(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯数が２０以下でモジュールが０．７以上である直径１〜数センチメートルの小型樹脂成形歯車であって、歯車本体の外周に歯を有し、前記歯車本体の中心部に端面部間を貫通する断面円形の軸取付孔を有し、前記歯車本体の周方向に互いに間隔をあけて前記軸取付孔の半径方向外方の該歯車本体の端面部に、成形金型のゲートにより形成された複数個の樹脂注入部を有する樹脂成形歯車において、全ての前記樹脂注入部を、隣接する２つの歯の歯元間に配置したことを特徴とする樹脂成形歯車。
【請求項２】
歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された１つの樹脂注入部を有し且つ外周に歯を有する樹脂成形歯車において、前記歯車本体はその中心部に端面部間を貫通する軸取付孔を有し、該軸取付孔はその軸線方向における少なくとも一部が断面略Ｄ形状をなし、前記樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間に位置し、且つ、前記軸取付孔の断面略Ｄ形状における平坦面部の半径方向外方に位置していることを特徴とする樹脂成形歯車。
【請求項３】
歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された２つの樹脂注入部を有し且つ外周に歯を有する樹脂成形歯車において、前記歯車本体はその中心部に端面部間を貫通する軸取付孔を有し、該軸取付孔はその軸線方向における少なくとも一部が断面略小判形状をなし、前記樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間に位置し、且つ、前記軸取付孔の前記断面略小判形状における２つの平坦面部の半径方向外方にそれぞれ位置していることを特徴とする樹脂成形歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は外周に歯を有する樹脂成形歯車に関し、特に高精度を要求される比較的小型の樹脂成形歯車に好適な歯車の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的小型で特に歯数が比較的少なく且つモジュールが比較的大きい樹脂成形歯車は、一般に、高精度を確保することが難しい。例えば、歯数が20以下でモジュールが  0.7以上の小型（例えば１〜数センチメートル）の樹脂成形歯車の場合JGMA（日本歯車工業会規格）の両歯面かみあい誤差を３級以上の成形精度に確保することが困難とされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の発明者はこの種の樹脂成形歯車においてその成形精度が低下している主要な原因の１つに射出成形時のゲート位置が大きく関与していることを発見した。すなわち、一般に比較的小型の樹脂成形歯車においてはゲートからの樹脂注入部を歯に近接させざるを得ないが、従来の樹脂成形歯車においてはゲートからの樹脂成形部が歯元の半径方向内方に配置されており、そのことが樹脂成形歯車の精度低下の主原因となっており、特に両歯面かみあい誤差を計測したときにピーク的なばらつきを発生させる原因となっていることが判明した。
【０００４】
そこで、上記問題点に鑑み、本発明の目的は、比較的小型で特に歯数が比較的少なく且つモジュールが比較的大きい場合であっても高精度を確保し得る樹脂成形歯車の構造を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次の解決手段を提供する。
（１）  歯数が２０以下でモジュールが０．７以上である直径１〜数センチメートルの小型樹脂成形歯車であって、歯車本体の外周に歯を有し、前記歯車本体の中心部に端面部間を貫通する断面円形の軸取付孔を有し、前記歯車本体の周方向に互いに間隔をあけて前記軸取付孔の半径方向外方の該歯車本体の端面部に、成形金型のゲートにより形成された複数個の樹脂注入部を有する樹脂成形歯車において、全ての前記樹脂注入部を、隣接する２つの歯の歯元間に配置したことを特徴とする樹脂成形歯車。
（２）  歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された１つの樹脂注入部を有し且つ外周に歯を有する樹脂成形歯車において、前記歯車本体はその中心部に端面部間を貫通する軸取付孔を有し、該軸取付孔はその軸線方向における少なくとも一部が断面略Ｄ形状をなし、前記樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間に位置し、且つ、前記軸取付孔の断面略Ｄ形状における平坦面部の半径方向外方に位置していることを特徴とする樹脂成形歯車。
（３）  歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された２つの樹脂注入部を有し且つ外周に歯を有する樹脂成形歯車において、前記歯車本体はその中心部に端面部間を貫通する軸取付孔を有し、該軸取付孔はその軸線方向における少なくとも一部が断面略小判形状をなし、前記樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間に位置し、且つ、前記軸取付孔の前記断面略小判形状における２つの平坦面部の半径方向外方にそれぞれ位置していることを特徴とする樹脂成形歯車。
【０００６】
上記（１）に記載の樹脂成形歯車において、好ましくは、前記樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間の中間位置に配置される。
また、上記（２）に記載の樹脂成形歯車において、好ましくは、前記樹脂注入部が、前記軸取付孔の断面略Ｄ形状における平坦面部の中央の半径方向外方に位置するように配置される。
また、上記（３）に記載の樹脂成形歯車において、好ましくは、前記２つの樹脂注入部が、前記軸取付孔の断面略Ｄ形状における平坦面部の中央の半径方向外方にそれぞれ位置するように配置される。
さらに、上記（１）又は（３）に記載の樹脂成形歯車において、好ましくは、２つの前記樹脂注入部が前記歯車本体の中心軸線を挟んで互いにほぼ対称をなす位置に配置される。
【０００７】
上記（１）に記載の発明構成によれば、歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された全ての樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間の近傍に配置されているので、歯数が２０以下でモジュールが０．７以上である直径１〜数センチメートルの小型樹脂成形歯車、すなわち、比較的小型で樹脂注入部を歯に近接させざるを得ない樹脂成形歯車であっても、樹脂注入部の位置を効果的に歯から遠ざけることができる。したがって、比較的小型で樹脂注入部を歯に近接させざるを得ない樹脂成形歯車であっても、樹脂成形時における樹脂注入部からの樹脂流動が歯面に及ぼす影響を最小限に抑えることができ、歯面の精度が向上した樹脂成形歯車を提供することができる。
【０００８】
また、上記（２）に記載の発明構成によれば、歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された１つの樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間に位置し且つ軸取付孔の断面略Ｄ形状における平坦面部の半径方向外方に位置することにより、歯から一層遠ざけられているので、比較的小型で樹脂注入部を歯に近接させざるを得ない樹脂成形歯車であっても、樹脂注入部の位置を効果的に歯から遠ざけることができる。したがって、比較的小型で樹脂注入部を歯に近接させざるを得ない樹脂成形歯車であっても、樹脂成形時における樹脂注入部からの樹脂流動が歯面に及ぼす影響を最小限に抑えることができ、歯面の精度が向上した樹脂成形歯車を提供することができる。
【０００９】
さらに、上記（３）に記載の発明構成によれば、歯車本体の端面部に成形金型のゲートにより形成された２つの樹脂注入部が、互いに隣接する２つの歯の歯元間に位置し且つ軸取付孔の断面略小判形状における２つの平坦面部の半径方向外方にそれぞれ位置することにより、歯から一層遠ざけられているので、比較的小型で樹脂注入部を歯に近接させざるを得ない樹脂成形歯車であっても、樹脂注入部の位置を効果的に歯から遠ざけることができる。したがって、比較的小型で樹脂注入部を歯に近接させざるを得ない樹脂成形歯車であっても、樹脂成形時における樹脂注入部からの樹脂流動が歯面に及ぼす影響を最小限に抑えることができ、歯面の精度が向上した樹脂成形歯車を提供することができる。
【００１０】
さらに上記（１）又は（３）に記載の構成に加えて、２つの樹脂注入部を歯車本体の中心軸線を挟んで互いにほぼ対称をなす位置に配置した場合、樹脂成形歯車は２つの樹脂注入部からのバランスのとれた樹脂流動により形成されるので、歯面精度が大きく向上した樹脂成形歯車を提供することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態につき説明する。
【００１２】
【実施例】
図１は本発明の第１実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は概略背面図である。同図を参照すると、樹脂成形歯車は歯車本体１の一方の端面部１ａに成形金型のゲート２によって形成される樹脂注入部３を有しており、且つ、外周に歯４，４，・・・を有している。図１（ａ）からわかるように、樹脂注入部３は隣接する２つの歯４，４の歯元間、好ましくは２つの歯元の中間部に配置されている。
【００１３】
また、この第１実施例では、歯車本体１はその中心部に端面部１ａ，１ｂ間を貫通する軸取付孔５を有しており、該軸取付孔５内の端面部１ａ側には短凸部６が突設されており、この短凸部６の両側には端面部１ａ側から端面部１ｂ側に向かって短凸部６よりも長く延びている長凸部７が突設されており、軸取付孔５の開口部はその端面部１ａ側が略Ｄ形状をなし、また端面部１ｂ側が円形をなしている。そして、樹脂注入部３は短凸部６の端面部１ａ側の面上に配置されている。
【００１４】
したがって、上記構成の樹脂成形歯車においては、ゲート２によって形成された樹脂注入部３は隣接する２つの歯４，４の歯元間に配置されて歯４から遠ざけられているので、樹脂成形時における樹脂注入部３からの樹脂流動が歯４の歯面に及ぼす影響を最小限に抑えたものとなっている。特に樹脂注入部３は隣接する２つの歯４，４の歯元の中間部に位置し且つ軸取付孔５内に突出する短凸部６の端面部１ａ側の面上（特に、図１に示すように、軸取付孔５の断面略Ｄ形状における平坦面部の中央の半径方向外方）に位置しているので、歯から一層遠ざけられたものとなっている。
【００１５】
図７（ａ）は本発明の上記第１実施例の樹脂成形歯車における両歯面かみあい誤差計測結果を、また（ｂ）は歯元部に樹脂注入部を形成した比較例の両歯面かみあい誤差計測結果をそれぞれ示したものである。同図を参照すると、比較例の樹脂成形歯車においては樹脂注入部の近傍において歯底近傍の歯面にピーク状の寸法ばらつき部Ｅが発生しているが、本発明の第１実施例の樹脂成形歯車においてはそのようなピーク状の寸法ばらつき部の発生が防止されていることがわかる。比較例の樹脂成形歯車はJGMA4級の精度であったが、第１実施例の樹脂成形歯車はJGMA2級の精度を確保し得た。
【００１６】
図２は本発明の第２実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は概略背面図である。同図を参照すると、樹脂成形歯車は歯車本体１の一方の端面部１ａに成形金型のゲート２によって形成された樹脂注入部３を有しており、且つ、外周に歯４，４，・・・を有している。図２（ａ）からわかるように、２つの樹脂注入部３，３はそれぞれ隣接する２つの歯４，４の歯元間、好ましくは２つの歯元の中間部に配置されている。
【００１７】
また、この第２実施例では、歯車本体１はその中心部に端面部１ａ，１ｂ間を貫通する軸取付孔５を有しており、該軸取付孔５はその軸線方向における少なくとも一部が断面略小判形状をなしている。そして、２つの樹脂注入部３はそれぞれ軸取付孔５内に突出する短凸部６，６’の端面部１ａ側の面上（特に、図２に示すように、隣接する２つの歯４，４の歯元の中間部であって且つ軸取付孔５の略小判形状における２つの平坦面部の中央の半径方向外方）に位置している。
【００１８】
したがって、上記構成の樹脂成形歯車においては、ゲート２によって形成された樹脂注入部３，３はそれぞれ隣接する２つの歯４，４の歯元間に配置されて歯４から遠ざけられているので、樹脂成形時における樹脂注入部３からの樹脂流動が歯４の歯面に及ぼす影響を最小限に抑えたものとなっている。特に樹脂注入部３，３は隣接する２つの歯４，４の歯元の中間部に位置し且つ軸取付孔５内に突出する短凸部の６，６’の端面部１ａ側の面上に位置しているので、歯から一層遠ざけられたものとなっている。したがって、第２実施例の樹脂成形歯車においても歯面精度が大きく向上する。
【００１９】
上記第１及び第２実施例では、樹脂注入部３が設けられている短凸部６，６’の軸取付孔５の軸方向の肉厚を、軸取付孔５の軸方向の長さに比べ極端に薄くしている。
【００２０】
一般的に樹脂を射出成形する場合、樹脂注入部近傍は、樹脂が固定する段階で発生する収縮の量が他の部分に比べて大きくなる傾向があるから、この部分の肉厚が厚くなるとその分高精度に形成することが難しくなる。
【００２１】
そのため、上記実施例においては、短凸部６，６’の上記肉厚を必要最小限度の厚さとすることにより、高精度に成形することが難しい領域をできるだけ小さなものとし、寸法精度を高めることが容易となるような構造にしてある。
【００２２】
そしてこれらの場合、軸取付孔５内に挿入される断面がＤ或いは小判形状の軸からの回転力は、主に長凸部７，７’で受けるようにしている。
【００２３】
尚、軸取付孔５の径方向の寸法精度の要求がそれほど高くても実用上充分なものであれば、図３の（ａ），（ｂ）及び図４の（ａ），（ｂ）に示すように、短凸部６，６’と長凸部７，７’の上記肉厚を共に、軸取付孔５の軸方向の長さとほぼ等しくしておけば、歯車を成形するための金型の加工が容易になる。
【００２４】
図５は本発明の第３実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｅ−Ｅ線に沿った断面図である。同図を参照すると、樹脂成形歯車は歯車本体１の一方の端面部１ａに成形金型のゲート２によって形成された２つの樹脂注入部３，３を有しており、且つ、外周に偶数個の歯４、４・・・を有している。
【００２５】
また、この第３実施例では、歯車本体１はその中心部に端面部１ａ，１ｂ間を貫通する断面円形の軸取付孔５を有している。そして、図５（ａ）からわかるように、２つの樹脂注入部３，３は軸取付孔５の半径方向外方において、隣接する２つの歯４，４の歯元間、好ましくは２つの歯元の中間部に配置されており、歯車本体１の中心軸線を挟んで互いに対称に配置形成されている。
【００２６】
したがって、上記構成の樹脂成形歯車においては、ゲート２によって形成された樹脂注入部３，３はそれぞれ隣接する２つの歯４，４の歯元間に配置されて歯４から遠ざけられているので、樹脂成形時における樹脂注入部３，３からの樹脂流動が歯４の歯面に及ぼす影響を最小限に抑えたものとなっている。また、２つの樹脂注入部３，３が歯車本体１の中心軸線を挟んで互いにほぼ対称に配置されているので、樹脂成形歯車は２つの樹脂注入部３，３からのバランスのとれた樹脂流動により形成されている。したがって、第５実施例の樹脂成形歯車においても歯面精度が大きく向上する。
【００２７】
図６は本発明の第４実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｆ−Ｆ線に沿った断面図である。同図を参照すると、樹脂成形歯車は歯車本体１の一方の端面部１ａに成形金型のゲート２によって形成される２つの樹脂注入部３，３を有しており、且つ、外周に奇数個の歯４，４，・・・を有している。
【００２８】
また、この第４実施例では、歯車本体１はその中心部に端面部１ａ，１ｂ間を貫通する断面円形の軸取付孔５を有している。そして、図６（ａ）からわかるように、２つの樹脂注入部３，３は軸取付孔５の半径方向外方において、隣接する２つの歯４，４の歯元間、好ましくは２つの歯元の中間部に配置されており、歯車本体１の中心軸線を挟んで互いに対称に配置形成されている。
【００２９】
したがって、上記構成の樹脂成形歯車においては、ゲート２によって形成された樹脂注入部３，３はそれぞれ隣接する２つの歯４，４の歯元間に配置されて歯４から遠ざけられているので、樹脂成形時における樹脂注入部３，３からの樹脂流動が歯４の歯面に及ぼす影響を最小限に抑えたものとなっている。また、２つの樹脂注入部３，３が歯車本体１の中心軸線を挟んで互いにほぼ対称に配置されているので、樹脂成形歯車は２つの樹脂注入部３，３からのバランスのとれた樹脂流動により形成されている。したがって、第４実施例の樹脂成形歯車においても歯面精度が大きく向上する。
【００３０】
以上図示実施例につき説明したが、本発明は上記実施例の態様のみにされるものではない。例えばゲートにより形成される樹脂注入部の数は１つ又は２つに限られず、３つ以上であってもよい。また、図１に示されるように樹脂注入部３の形成される歯車本体１の端面部には段差部を形成してもよいが、この段差部を省略してもよい。また、歯の種類は特に限定されず、例えば平歯、はす歯であってもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、比較的小型で特に歯数が比較的少なく且つモジュールが比較的大きい場合であっても高精度を確保し得る樹脂成形歯車の構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ａ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は概略背面図である。
【図２】  本発明の第２実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ−Ｂ線に沿った断面図、（ｃ）は概略背面図である。
【図３】  上記第１実施例の変形例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｃ−Ｃ線に沿った断面図である。
【図４】  上記第２実施例の変形例を示したものであり、図中（ｂ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｄ−Ｄ線に沿った断面図である。
【図５】  本発明の第３実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｅ−Ｅ線に沿った断面図である。
【図６】  本発明の第４実施例を示したものであり、図中（ａ）は樹脂成形歯車の概略正面図、（ｂ）は（ａ）中Ｆ−Ｆ線に沿った断面図である。
【図７】  （ａ）は本発明の上記第１実施例の樹脂成形歯車における両歯面かみあい誤差計測結果を、また（ｂ）は歯元部に樹脂注入部を形成した比較例の両歯面かみあい誤差計測結果をそれぞれ示したものである。
【符号の説明】
１  歯車本体
１ａ、１ｂ  端面部
２  ゲート
３  樹脂注入部
４  歯
５  軸取付孔
５ａ、５ｂ  平坦面部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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