状に広がり、リング歯型に達して歯部を形成する。
【００３２】
樹脂歯車１はブラケット２の外周に一体的に形成され、ブラケット２と樹脂歯車１とは、例えば、軸心回りに回転一体に設けられる。
【００３３】
このように構成された樹脂歯車１によると、周方向に隣り合うゲート３間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔４が形成されており、周方向に隣り合うゲート３から注入された溶融樹脂が合流する位置と、貫通孔４の形成位置とが一致しない。よって、隣り合うゲート３間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルド部５と、貫通孔４の周囲において溶融樹脂が当該孔を回り込むことに起因するウエルド部とが同じ位置に発生せず、樹脂歯車１の強度や歯形精度が低下するのを防止でき、静的破壊強度のばらつきを抑制できる。
【００３４】
式▲１▼に示すように、ゲート部のリブ１２の幅寸法Ｌ_１とウエルド部のリブ１３の幅寸法Ｌ_２が、残余のリブ１４，１５の幅寸法Ｌ_３より幅広に形成されており、ゲート３から注入された溶融樹脂の流動性が向上する。
【００３５】
式▲２▼に示すように、最弱部であるウエルド部のリブ１３の幅寸法Ｌ_２を、ゲート部のリブ１２の幅寸法Ｌ_１より幅広とし、すなわち各リブ１２，１３，１４，１５のうちで最も幅広としたので、樹脂歯車１の強度が低下するのをより確実に防止できる。
【００３６】
なお、ゲート部のリブ１２の幅寸法Ｌ_１と、ウエルド部のリブ１３の幅寸法Ｌ_２は、その他のリブ１４，１５の幅寸法Ｌ_３より大きければよく、Ｌ_１とＬ_２の大小関係は式▲２▼に示す関係に限定されず、Ｌ_２≦Ｌ_１としてもよい。
【００３７】
また、前記実施形態に係る樹脂歯車１の構成は一例であって、例えば、ゲート部ならびにウエルド部のリブ以外のリブの形成位置は特に限定されない。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の樹脂歯車によると、隣り合うゲート間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルド部と、貫通孔を回り込むことに起因するウエルド部とが同じ位置に発生せず、樹脂歯車の強度や歯形精度が低下するのを防止でき、かつ、ゲートから注入された溶融樹脂の流動性が向上するという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における樹脂歯車の正面図
【図２】本発明の実施形態における樹脂歯車の断面図
【符号の説明】
１樹脂歯車
２ブラケット
３ゲート
４貫通孔
５ウエルドライン
１１歯部
１２，１３，１４，１５リブ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a resin gear used in a power transmission mechanism such as a part for an automobile and various industrial devices.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a resin gear formed by injection molding a resin from a multipoint pin gate (for example, see Patent Document 1).
[0003]
The molten resin injected from each gate into the mold spreads radially around the gate around the gate, and the resin gear is injection molded.
[0004]
Some resin gears have through holes formed for ventilation and weight reduction. For example, a resin gear mounted on a CVT ball screw has a through hole for cooling a belt / pulley heat generating portion.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-11-156892
[Problems to be solved by the invention]
In the case of a conventional resin gear, the through holes are formed at equal intervals in the circumferential direction, and are located at the centers between the gates adjacent in the circumferential direction. For this reason, the position where the molten resin injected from the gates adjacent in the circumferential direction merges with the position where the through hole is formed.
[0007]
That is, a weld portion caused by the merge of the molten resin at the center between adjacent gates and a weld portion caused by the molten resin flowing around the through-hole around the through hole are generated at the same position.
[0008]
As described above, when two types of welds are generated at the same position, the number of the welds is reduced, but the strength of the resin gear is reduced due to a decrease in heat shock resistance, and the tooth profile accuracy is reduced. There was a fear. Further, since the through-hole is formed, the reduction in strength at the site is further increased.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is an annular resin gear formed by injection-molding a resin from a plurality of gate portions in a circumferential direction and having a tooth portion on an outer peripheral surface, between adjacent gate portions in a circumferential direction, between the gate portions. A through-hole is formed at a position shifted in the circumferential direction with respect to the weld portion located at the center, and radially extended and radially extended at a plurality of circumferential positions including the gate portion and the weld portion. Is formed, and the rib of the gate portion and the rib of the weld portion are formed wider than the remaining ribs.
[0010]
Preferably, the rib of the weld portion is formed wider than the rib of the gate portion.
[0011]
The part to which the resin gear is applied is not particularly limited. For example, the part is formed by injection molding on a bracket or the like of a CVT speed change ball screw device and integrally formed on the bracket or the like, or integrally formed on the bracket or the like. Instead, for example, a resin gear having a mounting hole for mounting a rotating shaft or the like at the center may be injection-molded as a single unit.
[0012]
The number of gates and through holes is not particularly limited. For example, the number of gates and through holes is alternately formed in the circumferential direction, or the number of through holes is a multiple of the number of gates, and The through holes may be formed on both sides in the direction. That is, by setting the number of gates and through holes to be the same or a multiple, the resin gear can be made symmetrical, and the flow balance at the time of resin molding can be maintained, and the moldability is excellent.
[0013]
The size of the through-hole can also be freely determined according to the purpose, such as when the through-hole is used as a vent or when formed for the purpose of weight reduction.
[0014]
According to the resin gear of the present invention, the through hole is formed at a position shifted in the circumferential direction with respect to the center position between the gates adjacent in the circumferential direction, and the molten resin injected from the gates adjacent in the circumferential direction merges. And the position where the through hole is formed does not match.
[0015]
Therefore, the weld portion caused by the molten resin merging at the center between the adjacent gates and the weld portion caused by the molten resin wrapping around the through-hole around the through-hole are not generated at the same position, and the resin is not formed. It is possible to prevent the strength and the tooth profile accuracy of the gear from decreasing.
[0016]
The ribs at the gate and the welds are formed wider than the remaining ribs, so that the flowability of the molten resin injected from the gate is improved.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A resin gear according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0018]
FIG. 1 is a front view of a resin gear according to the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view of the resin gear.
[0019]
In the present embodiment, a resin gear 1 is integrally formed on a metal bracket 2 by injection molding resin from a plurality of circumferential gates 3 formed in a mold on the outer periphery of an annular bracket 2.
[0020]
The resin gear 1 includes an annular boss portion 16 formed integrally with the outer periphery of the bracket 2, a thin web portion 17 extending from the boss portion 16 in the outer diameter direction, and an outer diameter direction extending from the web portion 17. An annular rim 18 is provided, and a plurality of teeth 11 are formed on the outer periphery of the rim 18 at a predetermined pitch.
[0021]
A plurality of ribs 12, 13, 14, and 15 are radially formed on the web portion 17 and extend radially at equal intervals in the circumferential direction.
[0022]
The ribs 12 are formed at positions corresponding to the gates 3 formed at equal intervals in the circumferential direction of the mold.
[0023]
The rib 13 is formed in the middle of a pair of adjacent ribs 12. The molten resin injected from each gate 3 flows radially through the cavity in the mold around the gate 3 and spreads, and a weld portion is formed at the rib 13 due to the merging of the molten resin. .
[0024]
The rib 14 is formed at a position shifted from the phase of the rib 13, and has a through hole 4 on the inner diameter side for ventilation and weight reduction.
[0025]
The rib 15 is a rib other than the above.
[0026]
Assuming that the width of the rib 12 of the gate portion is L ₁ , the width of the rib 13 of the weld portion is L ₂ , and the width of the other ribs 14 and 15 is L ₃ .
_{_{L 1, L 2> L 3}} ... ▲ 1 ▼
It becomes the relationship. More preferably, the relationship between L ₁ and L ₂ is
_{_{L 2> L 1 ... ▲ 2}} ▼
And
[0027]
A specific example of the circumferential width of each of the ribs 12, 13, 14, 15 is set as follows. That is, the width L ₁ of the gate portion 12 is 1.4 mm, the width L ₂ of the weld rib 13 is 1.6 mm, and the width L ₃ of the other ribs 14 and 15 is 1.2 mm.
[0028]
Examples of the resin material constituting the resin gear include olefin-based resin (eg, polypropylene), fluororesin, styrene-based resin (eg, acrylonitrile-styrene copolymer, ABS resin), acryl-based resin (eg, polymethyl methacrylate), Polyester resins (polyalkylene arylates (homopolyesters) such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, copolyesters having alkylene arylate units, polyarylate resins, liquid crystalline polyesters, etc.), polycarbonate resins (bisphenol A) Fat such as molded polycarbonate, polyamide resin (6 nylon, 11 nylon, 12 nylon, 46 nylon, 66 nylon, 6T nylon, 9T nylon, 610 nylon) Nylon, and aromatic nylon MXD-6), polyacetal resin, polyphenylene ether resin, polyphenylene sulfide-based resins, polysulfone resins, polysulfone ether resin can be exemplified.
[0029]
Further, reinforcing fibers may be included in the resin material. Examples of the reinforcing fibers include inorganic fibers (glass fibers, carbon fibers, metal fibers, potassium titanate, barium titanate, alumina fibers, silica fibers, silicon carbide fibers, silicon nitride fibers, etc.) and organic fibers (aramid fibers, etc.). Can be exemplified.
[0030]
The production of the resin gear 1 will be described.
[0031]
After disposing the bracket 2 and the ring tooth mold on the lower mold, the lower mold and the upper mold are combined to form a cavity corresponding to the outer peripheral area of the bracket 2. Molten resin is injected into the cavity from a plurality of gates 3 arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the upper mold. The molten resin spreads radially around the gate 3 and reaches the ring tooth form to form teeth.
[0032]
The resin gear 1 is formed integrally on the outer periphery of the bracket 2, and the bracket 2 and the resin gear 1 are provided integrally, for example, around an axis.
[0033]
According to the resin gear 1 configured as described above, the through hole 4 is formed at a position shifted in the circumferential direction with respect to the center position between the gates 3 adjacent in the circumferential direction. The position where the injected molten resin joins does not match the position where the through hole 4 is formed. Therefore, a weld portion 5 caused by the joining of the molten resin at the center between the adjacent gates 3 and a weld portion caused by the molten resin flowing around the through-hole 4 around the through hole 4 are generated at the same position. In addition, it is possible to prevent the strength and the tooth profile accuracy of the resin gear 1 from being reduced, and to suppress the variation in the static breaking strength.
[0034]
As shown in Equation ▲ 1 ▼, width L ₂ of the width of the rib 12 of the gate portion L ₁ and the weld portion of the rib 13, are formed wider than the width L ₃ of the remaining ribs 14, 15 The fluidity of the molten resin injected from the gate 3 is improved.
[0035]
As shown in Equation ▲ 2 ▼, the width _{L 2} of the ribs 13 of the weld portion is the weakest part, it is wider than the width _{L 1} of the ribs 12 of the gate portion, that is, each rib 12, 13, 14, Since the width is the widest among them, it is possible to more reliably prevent the strength of the resin gear 1 from decreasing.
[0036]
Incidentally, the width dimension _{L 1} of the ribs 12 of the gate portion, the width _{L 2} of the ribs 13 of the weld portion may be larger than the width _{L 3} of the other ribs 14 and 15, the magnitude relation of _{L 1} and _{L 2} Is not limited to the relationship shown in Expression (2), and may be L ₂ ≦ L ₁ .
[0037]
In addition, the configuration of the resin gear 1 according to the above-described embodiment is an example, and for example, the formation positions of the ribs other than the ribs of the gate portion and the weld portion are not particularly limited.
[0038]
【The invention's effect】
According to the resin gear of the present invention, the weld portion caused by the molten resin merging at the center between the adjacent gates and the weld portion caused by going around the through hole do not occur at the same position, and the resin gear It is possible to prevent the strength and the tooth profile accuracy from being reduced, and to improve the fluidity of the molten resin injected from the gate.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of a resin gear according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a resin gear according to an embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resin gear 2 Bracket 3 Gate 4 Through hole 5 Weld line 11 Tooth part 12, 13, 14, 15 Rib

Claims

周方向複数のゲート部から樹脂を射出成形してなり、外周面に歯部を有した環状の樹脂歯車であって、
周方向に隣り合うゲート部間において、当該ゲート部間の中央に位置するウエルド部に対して周方向にずれた位置に貫通孔が形成されており、
前記ゲート部および前記ウエルド部を含む周方向複数位置に、それぞれ径方向に延設されて放射状にリブが形成され、
前記ゲート部のリブと前記ウエルド部のリブが、残余のリブより幅広に形成されている、ことを特徴とする樹脂歯車。An annular resin gear formed by injection molding a resin from a plurality of gate portions in a circumferential direction and having a tooth portion on an outer peripheral surface,
Between the gate portions adjacent in the circumferential direction, a through hole is formed at a position shifted in the circumferential direction with respect to a weld portion located at the center between the gate portions,
At a plurality of circumferential positions including the gate portion and the weld portion, radially extending ribs are formed to extend radially, respectively.
The rib of the gate portion and the rib of the weld portion are formed wider than the remaining ribs.

請求項１記載の樹脂歯車において、
前記ウエルド部のリブが前記ゲート部のリブより幅広に形成されている、ことを特徴とする樹脂歯車。The resin gear according to claim 1,
The rib of the weld portion is formed wider than the rib of the gate portion.