(57)【要約】    【課題】  高精度な成形金型の作製を可能とすると共に、これを用いて歯の端面に面取り部を備えた成形歯車を精度良く製造する。    【解決手段】  成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状の第１の放電電極を用いて、成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製し、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する第２の放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製し、ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立て、成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造する【選択図】  図３
2006264061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の歯を備え、各歯の一端面縁部に斜面を付けて面取り部を形成した成形歯車の製造方法であって、
前記成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状の第１の放電電極を用いて、前記成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して前記成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製するステップと、
前記成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する第２の放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、前記成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製するステップと、
前記ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、該ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立てるステップと、
該成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造するステップと、
を行うことを特徴とする成形歯車の製造方法。
【請求項２】
複数の歯を備え、各歯の一端面縁部に斜面を付けて面取り部を形成した成形歯車の製造方法であって、
前記成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する放電電極を用いて、前記成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して前記成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製するステップと、
前記放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、前記成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製するステップと、
前記ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、該ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立てるステップと、
該成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造するステップと、
を行うことを特徴とする成形歯車の製造方法。
【請求項３】
前記ギア駒の厚みと前記面取り駒の加工深さとの合算値は、前記歯車の歯幅に略等しいことを特徴とする請求項１又は２記載の成形歯車の製造方法。
【請求項４】
前記歯車材は、樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形歯車の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の歯の一端面縁部に斜面を付けて面取り部を形成した成形歯車の製造方法に関し、詳しくは、成形歯車の歯幅部分に対応するギア駒と面取り部に対応する面取り駒とを別々に形成することにより、高精度な成形金型の作製を可能とすると共に、これを用いて歯の端面に面取り部を備えた成形歯車を精度良く製造しようとする成形歯車の製造方法に係るものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の歯の端面に面取り部を備えた歯車の製造方法は、一般に、工作物台に固定された歯車材の歯の端面縁部を回転するエンドミル等の刃物によって切削して面取りして行っていた（例えば、特許文献１参照）。このような機械加工による製造方法は、歯車材が金属の場合には有効であるが、歯車材がプラスチック等の樹脂の場合には、歯車材が柔らかいため良好な加工精度を得ることが困難であり、また加工工数が多くてコスト高になる虞があった。
【０００３】
そこで、歯車材が樹脂等の柔らかい部材の場合には、歯の端面に面取り部を備えた歯車は、歯車の歯の一端面に対応して予め斜面部を設けた成形金型を用いて樹脂を射出成形して製造される。例えば、図７に示すような歯１を複数備え、各歯１の一端面縁部に斜面を付けて面取り部２を形成した成形歯車の製造方法は、図８（ａ）に示すように、先ず成形歯車の回転軸と直交する断面形状と同一形状を有し、周面に図７に示す歯１の歯形と同一形状の歯形部４を有する放電電極部材３を作製する（第１工程）。次に、同図（ｂ）に示すように、第１工程で作製された放電電極部材３の先端部で歯形部４の端面縁部に例えばエンドミル等の刃物によって切削して成形歯車の歯１の面取り部２と同一形状の面取り斜面部５を有する放電電極６を作製する（第２工程）。さらに、図９に示すように、第２工程で作製された放電電極６を用いて成形歯車の歯幅寸法よりも厚い金属部材７を同図に示す矢印Ａ方向に所定の深さだけ放電加工（底づき放電加工）して成形金型８を作製する（第３工程）。このとき、金属部材７には、放電電極６とは雌雄の関係をなし、放電電極６の歯形部４に対応して溝９を周面に有する凹部１０が形成される。なお、溝９の底部には、放電電極６の歯形部４の端面縁部に形成した面取り斜面部５に合致する斜面部１１が形成される。次に、この成形金型８を用いて樹脂を射出成形して、図７に示す歯１の端面に面取り部２を備えた成形歯車を製造する（第４工程）。
【特許文献１】特開平１０−９４９２１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような成形歯車の製造方法においては、図８（ｂ）に示すように、歯形部４の面取り斜面部５を先端部に有する放電電極６を用いて金属部材７を底づき放電加工して成形金型８を作製するため、加工深さが深くなるに連れて放電電極６先端部の放電生成物が排除され難くなり、先端部の加工速度が低下する一方、放電電極６の後端部は、放電生成物の排除がスムーズに行われるため放電加工が進み、その結果、放電電極６の先端部と後端部とで加工量にバラツキが生じて成形金型８の加工精度が悪くなる虞がある。したがって、このような成形金型８を用いて面取り部を有する成形歯車を製造しても精度の良好なものは得ることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、高精度な成形金型の作製を可能とすると共に、これを用いて歯の端面に面取り部を備えた成形歯車を精度良く製造しようとする成形歯車の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、第１の発明による成形歯車の製造方法は、複数の歯を備え、各歯の一端面縁部に斜面を付けて面取り部を形成した成形歯車の製造方法であって、前記成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状の第１の放電電極を用いて、前記成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して前記成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製するステップと、前記成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する第２の放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、前記成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製するステップと、前記ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、該ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立てるステップと、該成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造するステップと、を行うものである。
【０００７】
このような構成により、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状の第１の放電電極を用いて、成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製し、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する第２の放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製し、ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立て、成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造する。
【０００８】
また、第２の発明による成形歯車の製造方法は、複数の歯を備え、各歯の一端面縁部に斜面を付けて面取り部を形成した成形歯車の製造方法であって、前記成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する放電電極を用いて、前記成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して前記成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製するステップと、前記放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、前記成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製するステップと、前記ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、該ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立てるステップと、該成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造するステップと、を行うものである。
【０００９】
このような構成により、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する放電電極を用いて、成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製し、放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製し、ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立て、成形金型を用いて歯車材を成形して成形歯車を製造する。
【００１０】
さらに、前記ギア駒の厚みと前記面取り駒の加工深さとの合算値は、前記歯車の歯幅に略等しい。これにより、ギア駒の厚みと面取り駒の加工深さとの合算値が歯車の歯幅に略等しくなるように面取り駒の加工深さを設定する。
【００１１】
そして、前記歯車材は、樹脂である。これにより、成形金型を用いて樹脂を射出成形し、歯車を製造する。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明によれば、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状の第１の放電電極を用いて、成形歯車の歯幅寸法よりも厚みの小さい金属部材に対して、その厚み方向に貫通するまで放電加工して成形歯車と同一形状の中空部を有するギア駒を作製するものとしたことにより、加工の始端と終端とで加工速度を合わせることができ、ギア駒の加工精度を向上することができる。また、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する第２の放電電極を用いて、他の金属部材に対してその厚み方向に所定の深さだけ放電加工し、成形歯車の面取り部と同一形状の凹部を有する面取り駒を作製するものとしたことにより、深さが浅くて加工時間が短いため加工の始端と終端とで加工量のバラツキが小さくなり面取り駒の加工精度を向上することができる。したがって、ギア駒の中空部と面取り駒の凹部とを合致させ、ギア駒と面取り駒とを接続して成形金型を組み立てて、高精度な成形金型を作製することができる。これにより、この成形金型を用いて歯車材を成形することによって、面取り部を備えた成形歯車を精度良く製造することができる。
【００１３】
また、請求項２に係る発明によれば、ギア駒と面取り駒とを、成形歯車の回転軸に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯の面取り部と同一形状の面取り斜面部を先端部に有する放電電極を用いて作製するものとしたことにより、ギア駒の内周面形状と面取り駒の内周面形状とが一致し、より高精度な成形金型を作製することができる。したがって、この成形金型を用いて歯車材を成形することによって、面取り部を備えた成形歯車をより高精度に製造することができる。
【００１４】
また、請求項３に係る発明によれば、ギア駒の厚みと面取り駒の加工深さとの合算値が歯車の歯幅に略等しくなるように面取り駒の加工深さを設定することにより、歯幅を設計どおりに作製することができる。
【００１５】
そして、請求項４に係る発明によれば、成形金型を用いて樹脂を射出成形して歯車を製造するものとしたことにより、歯車の製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による成形歯車の製造方法を用いて製造される成形歯車の歯の歯形を示す斜視図であり、図２は図１の歯を複数備えた成形歯車を示す正面図である。この成形歯車１２は、図１に示す歯１を複数備えた成形歯車１２の各歯１の歯幅方向の一端面縁部に斜面を付けて面取り部２を形成して、この面取り部２により一方の成形歯車１２の歯１を図示省略の他方の成形歯車の歯溝（図２の符号１３参照）側に案内して噛み合わせ、両成形歯車の自動組み立てを容易にしようとするものである。
【００１７】
図３は本発明による成形歯車の製造方法を説明するフローチャートである。この成形歯車の製造方法は、成形歯車１２の歯幅Ｗ部分（図１参照）に対応するギア駒１４（図４参照）と面取り部２に対応する面取り駒１５（図５参照）とを別々に作製して組み立てた成形金型８（図６参照）を用いて歯車材としての樹脂を成形して成形歯車１２を製造しようとするものであり、以下、その製造方法を、図３を参照して詳細に説明する。
先ず、ステップＳ１において、後述するギア駒１４を作製するための第１の放電電極１６を作製する。この第１の放電電極１６は、図２に示す成形歯車１２の回転軸１７に直交する断面形状と同一形状を有しており、周面に図１に示す歯１の歯形と同一形状の歯形部４を複数備えたものである。そして、これは、公知の技術を用いて作製される。
【００１８】
ステップＳ２においては、後述する面取り駒１５を作製するための第２の放電電極１８を作製する。この第２の放電電極１８は、図２に示すように、成形歯車１２の回転軸１７に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯１の面取り部２と同一形状の面取り斜面部５を先端部に有しており、周面に図１に示す歯１の歯形と同一形状の歯形部４を複数備えたものである。なお、第２の放電電極１８は、二つ作製された第１の放電電極１６の一つを使用して、その歯形部４の端面縁部を例えば回転するエンドミル等の刃物で切削して面取り斜面部５を形成して作製される。
【００１９】
ステップＳ３においては、図４（ａ）に示すように、第１の放電電極１６を用いて、成形歯車１２の歯幅Ｗ（図１参照）よりも厚みの小さい厚みＷ１の金属部材１９に対して、その厚み方向（同図に示す矢印Ｂ方向）に貫通するまで放電加工して、成形歯車１２と同一形状の中空部２０を有するギア駒１４を作製する。これにより、同図（ｂ）にＸ−Ｘ線断面で示すように、金属部材１９の中空部２０の周面には、第１の放電電極１６の歯形部４に対応して溝９が形成される。この場合、加工の始端から終端まで加工速度を合わせることにより、中空部２０のいずれの部分も加工量を一定とすることができる。
【００２０】
ステップＳ４においては、図５（ａ）に示すように、第２の放電電極１８を用いて、他の金属部材２１に対してその厚み方向（同図に示す矢印Ｄ方向）に所定の深さＷ２だけ放電加工して、成形歯車１２の面取り部２と同一形状の凹部２２を有する面取り駒１５を作製する。これにより、同図（ｂ）にＹ−Ｙ線断面で示すように、他の金属部材２１の凹部２２の周面には、第２の放電電極１８の歯形部４に対応して溝９が形成される。また、溝９の底部には、第２の放電電極１８の歯形部４の端面縁部に設けた面取り斜面部５に対応する斜面部１１が形成される。ここで、凹部２２の加工深さＷ２は面取り量をＣとすると、図１に示すように、
Ｗ１＋Ｗ２−Ｃ＝Ｗ
となるように形成される。
なお、歯幅Ｗに対して面取り量Ｃが十分に小さいときには、
Ｗ１＋Ｗ２＝Ｗ
となるようにしてもよい。
【００２１】
ステップＳ５においては、図６に示すように、ギア駒１４の中空部２０と面取り駒１５の凹部２２とを各溝９が合致するように接続して成形金型８を組み立てる。この場合、例えばギア駒１４と面取り駒１５とを共加工してピン孔を形成し、このピン孔にピンを打ち込んで両駒を接続すれば、両駒を高精度に位置決めして組み立てることができる。
【００２２】
そして、ステップＳ６において、成形金型８を用いて歯車材として例えば樹脂を射出成形すれば、図１に示す歯幅方向の一端面縁部に斜面を付けて面取り部２を形成した複数の歯１を備える、図２に示すような成形歯車１２を製造することができる。
【００２３】
なお、以上の説明において、ギア駒１４と面取り駒１５とを異なる放電電極を用いて作製する場合について述べたが、これに限られず、ギア駒１４と面取り駒１５とは、同一の放電電極を用いて形成してもよい。この場合に使用する放電電極は、成形歯車１２の回転軸１７に直交する断面形状と同一形状を有し、各歯１の面取り部２と同一形状の面取り斜面部５を先端部に有する第２の放電電極１８である。これにより、ギア駒１４の中空部２０と面取り駒１５の凹部２２との形状が合致し、より高精度な成形金型８を作製することができる。
【００２４】
また、面取り部２は、斜面でなく丸味をつけたものであってもよい。さらに、成形歯車１２は、樹脂の歯車材を射出成形したものに限られず、焼結材を成形したものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明による成形歯車の製造方法を用いて製造される面取り部を備えた成形歯車の歯の歯形を示す斜視図である。
【図２】図１の歯を複数備えた成形歯車の形状を示す正面図である。
【図３】本発明による成形歯車の製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】成形歯車の製造に使用する成形金型のギア駒の作製状態を示す断面図である。
【図５】成形歯車の製造に使用する成形金型の面取り駒の作製状態を示す断面図である。
【図６】ギア駒と面取り駒を組み合わせて形成される成形金型を示す断面図である。
【図７】従来の製造方法により製造される成形歯車の面取り部を備えた歯の歯形を示す斜視図である。
【図８】従来の製造方法において使用する放電電極を示す図であり、（ａ）は放電電極部材を示す正面図であり、（ｂ）は放電電極を示す正面図である。
【図９】図８の放電電極を用いて作製される成形金型を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１…歯
２…面取り部
５…面取り斜面部
８…成形金型
１２…成形歯車
１４…ギア駒
１５…面取り駒
１６…第１の放電電極
１７…回転軸
１８…第２の放電電極
１９…金属部材
２０…中空部
２１…他の金属部材
２２…凹部
【図１】
2006264061.tif 000003
【図２】
2006264061.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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