(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面で複数の歯部と一体化している円筒形のリムと、外径部で前記リムの軸方向の略中間部に接続され内径部で軸部に接続されたディスク部とを備え、前記ディスク部の一方の面には略同一円周上に溶融材料の注入部を設けたプラスチック製の射出成形歯車において、
前記ディスク部の肉厚は、前記注入部を設けた略同一円周上の肉厚が他の部位の肉厚よりも薄くならないように形成し、また、前記リムの肉厚は、前記ディスク部の外径部の肉厚よりも薄く、しかも前記外径部との接続部が最大であって遠ざかるにしたがって薄くなるように形成されていることを特徴とするプラスチック製の射出成形歯車。
【請求項２】
前記ディスク部の肉厚を略均一に形成していることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の射出成形歯車。
【請求項３】
前記ディスク部の肉厚が、前記注入部から前記外径部に向けて徐々に薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の射出成形歯車。
【請求項４】
前記ディスク部の肉厚が、前記注入部から前記外径部に向けて段階的に薄くなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック製の射出成形歯車。
【請求項５】
前記ディスク部が、その外径部と内径部とが軸方向に直交する同一面上とならないように所定の径位置で段状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のプラスチック製の射出成形歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディスク部を介してリムと軸部とが一体化され、該リムの外周面に歯部が形成されているプラスチック製の射出成形歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、この種の歯車の従来例を、図９及び図１０によって説明する。図９は従来例の平面図であり、図１０はその断面図である。外周面に歯部１１を形成した円筒形のリム１２と、同じく同心的に設けられたボス１３とは、ディスク部１４を介して一体化されている。ディスク部１４の一方の面には同一円周上に４個のゲート跡１５が形成されている。そして、リム１２の肉厚とディスク部１４の肉厚とは、夫々均一であり、且つ両者は同じ厚さである。
【０００３】
この歯車を製作する場合には、プラスチックの溶融材料を、各々ゲート跡１５の位置に設けられたゲート１６から金型内に注入する。注入された溶融材料は、当初、ゲート１６位置を中心に放射状に流れるが、やがて全体としてはディスク部１４の外径方向と内径方向へ向かって流れることになる。そして、外径方向へ流れた溶融材料は、歯部１１とリム１２のキャビティー内を充填し、また内径方向へ流れた溶融材料は、ボス１３のキャビティー内を充填することになる。その後、冷却固化し、離型して、図のような歯車が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような射出成形加工においては、冷却固化時に多かれ少なかれ収縮作用が働き、所定の形状形成に影響を及ぼすことが知られている。そして、その収縮度は、一般にはゲートから離れるほど内圧が低くなって大きくなり、また内圧が同じであれば肉厚が厚くなるほど薄い場所よりも固化が遅れて大きくなる。そのため、上記した従来例のように、ディスク部を両面側から肉抜きした形状の歯車であって、リムの肉厚とディスク部の肉厚とを同じ厚さに形成した場合には、図１０において円形の一点鎖線で示した領域、即ちリムとディスク部との接続領域は、その周囲の領域よりも固化が遅れ、大きくゲート方向へ収縮してしまう。その結果、歯部とリムの形状は、図１０において二点鎖線で示したように歪んでしまう。また、ほかの要因と重なって、ディスク部を捩じれた形状にさせてしまうこともある。そのため高精度の平歯車やはすば歯車などを製作するのが非常に困難であった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、ディスク部を両面側から肉抜きした形状であって形状寸法が高精度に得られるプラスチック製の射出成形歯車を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明は、外周面で複数の歯部と一体化している円筒形のリムと、外径部で前記リムの軸方向の略中間部に接続され内径部で軸部に接続されたディスク部とを備え、前記ディスク部の一方の面には略同一円周上に溶融材料の注入部を設けたプラスチック製の射出成形歯車において、前記ディスク部の肉厚は、前記注入部を設けた略同一円周上の肉厚が他の部位の肉厚よりも薄くならないように形成し、また、前記リムの肉厚は、前記ディスク部の外径部の肉厚よりも薄く、しかも前記外径部との接続部が最大であって遠ざかるにしたがって薄くなるように形成する。
【０００７】
また、好ましくは、本発明のプラスチック製の射出成形歯車は、前記ディスク部の肉厚を、略均一にするか、又は前記注入部から前記外径部に向けて、徐々に薄くなるようにするか、段階的に薄くなるように形成する。
更に、好ましくは、本発明のプラスチック製の射出成形歯車は、前記ディスク部が、その外径部と内径部とが軸方向に直交する同一面上とならないように所定の径位置で段状に形成されているようにする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図１乃至図８に示した五つの実施例で説明する。尚、各実施例は形状が異なるだけであって、基本的な構成は同じであるため、各部位の符号は原則として共通の符号を用い、特に必要な部位にのみ異なる符号を用いている。
【０００９】
先ず、図１及び図２を用いて本発明の第１実施例を説明する。図１は本実施例の平面図であり、図２はその断面図である。外周面に歯部１を形成した円筒形のリム２と、同心的に設けられたボス３とは、ディスク部４を介して一体化されている。ディスク部４の一方の面には、同一円周上に溶融材料を注入した４個のゲート跡５が形成されている。そして、リム２の肉厚は、図２から分かるように、ディスク部４の外径部との接続部において一番厚く、上下方向へ向かうにしたがって薄くなるように形成されている。また、ディスク部４の肉厚は、溶融材料を注入したゲート６の位置と同じに、全て均一な厚さになっている。
【００１０】
この歯車の製作方法は上記した従来の歯車の場合と同じである。即ち、プラスチックの溶融材料を、各々のゲート６から金型内に注入すると、注入された溶融材料は、当初、注入箇所を中心に放射状に流れるが、やがて、全体としてディスク部４の外径方向と内径方向へ流れ、外径方向へ流れた溶融材料は、歯部１とリム２のキャビティー内を充填し、内径方向へ流れた溶融材料は、ボス３のキャビティー内を充填する。その後、冷却固化し、離型して、図のような形状の歯車が完成する。
【００１１】
本実施例の歯車、言い換えれば本実施例の歯車を製作する金型のキャビティーは、このような形状をしているため、歯部１の形状に影響を与えるような各部位において、収縮度を均一的にすることが可能となる。即ち、リム２の肉厚が、ディスク部４の外径部との接続部において一番厚く、上下方向へ向けて徐々に薄く形成されているため、ゲート６から遠い位置であるにもかかわらず、その上下端まで十分な圧力が掛かり、それらの位置での収縮度が大きくならないようにしている。また、上記接続部におけるリム２の肉厚が、ゲート位置の肉厚よりも薄いため、該ゲート位置が先に固化するようなことがなく該接続部に保圧を掛け続けることが可能となり、該接続部における収縮度を大きくしないようにしている。従って、リム２、ひいては歯部１を所期の形状に製作することが可能となる。
【００１２】
次に、本発明の第２実施例を、図３を用いて説明する。この図３は断面図であるが、図２との比較から分かるように、本実施例は、ディスク部４の断面形状が第１実施例と異なるだけである。従って、本実施例の平面形状は実質的に図１と同じになる。本実施例においては、ディスク部４の肉厚は、ゲート６の位置が一番厚くなっており、外径部方向及び内径部方向へ向かうにしたがって薄くなっている。そして、外径部の肉厚は、連接部分のリム２の肉厚よりは厚めになっている。
【００１３】
本実施例は、このような形状をしているため、ディスク部４の径を大きくした場合でも、第１実施例の場合に比較してゲート位置がディスク部４の外径部よりも先に固化しにくく、また、ディスク部４の外径部及び内径部からゲート位置まで、十分に保圧を掛け続けることが可能となり、ディスク部４に捩じれを生じさせることもなく、形状精度の良い歯車を製作することができる。尚、本実施例においては、ディスク部４の肉厚を、ゲート６の位置から外径部方向へ向かうにしたがって薄くしているが、所定の直径位置から段階的に薄くなるように形成しても同じような効果を得ることができる。
【００１４】
本発明の第３実施例を、図４及び図５を用いて説明する。図４は本実施例の平面図であり、図５はその断面図である。本実施例の場合も、ディスク部４の形状が第１実施例及び第２実施例と異なるだけであり、そのほかの形状は上記の各実施例と実質的に同じである。本実施例のディスク部４は、内径部を有する上部の第１ディスク部４Ａと、外径部を有する下部の第２ディスク部４Ｂと、それらの間の段差部４Ｃとで構成されており、ゲート跡５は第１ディスク部４Ａに形成されている。
【００１５】
そして、第１ディスク部４Ａの肉厚，第２ディスク部４Ｂの肉厚，段差部４Ｃの肉厚は、夫々均一であるが、第１ディスク部４Ａの肉厚が一番厚く、段差部４Ｃ、第２ディスク部４Ｂの順に薄くなっている。尚、リム２の肉厚形状、及びリム２の肉厚と第２ディスク部４Ｂの肉厚との関係は、第１実施例の場合と実質的に同じである。本実施例はこのようにディスク部４を２段形状としたことによって、ディスク部４の肉厚の割りには堅牢な歯車を得ることが可能となる。
【００１６】
次に、図６に示した本発明の第４実施例について説明する。本実施例は、ディスク部４の断面形状が第３実施例と異なるだけである。そのため、本実施例の平面形状は図４と似た形状になる。本実施例においては、ディスク部４の肉厚は、第１ディスク部４Ａのゲート６の位置が一番厚くなっており、外径部方向及び内径部方向へ向かうにしたがって薄くなっている。そして、第２ディスク部４Ｂの外径部の肉厚と、そこに連接する部分のリム２の肉厚との関係は、外径部の肉厚の方が厚く形成されている。尚、第３実施例と第４実施例に示した歯車のディスク部４は、共に２段形状であるが、外径部側の段部ほど薄くなっていれば、それらのディスク部４を３段以上の形状にしてもよい。
【００１７】
最後に、図７及び図８に示した本発明の第５実施例について説明する。図７は本実施例の平面図であり、図８は図７のＡ−Ａ線断面図である。これまで説明した各実施例は、いずれも、歯車の軸部として、他の軸部品に嵌合せしめるためのボスを形成したものであるが、本実施例においては、軸部として、他の軸受け部品に支承される回転軸７を一体的に形成している。この回転軸７は中空であるため、強度及び／又は形状精度を考慮して、一方の端部に天板部８を形成し、内部には４個のリブ９を形成している。そのほかの点については、第３実施例についての説明が、そのまま本実施例にも適用できるので、重複を避けるために説明を省略する。
【００１８】
尚、本実施例においては回転軸７を中空に形成しているが、歯車が小型である場合のように、回転軸７が細くてよい場合には、中空にしなくても本発明の成果は得られる。また、本実施例における回転軸７は、上下両端部の外径部で回転可能に軸受けされるものとして示したが、リブ９を除き、回転軸７の下端部は内径部で他の軸部材に支持されるようにしても差し支えないし、またそのようにすることによって、該下端部だけによる片持ち構成の歯車としてもよい。更に、回転軸７には、特に天板部８を設ける必要がない。天板部８が設けられてなく、回転軸７が長い場合には、金型を開いたときに回転軸７内にある金型の駒を、回転軸７の両側から引き抜くようにすることが可能となる。
【００１９】
また、上記した各実施例においては、ゲート６の位置を、いずれもディスク部４の一方の面に、同一円周状に且つ等間隔に配置しているが、その配置は厳密に等間隔である必要はなく、多少ずれていても差し支えない。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、ディスク部を両面側から肉抜きした形状の射出成形歯車を、成形時の収縮によって変形させることなく、所期の形状に精度よく製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の平面図である。
【図２】本発明の第１実施例の断面図である。
【図３】本発明の第２実施例の断面図である。
【図４】本発明の第３実施例の平面図である。
【図５】本発明の第３実施例の断面図である。
【図６】本発明の第４実施例の断面図である。
【図７】本発明の第５実施例の平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】従来例の平面図である。
【図１０】図９に示した従来例の断面図である。
【符号の説明】
１，１１                        歯部
２，１２                        リム
３，１３                        ボス
４，１４                        ディスク部
４Ａ                            第１ディスク部
４Ｂ                            第２ディスク部
４Ｃ                            段差部
５，１５                        ゲート跡
６，１６                        ゲート
７                              回転軸
８                              天板部
９                              リブ
【図１】
0003596131.tif 000002
【図２】
0003596131.tif 000003
【図３】
0003596131.tif 000004
【図４】
0003596131.tif 000005
【図５】
0003596131.tif 000006
【図６】
0003596131.tif 000007
【図７】
0003596131.tif 000008
【図８】
0003596131.tif 000009
【図９】
0003596131.tif 000010
【図１０】
0003596131.tif 000011