(57)【要約】【課題】外周部と樹脂からなる連結部との連結を強固に行うこと。【解決手段】外周に動力伝達面が形成された環状の動力伝達部と、前記動力伝達部の内周側に間隔を空けて設けられた環状の支持部と、前記動力伝達部と前記支持部とを連結し、かつ繊維強化樹脂からなる環状の連結部と、を備え、前記動力伝達部は、前記動力伝達面よりも内周側に設けられ、径方向外側を向き、かつ前記連結部と密着する密着面を有する、動力伝達部品。【選択図】図２
2020051454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に動力伝達面が形成された環状の動力伝達部と、
前記動力伝達部の内周側に間隔を空けて設けられた環状の支持部と、
前記動力伝達部と前記支持部とを連結し、かつ繊維強化樹脂からなる環状の連結部と、を備え、
前記動力伝達部は、前記動力伝達面よりも内周側に設けられ、径方向外側を向き、かつ前記連結部と密着する密着面を有する、
動力伝達部品。
【請求項２】
前記密着面には、複数の凹部が設けられている、
請求項１に記載の動力伝達部品。
【請求項３】
前記動力伝達部は、径方向内側に延出する径方向延出部を備え、
前記密着面は、前記径方向延出部に設けられている、
請求項１または２に記載の動力伝達部品。
【請求項４】
前記動力伝達部は、径方向内側に延出する径方向延出部と、前記径方向延出部から軸方向に延出する軸方向延出部と、を備え、
前記密着面は、前記軸方向延出部に設けられている、
請求項１または２に記載の動力伝達部品。
【請求項５】
前記径方向延出部は、前記動力伝達部の軸方向の端部に設けられている、
請求項３または４に記載の動力伝達部品。
【請求項６】
前記径方向延出部は、前記動力伝達部の軸方向の中間部に設けられている、
請求項３または４に記載の動力伝達部品。
【請求項７】
前記径方向延出部には、前記径方向延出部を周方向に不連続とする切り欠き部が設けられている、
請求項３〜６のいずれか一項に記載の動力伝達部品。
【請求項８】
外周に動力伝達面が形成された環状の動力伝達部と、前記動力伝達部の内周側に間隔を空けて設けられた環状の支持部と、前記動力伝達部と前記支持部とを連結し、かつ繊維強化樹脂からなる環状の連結部と、を備え、前記動力伝達部は、前記動力伝達面よりも内周側に設けられ、径方向外側を向き、かつ前記連結部と密着する密着面を有する、動力伝達部品の製造方法であって、
前記動力伝達部および前記支持部を金型にセットするステップと、
前記動力伝達部と前記支持部との間の空間に補強繊維を含むスラリーを供給するステップと、
前記スラリーを軸方向に加圧して補強用繊維基材を形成するステップと、
前記補強用繊維基材を軸方向に加熱加圧して前記補強用繊維基材に含まれる樹脂を硬化させ、前記連結部を形成するステップと、を備える、
動力伝達部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、動力伝達部品および動力伝達部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属製の外周部と、金属製の支持部と、外周部と支持部とを連結する樹脂製の連結部とを備える歯車が知られている（例えば、特許文献１を参照）。特許文献１では、金型内に外周部と支持部とを配置し、外周部と支持部との間の空間に樹脂を充填して硬化させることで、歯車を製造している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２１４８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の歯車は、樹脂が硬化する過程で、樹脂が収縮し、これに伴って外周部と連結部との間に隙間が生じ、外周部と連結部との連結強度が低下するという問題があった。
【０００５】
本開示の目的は、外周部と樹脂からなる連結部との連結を強固に行うことができる動力伝達部品および動力伝達部品の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る動力伝達部品は、外周に動力伝達面が形成された環状の動力伝達部と、前記動力伝達部の内周側に間隔を空けて設けられた環状の支持部と、前記動力伝達部と前記支持部とを連結し、かつ繊維強化樹脂からなる環状の連結部と、を備え、前記動力伝達部は、前記動力伝達面よりも内周側に設けられ、径方向外側を向き、かつ前記連結部と密着する密着面を有する、動力伝達部品である。
【０００７】
また、本開示の一態様に係る動力伝達部品の製造方法は、外周に動力伝達面が形成された環状の動力伝達部と、前記動力伝達部の内周側に間隔を空けて設けられた環状の支持部と、前記動力伝達部と前記支持部とを連結し、かつ繊維強化樹脂からなる環状の連結部と、を備え、前記動力伝達部は、前記動力伝達面よりも内周側に設けられ、径方向外側を向き、かつ前記連結部と密着する密着面を有する、動力伝達部品の製造方法であって、前記動力伝達部および前記支持部を金型にセットするステップと、前記動力伝達部と前記支持部との間の空間に補強繊維を含むスラリーを供給するステップと、前記スラリーを軸方向に加圧して補強用繊維基材を形成するステップと、前記補強用繊維基材を軸方向に加熱加圧して前記補強用繊維基材に含まれる樹脂を硬化させ、前記連結部を形成するステップと、を備える、動力伝達部品の製造方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本開示に係る動力伝達部品および動力伝達部品の製造方法によれば、外周部と樹脂からなる連結部との連結を強固に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第一実施形態に係る歯車の一例を示す平面図である。
【図２】図２は、第一実施形態に係る歯車の径方向断面を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、歯車の製造工程を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、歯車の製造工程を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、歯車の製造工程を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、歯車の製造工程を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、歯車の製造工程を示す図である。
【図４】図４は、第二実施形態に係る歯車の径方向断面を示す図である。
【図５】図５は、第三実施形態に係る歯車の径方向断面を示す図である。
【図６】図６は、第四実施形態に係る歯車の径方向断面を示す図である。
【図７】図７は、変形例に係る歯車の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本開示はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１１】
図１、図２、図４〜図７には、歯車の回転軸Ｏが示されている。以下、歯車の回転軸Ｏに沿う方向を「軸方向」という。歯車の回転軸Ｏを中心とする放射方向を「径方向」という。歯車の回転軸Ｏの周りに沿う方向を「周方向」という。
【００１２】
（第一実施形態）
まず、図１を参照して、第一実施形態に係る歯車１の構成について説明する。図１は、第一実施形態に係る歯車１の一例を示す平面図である。
【００１３】
歯車１は、外周に歯１１（「動力伝達面」の一例）を有する円環状の外歯部１０（「動力伝達部」の一例）と、外歯部１０の内周側に間隔を空けて設けられた円環状の支持部２０と、外歯部１０と支持部２０とを連結する円環状の連結部３０と、を備える。
【００１４】
外歯部１０は、金属により形成されている。外歯部１０は、円環状の本体１２を有している。歯１１は、本体１２の外周から突出している。
【００１５】
支持部２０は、金属により形成されている。支持部２０の中心には、不図示の回転軸が挿通される孔２１が設けられている。
【００１６】
連結部３０は、繊維強化樹脂により形成されている。連結部３０に用いられる繊維強化樹脂に含まれる樹脂としては、例えばフェノール樹脂が挙げられるが、これに限定されない。また、連結部３０に用いられる繊維強化樹脂に含まれる繊維としては、アラミド系、ガラス系、カーボン系、セルロース系等が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１７】
次に、図２を参照して、外歯部１０の構成の詳細について説明する。図２は、歯車１の径方向断面を示す図である。
【００１８】
外歯部１０は、本体１２の内周面１３における軸方向の第一の端部から径方向内側に延出する第一の径方向延出部１４と、本体１２の内周面１３における軸方向の第二の端部から径方向内側に延出する第二の径方向延出部１５とを有している。
【００１９】
第一の径方向延出部１４および第二の径方向延出部１５は、本体１２と一体に形成されている。第一の径方向延出部１４および第二の径方向延出部１５は、全周に亘って形成されている。
【００２０】
第一の径方向延出部１４の外側面１６は、軸方向と直交する方向に延在している。第一の径方向延出部１４の内側面１７（「密着面」の一例）は、径方向外側から径方向内側に向かうにつれて、軸方向の第一の端部から軸方向の第二の端部に向かうように、傾斜している。換言すると、内側面１７は、径方向外側を向いている。
【００２１】
第二の径方向延出部１５の外側面１８は、軸方向と直交する方向に延在している。第二の径方向延出部１５の内側面１９（「密着面」の一例）は、径方向外側から径方向内側に向かうにつれて、軸方向の第二の端部から軸方向の第一の端部に向かうように、傾斜している。換言すると、内側面１９は、径方向外側を向いている。
【００２２】
内側面１７および内側面１９には、周方向に延在する複数の条痕２（「凹部」の一例）が形成されている。このような条痕２は、切削等の機械加工により形成されてもよいし、レーザー加工により形成されてもよい。また、周方向に延在する条痕に代えて、他の方向に延在する条痕を形成してもよいし、ショットピーニングやショットブラスト等により複数の凹部を形成してもよい。さらに、薬品等を用いて表面を粗化し、複数の凹部を形成してもよい。
【００２３】
次に、図３Ａ〜図３Ｅを参照して、歯車１の製造方法について説明する。図３Ａ〜図３Ｅは、歯車１の製造工程を示す図である。
【００２４】
まず、図３Ａに示すように、外歯部１０および支持部２０が第一金型４１上に配置され、外歯部１０の軸方向端面を覆う第二金型４２および支持部２０の軸方向端面を覆う第三金型４３がセットされる。
【００２５】
続いて、図３Ｂに示すように、抄造法により、補強繊維集積体３１が形成される。具体的には、外歯部１０と支持部２０との間の空間に、補強繊維と水とを撹拌混合したスラリーが供給され、不図示の排水部から水分が排出されることで、補強繊維集積体３１が形成される。
【００２６】
続いて、図３Ｃに示すように、第四金型４４によって補強繊維集積体３１が軸方向に圧縮され、補強用繊維基材３２が形成される。この際、第四金型４４を加熱した状態で圧縮してもよい。こうすることで、抄造後の補強繊維集積体３１に含まれる水分を取り除く時間を短縮することができる。
【００２７】
補強用繊維基材３２を乾燥させた後、図３Ｄに示すように、フェノール樹脂等の熱硬化性の樹脂３３が流し込まれる。これによって、補強用繊維基材３２に樹脂が含浸する。
【００２８】
続いて、図３Ｅに示すように、第四金型４４によって補強用繊維基材３２が軸方向に加熱圧縮される。これにより、補強用繊維基材３２に含浸された樹脂３３が硬化し、連結部３０が形成される。
【００２９】
そして、その後冷却されることで、外歯部１０、支持部２０、および、外歯部１０と支持部２０とを連結する連結部３０が一体となった歯車１が完成する。
【００３０】
なお、抄造の際に、補強繊維とともに樹脂粒子を分散させることにより、補強繊維基材に樹脂粒子を含有させることもできる。このようにすれば、補強用繊維基材に樹脂を含浸させる工程を省略することができる。
【００３１】
上述したとおり、外歯部１０には、径方向外側を向く内側面１７および内側面１９が設けられている。そのため、連結部３０を構成する繊維強化樹脂が冷えて収縮する際に、繊維強化樹脂が内側面１７および内側面１９に食い付いて密着し、外歯部１０と連結部３０とが強固に連結される。
【００３２】
特に、連結部３０は抄造工程を経て形成された繊維強化樹脂からなる。そのため、繊維強化樹脂に含まれる繊維が絡み合って内側面１７および内側面１９の外周側領域に進入し、冷却による収縮時に繊維強化樹脂の内側面１７および内側面１９への食い付きを良好なものとすることができる。
【００３３】
また、樹脂３３を硬化させる際に軸方向に圧縮力を負荷することで、連結部３０の外歯部１０への密着性を高めることができる。
【００３４】
以上説明したように、第一実施形態によれば、歯車１は、外周に歯１１が形成された環状の外歯部１０と、外歯部１０の内周側に間隔を空けて設けられた環状の支持部２０と、外歯部１０と支持部２０とを連結し、かつ繊維強化樹脂からなる環状の連結部３０と、を備え、外歯部１０は、歯１１よりも内周側に設けられ、径方向外側を向き、かつ連結部３０と密着する内側面１７および内側面１９を有する。
【００３５】
そのため、連結部３０と内側面１７および内側面１９との密着により、外歯部１０と連結部３０とを強固に連結することができる。
【００３６】
また、外歯部１０と支持部２０との間に繊維強化樹脂からなる連結部を設けたことで、外歯部１０で発生した騒音、振動等が支持部２０に伝達するのを好適に抑制することができる。
【００３７】
また、第一実施形態によれば、内側面１７および内側面１９には、周方向に延在する条痕２が形成されている。これにより、連結部３０を構成する繊維強化樹脂の内側面１７および内側面１９に対する食い付きを良好なものとすることができる。
【００３８】
（第二実施形態）
図４を参照して、第二実施形態に係る歯車１０１の構成について説明する。図４は、第二実施形態に係る歯車１０１の径方向断面を示す図である。第二実施形態は、外歯部の構成が第一実施形態と異なっている。第一実施形態と同一の部品については同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は省略する。
【００３９】
歯車１０１は、円環状の本体１１２の外周に歯１１１（「動力伝達面」の一例）を有する円環状の外歯部１１０（「動力伝達部」の一例）と、外歯部１１０の内周側に間隔を空けて設けられた円環状の支持部２０と、外歯部１１０と支持部２０とを連結する円環状の連結部１３０と、を備える。
【００４０】
外歯部１１０は、本体１１２の内周面１１３における軸方向の第一の端部から径方向内側に延出する第一の径方向延出部１１４を有している。また、外歯部１１０は、本体１１２の内周面１１３における軸方向の第二の端部から径方向内側に延出する第二の径方向延出部１１５を有している。さらに、外歯部１１０は、本体１１２の内周面１１３における軸方向の中間部から径方向内側に延出する第三の径方向延出部１５１を有している。
【００４１】
第一の径方向延出部１１４、第二の径方向延出部１１５および第三の径方向延出部１５１は、いずれも本体１１２と一体に形成されている。第一の径方向延出部１１４、第二の径方向延出部１１５および第三の径方向延出部１５１は、いずれも全周に亘って形成されている。
【００４２】
第一の径方向延出部１１４の外側面１１６および内側面１１７は、軸方向と直交する方向に延在している。第二の径方向延出部１１５の外側面１１８および内側面１１９は、軸方向と直交する方向に延在している。
【００４３】
第三の径方向延出部１５１は、軸方向の第一の端部に向かう第一の傾斜面１５２（「密着面」の一例）と、軸方向の第二の端部に向かう第二の傾斜面１５３（「密着面」の一例）とを有する。第一の傾斜面１５２および第二の傾斜面１５３は、径方向外側を向いている。
【００４４】
また、第三の径方向延出部１５１の内径側端部には、軸方向の第一の端部に向かって延出する第一の軸方向延出部１５４および軸方向の第二の端部に向かって延出する第二の軸方向延出部１５５が設けられている。
【００４５】
第一の軸方向延出部１５４は、径方向外側を向く外周面１５６（「密着面」の一例）を有している。第二の軸方向延出部１５５は、径方向外側を向く外周面１５７（「密着面」の一例）を有している。
【００４６】
第二実施形態によれば、歯車１０１の外歯部１１０は、径方向外側を向く第一の傾斜面１５２、第二の傾斜面１５３、外周面１５６および外周面１５７を有する。そのため、連結部１３０を構成する繊維強化樹脂が冷えて収縮する際に、繊維強化樹脂が第一の傾斜面１５２、第二の傾斜面１５３、外周面１５６および外周面１５７に食い付いて密着し、外歯部１１０と連結部１３０とが強固に連結される。
【００４７】
さらに、第二実施形態によれば、外歯部１１０は、本体１１２の軸方向の第一の端部から径方向内側に延出する第一の径方向延出部１１４と、本体１１２の軸方向の第二の端部から径方向内側に延出する第二の径方向延出部１１５とを有している。
【００４８】
そのため、連結部１３０を構成する繊維強化樹脂が冷えて収縮する際に、第一の傾斜面１５２および第二の傾斜面１５３から受ける反力により、繊維強化樹脂が軸方向の第一の端部および軸方向の第二の端部からはみ出すのを防止することができる。
【００４９】
また、第一の傾斜面１５２および第二の傾斜面１５３から受ける反力により、連結部１３０を構成する繊維強化樹脂の第一の径方向延出部１１４および第二の径方向延出部１１５に対する食い付きを良好なものとすることができる。
【００５０】
（第三実施形態）
図５を参照して、第三実施形態に係る歯車２０１の構成について説明する。図５は、第三実施形態に係る歯車２０１の径方向断面を示す図である。第三実施形態は、外歯部の構成が第一実施形態および第二実施形態と異なっている。第一実施形態および第二実施形態と同一の部品については同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は省略する。
【００５１】
歯車２０１は、円環状の本体２１２の外周に歯２１１（「動力伝達面」の一例）を有する円環状の外歯部２１０（「動力伝達部」の一例）と、外歯部２１０の内周側に間隔を空けて設けられた円環状の支持部２０と、外歯部２１０と支持部２０とを連結する円環状の連結部２３０と、を備える。
【００５２】
外歯部２１０は、本体２１２の内周面２１３における軸方向の第一の端部から径方向内側に延出する第一の径方向延出部２１４を有している。また、外歯部２１０は、本体２１２の内周面２１３における軸方向の第二の端部から径方向内側に延出する第二の径方向延出部２１５を有している。
【００５３】
第一の径方向延出部２１４および第二の径方向延出部２１５は、本体２１２と一体に形成されている。第一の径方向延出部２１４および第二の径方向延出部２１５は、全周に亘って形成されている。
【００５４】
第一の径方向延出部２１４の外側面２１６および内側面２１７は、軸方向と直交する方向に延在している。第二の径方向延出部２１５の外側面２１８および内側面２１９は、軸方向と直交する方向に延在している。
【００５５】
第一の径方向延出部２１４の内径側端部には、軸方向の第二の端部に向かって延出する第一の軸方向延出部２５４が設けられている。第一の軸方向延出部２５４は、径方向外側を向く外周面２５６（「密着面」の一例）を有している。
【００５６】
第二の径方向延出部２１５の内径側端部には、軸方向の第一の端部に向かって延出する第二の軸方向延出部２５５が設けられている。第二の軸方向延出部２５５は、径方向外側を向く外周面２５７（「密着面」の一例）を有している。
【００５７】
第三実施形態によれば、歯車２０１の外歯部２１０は、径方向外側を向く外周面２５６および外周面２５７を有する。そのため、連結部２３０を構成する繊維強化樹脂が冷えて収縮する際に、外周面２５６および外周面２５７に密着し、外歯部２１０と連結部２３０とが強固に連結される。
【００５８】
（第四実施形態）
図６を参照して、第四実施形態に係る歯車３０１の構成について説明する。図６は、第四実施形態に係る歯車３０１の径方向断面を示す図である。第四実施形態は、外歯部の構成が第一実施形態ないし第三実施形態と異なっている。第一実施形態ないし第三実施形態と同一の部品については同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は省略する。
【００５９】
歯車３０１は、円環状の本体３１２の外周に歯３１１（「動力伝達面」の一例）を有する円環状の外歯部３１０（「動力伝達部」の一例）と、外歯部３１０の内周側に間隔を空けて設けられた円環状の支持部２０と、外歯部３１０と支持部２０とを連結する円環状の連結部３３０と、を備える。
【００６０】
外歯部３１０は、本体３１２の内周面３１３における軸方向の中間部から径方向内側に延出する径方向延出部３５１を有している。径方向延出部３５１は、本体３１２と一体に形成されている。径方向延出部３５１は、全周に亘って形成されている。
【００６１】
径方向延出部３５１の軸方向端面は、軸方向と直交する方向に延在している。径方向延出部３５１の内径側端部には、軸方向の第一の端部に向かって延出する第一の軸方向延出部３５４および軸方向の第二の端部に向かって延出する第二の軸方向延出部３５５が設けられている。
【００６２】
第一の軸方向延出部３５４は、径方向外側を向く外周面３５６（「密着面」の一例）を有している。第二の軸方向延出部３５５は、径方向外側を向く外周面３５７（「密着面」の一例）を有している。
【００６３】
第四実施形態によれば、歯車３０１の外歯部３１０は、径方向外側を向く外周面３５６および外周面３５７を有する。そのため、連結部３３０を構成する繊維強化樹脂が冷えて収縮する際に、外周面３５６および外周面３５７に密着し、外歯部３１０と連結部３３０とが強固に連結される。
【００６４】
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００６５】
例えば、上述の実施形態では、径方向延出部が全周に亘って設けられたものを例に説明を行ったが、これに限定されない。例えば、径方向延出部に、径方向延出部を周方向に不連続とする切り欠き部が設けられてもよい。図７は、第一実施形態に係る歯車１の変形例を示す平面図である。
【００６６】
図７に示すように、歯車１の外歯部１０から径方向内側に延出する第一の径方向延出部１４には、第一の径方向延出部１４を周方向に不連続とする切り欠き部６０が設けられている。
【００６７】
このようにすれば、外歯部１０と連結部３０との周方向への相対回転が規制される。そのため、外歯部１０と連結部３０との間で回転力を確実に伝達させることができる。
【００６８】
また、上述の実施形態では、動力伝達部品として、歯車を例に説明を行ったが、これに限定されず、プーリ、スプロケット等でもよい。
【００６９】
また、上述の第一実施形態、第二実施形態、第三実施形態、第四実施形態および変形例は、適宜組み合わせて用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本開示の動力伝達部品および動力伝達部品の製造方法によれば、外周部と樹脂からなる連結部との連結を強固に行うことができ、産業上の利用可能性は多大である。
【符号の説明】
【００７１】
１、１０１、２０１、３０１  歯車
２  条痕
１０、１１０、２１０、３１０  外歯部
１１、１１１、２１１、３１１  歯
１２、１１２、２１２、３１２  本体
１３、１１３、２１３、３１３  内周面
１４、１１４、２１４  第一の径方向延出部
１５、１１５、２１５  第二の径方向延出部
１６、１１６、２１６  外側面
１７、１１７、２１７  内側面
１８、１１８、２１８  外側面
１９、１１９、２１９  内側面
２０  支持部
２１  孔
３０、１３０、２３０、３３０  連結部
３１  補強繊維集積体
３２  補強用繊維基材
３３  樹脂
４１  第一金型
４２  第二金型
４３  第三金型
４４  第四金型
６０  切り欠き部
１５１  第三の径方向延出部
１５２  第一の傾斜面
１５３  第二の傾斜面
１５４、２５４、３５４  第一の軸方向延出部
１５５、２５５、３５５  第二の軸方向延出部
１５６、２５６、３５６  外周面
１５７、２５７、３５７  外周面
３５１  径方向延出部
【図１】
2020051454.tif 000003
【図２】
2020051454.tif 000004
【図３Ａ】
2020051454.tif 000005
【図３Ｂ】
2020051454.tif 000006
【図３Ｃ】
2020051454.tif 000007
【図３Ｄ】
2020051454.tif 000008
【図３Ｅ】
2020051454.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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