(57)【要約】【課題】樹脂製歯車が吸湿による膨潤で寸法変化を起こす場合においても、噛み合い時の異常や異音が発生しない樹脂製歯車を提供する。【解決手段】歯部１全体が樹脂で構成された樹脂製歯車であって、歯先部分３の歯面を、基準歯形形状５の歯面より内側に位置させる。好ましくは、歯先部分３を、歯先２から全歯丈４の２０〜５０％に相当する部分とし、歯先２は、全歯丈の０．２〜１．２％に相当する距離だけ基準歯形形状５の歯先より内側に位置させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯部全体が樹脂で構成された樹脂製歯車であって、
歯先部分の歯面を、基準歯形形状の歯面より内側に位置させたことを特徴とする樹脂製歯車。
【請求項２】
前記歯先部分が、歯先から全歯丈の２０〜５０％に相当する部分であり、
前記歯先部分において、歯先は全歯丈の０．２〜１．２％に相当する距離だけ基準歯形形状の歯先より内側に位置させたことを特徴とする請求項１記載の樹脂製歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯部全体が樹脂で構成された樹脂製歯車に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂製歯車は、歯の噛み合い時の騒音発生を抑えるために金属製歯車と噛み合う相手歯車として用いられ、高強度と寸法安定性が要求される。
【０００３】
例えば、アラミド繊維は極めて高強度であり、アラミド繊維をマトリックス樹脂中に充填したアラミド繊維強化樹脂製歯車や、アラミド繊維を主成分として含むアラミド繊維基材にマトリックス樹脂を保持したアラミド繊維基材強化樹脂製歯車が注目されている。
しかし、アラミド繊維は吸湿しやすく、その飽和吸湿率は１質量％を越える。従って、アラミド繊維強化ないしアラミド繊維基材強化樹脂製歯車は吸湿しやすくなっている。前記繊維強化樹脂製歯車は、吸湿による膨潤で寸法変化を起こす。
【０００４】
上記問題点は、アラミド繊維とマトリックス樹脂との接着性向上によって解決できると考えられ、接着性向上の手段として、例えば、特許文献１に記載されるような技術が提案されている。この技術は、アラミド繊維表面を、フェノール性水酸基を有するポリアミドで被覆し、アラミド繊維表面にポリアミド層を形成するものである。
しかしながら、特許文献１記載の技術を以ってしても、樹脂製歯車の吸湿性を小さくすることは不充分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０９−１２４８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、歯部全体が樹脂で構成された樹脂製歯車は、吸湿による膨潤で寸法変化を起こし、歯形形状が変化する。これにより、歯車の回転速度がばらついたり、歯車がスムーズに回転しなくなったりするなど噛み合い時に異常が発生するという問題がある。また、バックラッシ量が減少して、噛み合い時に異音が発生するという問題がある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、樹脂製歯車が吸湿による膨潤で寸法変化を起こす場合においても、前記噛み合い時の異常や異音が発生しない樹脂製歯車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、樹脂製歯車の吸湿による寸法変化について鋭意検討を重ねた結果、歯形形状の変化は歯先部分が特に大きくなることを見出し本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明に係る樹脂製歯車は、歯部全体が樹脂で構成された樹脂製歯車であって、歯先部分の歯面を、基準歯形形状の歯面より内側に位置させたことを特徴とする（請求項１）。
好ましくは、歯先部分を、歯先から全歯丈の２０〜５０％に相当する部分とし、歯先部分において、歯先は全歯丈の０．２〜１．２％に相当する距離だけ基準歯形形状の歯先より内側に位置させる（請求項２）。
【００１０】
本発明において、基準歯形形状とは、歯車の回転軸が垂直に立つ面から見た歯車の歯形がインボリュート曲線に沿う形状をいう。また、歯面とは、歯と歯が噛み合う面をいう。
【発明の効果】
【００１１】
従来の樹脂製歯車は、基準歯形形状に形成しているため、吸湿により、特に歯先部分の歯形形状が大きく変化する。これにより、歯車の回転速度がばらついたり、歯車がスムーズに回転しなくなったりするなど噛み合い時に異常が発生したり、バックラッシ量が減少して、噛み合い時に異音が発生したりするという問題があった。
【００１２】
本発明に係る樹脂製歯車は、歯先部分の歯面を、基準歯形形状の歯面より内側に位置させたため、吸湿により歯形形状が変化した場合においても、基準歯形形状の歯面より外側への膨潤を小さく抑えることができる。このため、前記噛み合い時の異常や異音が発生する心配がない。
【００１３】
このとき、歯先部分を、歯先から全歯丈の２０〜５０％に相当する部分とし、歯先部分において、歯先は全歯丈の０．２〜１．２％に相当する距離だけ基準歯形形状の歯先より内側に位置させることが好ましい。この範囲であれば、初期（吸湿前）の状態においても、歯車の回転にガタが生じたり、歯打ち音が大きくなったりする心配はない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る樹脂製歯車の歯形形状を説明するための歯部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係る樹脂製歯車の歯部の拡大図である。本発明に係る樹脂製歯車は、歯部１全体が樹脂で構成されている。そして、歯先部分３の歯面を、基準歯形形状５の歯面より内側に位置させるように形成する。好ましくは、歯先部分３を、歯先２から全歯丈４の２０〜５０％に相当する部分とし、歯先２は、全歯丈の０．２〜１．２％に相当する距離だけ基準歯形形状５の歯先より内側に位置させる。
【００１６】
本発明に係る樹脂製歯車は、成形により歯形形成した樹脂製歯車、ホブ切加工により歯形形成した樹脂製歯車、ホブ切加工後にシェービング加工仕上げで歯形形成した樹脂製歯車などである。
特に、ホブ切加工後にシェービング加工仕上げで歯形形成した場合は、歯形精度が向上し歯面粗さが小さくなるので、噛み合い時の振動や騒音が低減するため好ましい。
【実施例】
【００１７】
実施例１
液状樹脂（熱硬化性樹脂）として、次のものを準備した。２，２’−（１，３フェニレン）ビス−２−オキサゾリン（（Ａ）成分）と４，４’−ジアミノジフェニルメタン（（Ｂ）成分）をモル比２／１（質量比６９／３１）の配合割合で加熱混合溶解して液状物とする。これに、硬化促進剤としてｎ−オクチルブロマイドを配合する。硬化促進剤の配合量は、（Ａ）（Ｂ）成分の総量１００質量部に対して１質量部である。
【００１８】
本実施例では、補強繊維基材として、次のものを準備した。しかし、これに限定されるものではない。
メタ型アラミド繊維とパラ型アラミド繊維の混紡糸を丸編みして丸編み筒状体を構成する。この丸編み筒状体を端部から裏返して軸方向に巻き上げて、外径７７mm，内径５０mm，厚さ１０mmのリング状補強繊維基材とする。
【００１９】
２個積み重ねた上記リング状補強繊維基材と、その中央にインサートとして金属製ブッシュを配置し、２００℃の成形金型に収容する。成形金型は、リング状補強繊維基材の厚さ方向に開閉動作するものであり、成形金型を閉じる動作によりリング状補強繊維基材を圧縮して、面方向に広がったリング状補強繊維基材を金属製ブッシュの周囲に圧接してその形状になじませる。そして、成形金型内を減圧状態とする。次に、閉じた成形金型に上記液状樹脂を注入し、リング状補強繊維基材に浸透させた液状樹脂を加熱硬化して金属製ブッシュをインサートとするアラミド繊維基材強化樹脂成形体を成形する。
【００２０】
前記アラミド繊維基材強化樹脂成形体を、表１に示す寸法に切削加工を行い、樹脂製歯車を得た。なお、歯先部分は、基準歯形形状の歯面より内側に位置させるように形成した。このときの歯先部分は、歯先から全歯丈の１８％に相当する部分（以下（ａ）とする）とし、歯先部分において、歯先は全歯丈の０．３％に相当する距離だけ基準歯形形状の歯先より内側に位置（以下（ｂ）とする）させた。
上記の切削加工は、ホブ切加工とその後にシェービング加工仕上げとした。
【００２１】
実施例２〜８
実施例１において、（ａ）及び（ｂ）を、各例毎にそれぞれ表２に示すとおりとする以外は実施例１と同様にして、樹脂製歯車を得た。
【００２２】
従来例１
実施例１において、歯先部分を、基準歯形形状とする以外は実施例１と同様にして、樹脂製歯車を得た。
【００２３】
上記実施例、従来例で作製した樹脂製歯車を用いて、圧力角誤差変化量、両歯面１ピッチ噛み合い誤差を測定した結果を表２に示す。測定方法は、以下に示すとおりである。
圧力角誤差変化量：処理前後の樹脂製歯車の圧力角誤差を測定し、圧力角誤差変化量を求めた。なお、処理条件は、水を１０質量％含むエンジンオイル中６０℃−２００時間である。圧力角誤差の測定は、旧ＪＩＳ−Ｂ−１７５２（平歯車及びはすば歯車測定方法）に準じて測定した。
両歯面１ピッチ噛み合い誤差：旧ＪＩＳ−Ｂ−１７５２（平歯車及びはすば歯車測定方法）に準じて測定した。
【００２４】
【表１】
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【００２５】
【表２】
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【００２６】
表２に示すように、本発明に係る樹脂製歯車は、歯先部分の歯面を、基準歯形形状の歯面より内側に位置させたことにより、圧力角誤差変化量が小さく、吸湿により歯形形状が変化した場合においても、基準歯形形状からの膨潤変化を小さく抑えることができる（実施例１〜８と従来例１の対比）。このため、歯車の回転速度がばらついたり、歯車がスムーズに回転しなくなったりするなど噛み合い時の異常や、バックラッシ量の減少による異音が発生する心配がない。
【００２７】
また、歯先部分を、歯先から全歯丈の２０〜５０％に相当する部分とし、歯先部分において、歯先は全歯丈の０．２〜１．２％に相当する距離だけ基準歯形形状の歯先より内側に位置させたことにより、圧力角誤差変化量をさらに小さくでき、基準歯形形状から膨潤の変化をさらに小さく抑えることができる（実施例２、４、５、７と実施例１、３、６、８の対比）。なお、実施例６及び８では、両歯面１ピッチ噛み合い誤差が大きくなり、初期（吸湿前）の状態において、実用上使用のない範囲で、歯車の回転にガタが生じたり、歯打ち音が大きくなったりする場合がある。
【符号の説明】
【００２８】
１は歯部
２は歯先
３は歯先部分
４は全歯丈
５は基準歯形形状
【図１】
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