(57)【要約】【課題】重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車を得られる傘歯車部品、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車、及びそのような傘歯車を得られる傘歯車部品の製造方法を提供する。【解決手段】傘歯車部品１は、中心軸線周りに巻回された状態で複数の歯４の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料１０を有する。この場合、複数の歯４が、巻回された状態の繊維材料１０で構成されるため、樹脂材料を成形した傘歯車の歯４よりも強度を高くすることができる。また、傘歯車部品１が繊維材料１０で構成されているため、金属で構成された傘歯車部品よりも重量を軽くすることができる。以上により、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車３を得られる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品であって、
中心軸線周りに巻回された状態で複数の前記歯の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料を有する、傘歯車部品。
【請求項２】
前記軸方向の端面のうち、前記歯が形成された表面と反対側の裏面には、前記歯の配列パターンに対応する山部と谷部の配列パターンが形成される、請求項１に記載の傘歯車部品。
【請求項３】
前記繊維材料は、径方向において並列な状態で巻回されている、請求項１又は２に記載の傘歯車部品。
【請求項４】
軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品と、
前記傘歯車部品の軸方向の端面のうち、前記歯が形成された表面と反対側の裏面に形成されたベース部と、を備える傘歯車であって、
前記傘歯車部品は、中心軸線周りに巻回された状態で複数の前記歯の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料を有し、
前記ベース部は、前記傘歯車部品に固定された樹脂成形体によって構成される、傘歯車。
【請求項５】
軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品の製造方法であって、
繊維材料を巻回することで円環状部材を形成する工程と、
前記円環状部材に対して、前記歯の形状を形成する工程と、を備える、傘歯車部品の製造方法。
【請求項６】
前記歯の形状を形成する工程では、前記円環状部材に対して前記軸方向に金型を押し付けることによって、前記歯の形状を形成する、請求項５に記載された傘歯車部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、傘歯車部品、傘歯車、及び傘歯車部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車として、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車がある。このような傘歯車として、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３４０３６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような傘歯車は、一般的に金属材料によって構成されるが、金属材料で傘歯車を構成した場合は、重量が大きくなるという問題があった。一方、軽量化のために傘歯車を樹脂材料で形成した場合、十分な傘歯車の強度が得られないという問題があった。従って、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車が求められていた。
【０００５】
本発明は、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車を得られる傘歯車部品、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車、及びそのような傘歯車を得られる傘歯車部品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】
本発明の一形態に係る傘歯車部品は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品であって、中心軸線周りに巻回された状態で複数の歯の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料を有する。
【０００７】
本発明の一形態に係る傘歯車部品は、中心軸線周りに巻回された状態で複数の歯の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料を有する。この場合、複数の歯が、巻回された状態の繊維材料で構成されるため、繊維材料を含まない樹脂材料を成形した傘歯車の歯よりも強度を高くすることができる。また、傘歯車部品が繊維材料で構成されているため、金属で構成された傘歯車部品よりも重量を軽くすることができる。以上により、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車を得られる。
【０００８】
傘歯車部品において、軸方向の端面のうち、歯が形成された表面と反対側の裏面には、歯の配列パターンに対応する山部と谷部の配列パターンが形成されてよい。例えば、裏面に対して樹脂成形体を成形する場合、当該樹脂は、山部と谷部の配列パターンが形成された部分にて固定される。この場合、傘歯車部品と樹脂材料との固定力を向上できる。
【０００９】
傘歯車部品において、繊維材料は、径方向において並列な状態で巻回されていてよい。この場合、繊維材料が並列な状態で巻回されているため、歯の配列パターンを成形する際に、繊維材料を金型の形状に追従させやすくなる。
【００１０】
本発明の一形態に係る傘歯車は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品と、傘歯車部品の軸方向の端面のうち、歯が形成された表面と反対側の裏面に形成されたベース部と、を備える傘歯車であって、傘歯車部品は、中心軸線周りに巻回された状態で複数の歯の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料を有し、ベース部は、傘歯車部品に固定された樹脂成形体によって構成される。
【００１１】
本発明の一形態に係る傘歯車によれば、上述の傘歯車部品と同様な作用・効果を得ることができる。また、ベース部は、傘歯車部品に固定された樹脂成形体によって構成される。このように、歯の部分に比して強度が要求されない部分を樹脂成形体とすることで、傘歯車全体の重量を軽くすることができる。
【００１２】
本発明の一形態に係る傘歯車部品の製造方法は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯を有する傘歯車部品の製造方法であって、繊維材料を巻回することで円環状部材を形成する工程と、円環状部材に対して、歯の形状を形成する工程と、を備える。
【００１３】
本発明の一形態に係る傘歯車部品の製造方法によれば、上述の傘歯車部品と同様な作用・効果を得ることができる。
【００１４】
傘歯車部品の製造方法において、歯の形状を形成する工程では、円環状部材に対して軸方向に金型を押し付けることによって、歯の形状を形成してよい。この場合、円環状部材の表面に、金型の形状に対応した形状の歯を容易に形成することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一形態によれば、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車を得られる傘歯車部品、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車、及びそのような傘歯車を得られる傘歯車部品の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本実施形態に係る傘歯車を示す斜視図である。
【図２】図２は、傘歯車部品における繊維材料の様子を示す模式図である。
【図３】図３は、傘歯車の製造方法の流れを示すフロー図である。
【図４】図４は、巻回装置、及び円環状部材を示す図である。
【図５】図５は、巻回装置を示す図である。
【図６】図６は、プレス装置及び成形体を示す図である。
【図７】図７は、成形装置を示す図である。
【図８】図８は、成形装置の動作を示す図である。
【図９】図９は、成形装置によって成形される成形体の様子を示す模式図である。
【図１０】図１０は、傘歯車部品の斜視図である。
【図１１】図１１は、インサート成形の様子を示す図である。
【図１２】図１２は、変形例に係る傘歯車部品の製造方法を示す模式図である。
【図１３】図１３は、変形例に係る傘歯車部品の製造方法を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
図１に示すように、傘歯車３は、本実施形態に係る製造方法で製造された傘歯車部品１と、射出成形で形成されたベース部２と、を備えている。傘歯車３の中心には中心軸線ＣＬが設定されている。以降の説明においては、中心軸線ＣＬが延びる方向を「軸方向」とし、中心軸線ＣＬ周りの方向を「周方向」とし、中心軸線ＣＬを通過して当該中心軸線ＣＬと直交する直線が延びる方向を「径方向」とする。また、中心軸線ＣＬを基準として「外周」「内周」の語を用いることとする。
【００１９】
傘歯車部品１は、複数の歯４を有する円環状の部材である。すなわち、傘歯車部品１は、傘歯車３の歯部材として用いられるリング歯車を構成する。傘歯車部品１の歯４は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで複数配列されている。歯４と歯４との間には、相手側の歯車とかみ合う谷部６が形成されている。複数の歯４は、円環状の部材のうちの軸方向における一方の端面である表面に形成される。本実施形態では、歯４は、径方向に対して傾斜し、且つ、湾曲した状態で外周側へ延びている。なお、歯４の態様は特に限定されるものではない。傘歯車部品１は、繊維材料に樹脂を含浸させたプリプレグを用いて製造される。傘歯車部品１の製造方法の詳細は後述する。
【００２０】
傘歯車部品１は、軸方向における他方側の端面である裏面に、複数の山部７及び谷部８の配列パターンを有している。裏面側の配列パターンは、表面側の歯４及び谷部６の配列パターンに対応するものである。傘歯車部品１は、表面において歯４が形成されている箇所に、谷部８を裏面に有する。傘歯車部品１は、表面において谷部６が形成されている箇所に、山部７を裏面に有する。このような構造により、傘歯車部品１の厚みの均一性が向上し、傘歯車部品１の成形性が向上する。
【００２１】
ベース部２は、傘歯車部品１を支持し、傘歯車３の強度を確保するための部材である。ベース部２は、円板状の形状を有している。傘歯車部品１は、ベース部２の軸方向に沿った一方の端面２ａの外縁部に沿って設けられる。ベース部２の中央位置には、傘歯車３の回転軸（不図示）が取り付けられる貫通孔２ｂが形成される。ベース部２は、射出成形を行うことによって形成される。製造時においては、傘歯車部品１が射出成形用の金型内に設置された状態で、射出成形が行われる。これにより、傘歯車部品１がベース部２に固定される。
【００２２】
ここで、後述の製造方法で詳細に説明するように、傘歯車部品１は、繊維材料１０を巻回することで円環状部材２０を形成し、当該円環状部材２０に歯４の形状を形成することで製造される。従って、傘歯車部品１は、中心軸線ＣＬ周りに巻回された状態で複数の歯４の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料１０を有する。なお、本実施形態では、後述の製造方法の説明で詳細に説明するように、一本の連続した繊維材料１０を芯部材に対して複数回巻き付けることにより、円環状部材を形成している。すなわち、本実施形態では、傘歯車部品１は、一本の連続した繊維材料１０によって構成されているものとして、以降の説明を行う。ただし、後述のように、一本の連続した繊維材料１０で構成される成形体４５を複数枚積層することで傘歯車部品１を成形した場合、当該傘歯車部品１は、積層数の本数だけ、連続した繊維材料１０を有する。なお、本明細書において「繊維材料」とは、繊維一本分の線材のことを指すものとする。例えば、複数の繊維材料を撚り合わせて樹脂を含浸させたトウプリプレグという部材が知られているが、本実施形態の繊維材料は、撚り合わせる前の状態の線材の一本分に該当する。
【００２３】
図２（ａ）に示すように、繊維材料１０は、歯４に対応する位置では、当該歯４の形状に合わせて山型形状をなして突出するように曲げられている。また、繊維材料１０は、谷部６に対応する位置では、当該谷部６の形状に合わせて窪むように曲げられている。また、このような形状を有する繊維材料１０が、径方向及び軸方向に複数並べられている。なお、繊維材料１０が複数並べられている状態とは、一本の繊維材料１０のうちの、ある周回部分と他の周回部分とが並べられている状態である。なお、図２（ａ）では、最も表面側に位置する繊維材料１０（繊維材料１０の長手方向の一部分）の形状のみが示されているが、当該位置よりも内部に配置される繊維材料１０は、位置に応じた山形状及び谷形状を有する。また、裏面側に配置される繊維材料１０は、裏面側の山部７及び谷部８に対応した形状を有する。
【００２４】
図２（ｂ）は、傘歯車部品１の一部の領域の繊維材料１０の配列状態を示す拡大図である。図２（ｂ）では、紙面の上下方向が傘歯車部品１の径方向に該当する。図２（ｂ）に示すように、繊維材料１０は、径方向において並列な状態で巻回されている。また、繊維材料１０は、軸方向においても、並列な状態で巻回されている。並列な状態とは、ある周回部分に係る繊維材料１０と、他の周回部分に係る繊維材料１０とが、同じ方向に延びており、略平行な状態で配列された状態である。なお、各周回部分の繊維材料１０は、完全に互いに平行をなしていなくともよく、成形時の歪みなどに起因して、平行からずれていてもよい。例えば、トウプリプレグを用いて傘歯車部品１を製造した場合、複数の繊維材料１０が撚り合わせられており、繊維１本１本は互いにねじれた関係にある。このような状態は、本実施形態の繊維材料１０が並列な状態には該当しない（後述の変形例に該当する）。なお、本実施形態に係る傘歯車部品１においても、径方向、周方向及び軸方向の何れか一部分において、局所的な繊維材料１０の乱れなどによって、繊維材料１０が並列な状態となっていなくともよい。
【００２５】
なお、繊維材料１０は、長手方向に繊維が連続した連続繊維である。繊維材料１０としては、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、炭化ケイ素繊維、アルミナ繊維などの高強度、高弾性率繊維を単独又は組み合わせて用いることができる。これらの繊維の中で傘歯車部品１の強度の強化効率及び寸法安定性、耐蝕性、摺動性、帯電防止性、軽量化などの機能を付与する面からは炭素繊維が最も好ましい。
【００２６】
また、傘歯車部品１は、所望の形状に形成された繊維材料１０の形状を維持するための樹脂を含んでいる。樹脂は、傘歯車部品１全体に含まれており、歯４の配列パターンが形成された状態で、繊維材料１０を固める。このような樹脂として、例えば熱可塑性樹脂が採用される。熱可塑性樹脂としては、要求される傘歯車部品１の機能から選定されるが、一般的にはナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイドやそれらのポリマーアロイが、特に強度、耐熱性が要求される場合は、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォンなどが用いられる。
【００２７】
次に、図３から図１１を参照して、本実施形態に係る傘歯車３の製造方法について説明する。図３に示すように、傘歯車３の製造方法は、繊維を巻く工程Ｓ１０と、歯形を成形する工程Ｓ２０と、仕上げを行う工程Ｓ３０と、インサート成形を行う工程Ｓ４０と、を備える。
【００２８】
工程Ｓ１０は、繊維材料１０を巻回することで円環状部材２０を形成する工程である。工程Ｓ１０では、例えば、図４（ａ）に示す巻回装置２５を用いて繊維材料１０の巻回を行うことで、図４（ｂ）に示す円環状部材２０を形成する。なお、図４（ｂ）では、規制板２８を省略して示している。円環状部材２０では、繊維材料１０が、径方向及び軸方向に並列な状態で巻回される。円環状部材２０の外周縁部の周長は、傘歯車部品１の最外周沿面長に対応する。
【００２９】
一例に係る巻回装置２５の構造を図５に示す。図５（ａ）に示すように、巻回装置２５は、円柱状の芯部２６と、芯部２６から外周側へ広がる規制板２７，２８と、を備える。芯部２６は、円環状部材２０の内周側の周長に対応する外周長を有する。規制板２７，２８は、芯部２６の軸線方向に隙間を空けるように互いに離間する円環状の板材である。規制板２７，２８間の隙間の大きさは、円環状部材２０の厚みの大きさに設定される。規制板２７，２８の外周側の縁部は、繊維材料１０を案内するように、傾斜して広がっている。これにより、図４（ａ）に示すように、巻回装置２５は、繊維材料１０の始端部を芯部２６の外周面付近に固定し、芯部２６を回転させる。なお、図示されない送り装置が、繊維材料１０を巻回装置２５へ送る。これによって、巻回装置２５は、規制板２７，２８間で繊維材料１０を複数周にわたって巻回する。なお、図５（ｂ）に示すように、巻回装置２５は、軸方向に複数本分の繊維材料１０を並べた層を形成し、当該層を径方向に複数層形成することによって、円環状部材２０を形成する。
【００３０】
なお、以降の工程Ｓ２０を行う前に、円環状部材２０に熱可塑性樹脂を付与する。なお、熱可塑性樹脂を付与するタイミングは特に限定されず、繊維材料１０の巻き付けを行いながら熱可塑性樹脂を付与してもよく、巻き付け前の繊維材料１０に予め熱可塑性樹脂を付与しておいてもよく、巻き付けが完了した円環状部材２０に熱可塑性樹脂を付与してよい。
【００３１】
工程Ｓ２０は、円環状部材２０に対して、歯４の形状を形成する工程である。工程Ｓ２０では、図６に示すプレス装置３０と、図７及び図８に示す成形装置４０と、が用いられる。
【００３２】
図７に示すプレス装置３０は、円環状部材２０を成形装置４０で成形し易い形状とするため、円錐状の成形体３５を成形する装置である。プレス装置３０は、成形面３２ｂを有する下型３２と、成形面３１ａを有する上型３１と、を備える。成形面３２ｂ及び成形面３１ａは、外周側から内周側へ向かうに従って、下方へ向かうように傾斜している。プレス装置３０は、成形面３２ｂと成形面３１ａとの間に円環状部材２０を配置し、加熱しながらプレスすることで、図６（ｂ）に示す円錐状の成形体３５を成形する。
【００３３】
成形装置４０は、下型（金型）４１と、上型（金型）４２と、上型４２を支持する支持部４３と、を備える。下型４１は、上面に複数の歯を有する傘歯車型の金型である。下型３１は、傘歯車部品１の裏面側の形状を成形するための金型である。下型４１は、複数の歯４１ａ（図９参照）を有している。歯４１ａの配列パターンは、傘歯車部品１の山部７及び谷部８の配列パターンに対応している。下型４１の外周部の直径は、成形体３５の外周部の直径以上である。下型３１の内周部の直径は、成形後の成形体４５の内周部の直径以下である。
【００３４】
上型４２は、下型４１の中心軸線と垂直な方向へ延びる回転軸を有し、当該回転軸周りに回転するピニオン形状の金型である。上型４２は、傘歯車部品１の表面側の形状を成形するための金型である。上型４２は、下型４１の成形面と上側で対向する位置に一対設けられている。一方の上型４２と他方の上型４２とは、中心軸線を基準線として１８０°回転させた位置関係にある。上型４２は、下型４１の中心へ向かって先細りとなる円錐状の成形部面を有している。当該成形面には、複数の歯４２ａを有している。複数の歯４２ａは、下型４１の複数の歯４１ａとかみ合うように構成されている（図９参照）。支持部４３は、下型４１の中心位置付近に配置され、それぞれの上型４２の先端部を回転可能に支持する。
【００３５】
工程Ｓ２０では、加熱しながら、円環状部材２０の成形体３５に対して軸方向に下型４１及び上型４２を押し付けることによって、歯４の形状を形成する。具体的には、図８（ａ）に示すように、成形体３５を配置した状態の下型４１に対して、上型４２及び支持部４３を下降させる。これにより、図９（ａ）に示すように、下型４１の歯４１ａ上に配置された成形体３５と上型４２の歯４２ａとが接触する。
【００３６】
次に、図８（ｂ）及び図８（ｃ）に示すように、下型４１及び上型４２を回転させながら、上型４２及び支持部４３を下降させる。これにより、図９（ｂ）に示すように、成形体３５は、上型４２の歯４２ａに押されて、下型４１の歯４１ａの間の谷部に入り込むように変形する。上型４２及び下型４１を回転させながら、上型４２を徐々に下降させることで、成形体３５の周方向における各部位に対し、上型４２の押し付け量を徐々に増やしながら、複数回プレスを行う。最終的には、上型４２の歯４２ａが成形体３５を介して下型４１の歯４１ａと完全にかみ合うように、上型４２は、成形体３５を下型４１に押し付ける。その後、上型４２及び支持部４３を上方へ移動させる。これにより、図９（ｃ）に示すように、成形装置４０での成形が完了し、成形体４５が完成する。なお、成形体３５に対する成形が進むに従って、山部と谷部の大きさが大きくなる分、成形体３５の直径が小さくなってゆく。従って、図７（ｂ）に示すように、成形前の成形体３５の直径に比して、成形後の成形体４５の直径は小さくなる。
【００３７】
工程Ｓ３０は、歯の配列パターンが形成された成形体４５を用いて、傘歯車部品１の成形の仕上げを行う工程である。工程Ｓ３０では、成形体４５を軸方向へ複数枚重ね合わせ、上下方向から金型でプレスして過熱加圧することで、傘歯車３を完成させる。なお、重ねわせる成形体４５の枚数は２つであってもよく、３つ以上でもよい。また、成形体４５の重ねを行わず、一つの成形体４５を過熱加圧することで傘歯車部品１を形成してもよい。以上により、図１０に示すような傘歯車部品１が完成する。
【００３８】
工程Ｓ４０は、傘歯車部品１に対してベース部２を成形する工程である。工程Ｓ４０では、成形装置４９を用いてインサート成形を行う。図１１に示すように、傘歯車部品１を一方の金型４７に配置した状態で、他方の金型４８を閉じる。金型４７，４８内の内部空間へ樹脂材料Ｒを射出する。これにより、ベース部２は、傘歯車部品１に固定された樹脂成形体によって構成される。この際、ベース部２の樹脂材料は、傘歯車部品１の裏面側の谷部８に食い込むようにして、傘歯車部品１に固定される。以上により、図１に示す傘歯車３が完成する。
【００３９】
次に、本実施形態に係る傘歯車部品１、傘歯車３、及び傘歯車部品１の製造方法の作用・効果について説明する。
【００４０】
本実施形態に係る傘歯車部品１は、中心軸線周りに巻回された状態で複数の歯４の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料１０を有する。この場合、複数の歯４が、巻回された状態の繊維材料１０で構成されるため、繊維材料１０を含まない樹脂材料を成形した傘歯車の歯４よりも強度を高くすることができる。また、傘歯車部品１が繊維材料１０で構成されているため、金属で構成された傘歯車部品よりも重量を軽くすることができる。以上により、重量が軽く、且つ強度を確保できる傘歯車３を得られる。
【００４１】
例えば、一本の連続した繊維材料１０で傘歯車部品１を形成した場合、繊維材料１０の巻始めの端部と巻き終わりの端部の部分には、図２（ｂ）に示すような繊維材料１０の切れ目１０ａが形成される。このような切れ目１０ａの部分は、歯４の強度を低下させる原因となる部分である。従って、例えば、切れ目１０ａが歯４の径方向の全体にわたって並ぶような箇所が存在した場合、当該箇所での歯４の強度は低下する。しかしながら、本実施形態に係る傘歯車部品１では、図２（ｂ）に示すように、繊維材料１０の巻始めの端部と巻き終わりの端部の部分に切れ目１０ａが形成されるものの、径方向に並ぶ他の周回部分では、繊維材料１０が切れることなく連続して延びている。このように、傘歯車部品１は、繊維材料１０の切れ目１０ａが径方向に連続しているような箇所を有していないため、強度を高くすることができる。
【００４２】
傘歯車部品１において、軸方向の端面のうち、歯４が形成された表面と反対側の裏面には、歯４の配列パターンに対応する山部７と谷部８の配列パターンが形成されている。工程Ｓ４０において、裏面に対して樹脂成形体を成形する場合、当該樹脂は、山部７と谷部８の配列パターンが形成された部分にて固定される。この場合、傘歯車部品１と樹脂材料との固定力を向上できる。
【００４３】
傘歯車部品１において、繊維材料１０は、径方向において並列な状態で巻回されている。この場合、繊維材料１０が並列な状態で巻回されているため、歯４の配列パターンを成形する際に、繊維材料１０を金型の形状に追従させやすくなる。
【００４４】
本実施形態に係る傘歯車３は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯４を有する傘歯車部品１と、傘歯車部品１の軸方向の端面のうち、歯４が形成された表面と反対側の裏面に形成されたベース部２と、を備える傘歯車３であって、傘歯車部品１は、中心軸線周りに巻回された状態で複数の歯４の配列パターンに対応する形状を付与された繊維材料１０を有し、ベース部２は、傘歯車部品１に固定された樹脂成形体によって構成される。
【００４５】
本実施形態に係る傘歯車３によれば、上述の傘歯車部品１と同様な作用・効果を得ることができる。また、ベース部２は、傘歯車部品１に固定された樹脂成形体によって構成される。このように、歯４の部分に比して強度が要求されない部分を樹脂成形体とすることで、傘歯車３全体の重量を軽くすることができる。
【００４６】
本実施形態に係る傘歯車部品１の製造方法は、軸方向へ突出して外周側へ向かって延び、周方向に一定のピッチで配列された複数の歯４を有する傘歯車部品１の製造方法であって、繊維材料１０を巻回することで円環状部材２０を形成する工程と、円環状部材２０に対して、歯４の形状を形成する工程と、を備える。
【００４７】
本実施形態に係る傘歯車部品１の製造方法によれば、上述の傘歯車部品１と同様な作用・効果を得ることができる。
【００４８】
傘歯車部品１の製造方法において、歯４の形状を形成する工程では、円環状部材２０に対して軸方向に上型４２を押し付けることによって、歯４の形状を形成している。この場合、円環状部材２０の表面に、上型４２の形状に対応した形状の歯を容易に形成することができる。
【００４９】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものでは無い。
【００５０】
例えば、上述の実施形態では、円環状部材２０を形成する時に、一本の連続した繊維材料１０を巻回することで円環状部材２０を形成した。これに代えて、円環状部材２０を形成するために、繊維材料１０を巻回している途中で繊維材料１０が無くなった場合は、新たな繊維材料１０をセットして、巻回を再開してもよい。また、複数本の繊維材料１０を束にした状態で巻回することで円環状部材２０を形成してもよい。複数本の繊維材料１０を束にした状態としては、例えばトウプリプレグのようなものでもよい。
【００５１】
更には、複数本の繊維材料１０を組み合わせることによって図１２に示すような、帯状の帯状部材５０を準備し、当該帯状部材５０を巻回することで、円環状部材７０を形成してもよい。帯状部材５０の幅方向Ｄ１の寸法は、円環状部材７０の高さ方向Ｄ３の寸法に等しい。円環状部材７０の径方向Ｄ２（すなわち、傘歯車部品の径方向に該当する）の寸法は、帯状部材５０の数枚分の厚み寸法となる。このような円環状部材７０を成形する場合は、図１３に示すように、歯４の配列パターンに対応する山部８１ａ及び谷部８１ｂの配列パターンを有する金型８１と、山部７及び谷部８の配列パターンに対応する山部８２ａ及び谷部８２ｂの配列パターンを有する金型８２を準備する。そして、金型８１の成形面を円環状部材７０の表面に押し付け、金型８２の成形面を円環状部材７０の裏面に押し付けることによって、傘歯車部品１を成形する。なお、この場合、帯状部材５０内の繊維材料１０が良好に変形するように、帯状部材５０に波型形状を付与したり、帯状部材５０を緩ませた状態で巻回するなどの措置を施してよい。
【００５２】
図１２に示すように、円環状部材７０において、帯状部材５０は、当該帯状部材５０の幅方向Ｄ１が軸方向に沿う状態に配置され、円環状部材７０の径方向に複数層の帯状部材５０が配置されている。帯状部材５０の巻回方向における端部５０ｇ，５０ｈは、繊維材料１０の切れ目に該当するため、歯４の強度に影響を及ぼす部分となる。これに対し、円環状部材７０の径方向Ｄ２には、複数層の帯状部材５０が配置されている。傘歯車部品１の歯４は当該径方向Ｄ２に沿って延在する。例えば、円環状部材７０の径方向Ｄ２に沿った領域６０ｄの全域にわたって、帯状部材５０の端部５０ｇ，５０ｈが延びている場合、傘歯車部品１の歯４の延在方向の全域にわたって、繊維材料１０の切れ目が形成されることとなる。この場合、歯４の強度が低下する場合がある。上記形態においては、一部の層（最外周の層と最内周の層）において帯状部材５０の端部５０ｇ，５０ｈ、すなわち繊維材料１０の切れ目が形成されていても、当該切れ目は、高さ方向Ｄ３に連続しており、傘歯車部品１の歯４が延在する方向に連続する構成とはならない。従って、傘歯車部品１の歯４の強度を向上することができる。また、端部５０ｇと端部５０ｈとの周方向における位置をずらすことで、特定の位置に繊維材料１０の切れ目が集中することを防止できる。
【符号の説明】
【００５３】
１…傘歯車部品、２…ベース部、３…傘歯車、４…歯、１０…繊維材料、２０，７０…円環状部材、４２…上型（金型）、８１…金型。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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