(57)【要約】【課題】金型内に残留する気体の排気を十分かつ精密に制御することにより、とくに歯筋面の変形、すなわち、端部の曲がりや傾きの少ない高精度な樹脂歯車成形品を得ることができる樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型およびその成形方法を提供することにある。【解決手段】精度を必要としない非転写面１６であるリム１５の内周面と隣接する面に気体を押圧させることにより歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置において、気体供給手段３と、歯面端部１４ａとリム端部１５ａとに連設された排気手段４と、前記気体供給手段３と排気手段４との切り換えを行う切り換え制御手段５とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることにより歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置において、気体供給手段と、歯面端部とリム端部とに連設された排気手段と、前記気体供給手段と排気手段との切り換えを行う切り換え制御手段とを有することを特徴とする樹脂歯車成形装置。
【請求項２】
前記排気手段が、歯面とリムの両端部側に設けられ、前記歯面端部の変形が発生する方向に応じて、片側排気と両側排気との切り換えを行うこと特徴とする請求項１記載の樹脂歯車成形装置。
【請求項３】
円周方向に対して、複数に分割されたグループ毎に個別に歯面端部とリム端部からの排気制御を行うように構成されたことを特徴とする請求項１または２のいずれか１項記載の樹脂歯車成形装置。
【請求項４】
精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることによりひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置における成形金型であって、歯面端部とリム端部を形成する箇所が微細多孔質部材にて形成され、かつ外部に設けられた排気手段に連結されていることを特徴とする樹脂歯車成形金型。
【請求項５】
前記微細多孔質部材にて形成された歯面端部とリム端部が、円周方向に対して、複数に分割された入れ子構造からなることを特徴とする請求項４記載の樹脂歯車成形金型。
【請求項６】
精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることによりひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形方法において、気体押圧後に、歯面端部とリム端部とに連設された排気手段により、残留気体の排気制御を行うことを特徴とする樹脂歯車成形方法。
【請求項７】
前記歯面端部とリム端部を形成する箇所が微細多孔質部材にて形成され、かつ外部に設けられた排気手段に連結された樹脂歯車成形金型を用いて、気体押圧後の残留気体の排気制御を行うことを特徴とする請求項６記載の樹脂歯車成形方法。
【請求項８】
前記歯面端部の変形量に応じて、前記歯面端部とリム端部とに連設された排気手段による排気量を調整することを特徴とする請求項６または７のいずれか１項記載の樹脂歯車成形方法。
【請求項９】
前記歯面端部の変形が発生する方向に応じて、片側排気と両側排気との切り換えを行うことを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項記載の樹脂歯車成形方法。
【請求項１０】
前記歯面端部の変形が発生する場所に応じて、円周方向に対して、複数に分割されたグループ毎に個別に前記歯面端部とリム端部からの排気制御を行うことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項記載の樹脂歯車成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周面に転写部である歯部を備えた円筒形の樹脂歯車成形品を高精度に得るための樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型およびその成形方法に関し、とくに歯筋面を高精度に転写可能な樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型およびその成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂歯車を高精度に成形する手段は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−７９８７６公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
樹脂歯車は、金属歯車などに比べて、低騒音性、耐腐蝕性、および量産性に優れる他、軽量化などの種々の利点を有することから、精密機械、例えば、複写機、カメラなどの動力伝達部などに使用されるケースが増えている。このような樹脂歯車は、一般に複数のピンゲートより溶融樹脂を射出充填し、その後、冷却工程を経て固化して成形品を得る。
樹脂歯車を高精度に成形する手段を開示している特許文献１では、気体を供給することにより、歯面以外の部分を選択的にひけさせる方法が提案されている。
この手法により、歯面以外の部分をひけさせることによって確かに歯面転写性の改善効果はみられるが、反面、気体を供給しない場合に比べ、歯筋面の傾きが各部位でばらついたり、歯筋面の端部に曲がりが発生するなどの固有の現象が認められる。
図５は歯筋誤差を説明する樹脂歯車の部分斜視図である。図６は気体供給時間と歯筋端部曲がりの関係をグラフで示す図である。歯筋誤差精度は気体供給により徐々に上昇するが、長すぎると歯筋面端部に曲がりが発生する。
さらに、図５は気体供給手段（気体供給装置）を用いて、リムの内周面と隣接する面に圧縮気体を供給することによってひけ誘導を実施した場合の歯筋面形状の変化を示したものである。
上述したように、気体の供給時間の増加に伴い、徐々に歯筋面の転写性が向上するが、逆に長く供給し過ぎると、歯筋面の傾きや、端部の曲がりが大きくなるという現象が認められる。このため、ひけ誘導による歯筋面の転写性効果が得られた後には、金型内に残留する気体を速やかに排気させる必要がある。
それゆえ、樹脂歯車のさらなる高精度化を図るためには、歯筋面の転写性効果が得られた後の気体の排気制御を厳格かつ精密に行う必要がある。
そこで本発明の目的は、上記の問題点を解決するために、金型内に残留する気体の排気を十分かつ精密に制御することにより、とくに歯筋面の変形、すなわち、端部の曲がりや傾きの少ない高精度な樹脂歯車成形品を得ることができる樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型およびその成形方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために、請求項１記載の発明では、精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることにより歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置において、気体供給手段と、歯面端部とリム端部とに連設された排気手段と、前記気体供給手段と排気手段との切り換えを行う切り換え制御手段とを有する樹脂歯車成形装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明では、前記排気手段が、歯面とリムの両端部側に設けられ、前記歯面端部の変形が発生する方向に応じて、片側排気と両側排気との切り換えを行う請求項１記載の樹脂歯車成形装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明では、円周方向に対して、複数に分割されたグループ毎に個別に歯面端部とリム端部からの排気制御を行うように構成された請求項１または２のいずれか１項記載の樹脂歯車成形装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明では、精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることによりひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置における成形金型であって、歯面端部とリム端部を形成する箇所が微細多孔質部材にて形成され、かつ外部に設けられた排気手段に連結されていることを特徴とする樹脂歯車成形金型を最も主要な特徴とする。
請求項５記載の発明では、前記微細多孔質部材にて形成された歯面端部とリム端部が、円周方向に対して、複数に分割された入れ子構造からなることを特徴とする請求項４記載の樹脂歯車成形金型を主要な特徴とする。
【０００５】
請求項６記載の発明では、精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることによりひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形方法において、気体押圧後に、歯面端部とリム端部とに連設された排気手段により、残留気体の排気制御を行う樹脂歯車成形方法を最も主要な特徴とする。
請求項７記載の発明では、前記歯面端部とリム端部を形成する箇所が微細多孔質部材にて形成され、かつ外部に設けられた排気手段に連結された樹脂歯車成形金型を用いて、気体押圧後の残留気体の排気制御を行う請求項６記載の樹脂歯車成形方法を主要な特徴とする。
請求項８記載の発明では、前記歯面端部の変形量に応じて、前記歯面端部とリム端部とに連設された排気手段による排気量を調整する請求項６または７のいずれか１項記載の樹脂歯車成形方法を主要な特徴とする。
請求項９記載の発明では、前記歯面端部の変形が発生する方向に応じて、片側排気と両側排気との切り換えを行う請求項６ないし８のいずれか１項記載の樹脂歯車成形方法を主要な特徴とする。
請求項１０記載の発明では、前記歯面端部の変形が発生する場所に応じて、円周方向に対して、複数に分割されたグループ毎に個別に前記歯面端部とリム端部からの排気制御を行う請求項６ないし９のいずれか１項記載の樹脂歯車成形方法を主要な特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型およびその成形方法の実施の形態について図面に基づいて詳述する。図１は本発明による樹脂歯車成形装置の実施の形態を示す概略断面図である。
図１に示すように、本実施の形態における樹脂歯車成形金型は、固定型Ａと可動型Ｂとからなる。固定型Ａの内部にはキャビティ入れ子９が設けられており、可動型Ｂの内部には、成形品に歯形部（例：ハスバ形状）を形成するための転写面を備えたコア入れ子７が設けられている。
これらのキャビティ入れ子９、コア入れ子７によって所定容積の成形キャビティを画成している。成形品としてのハスバ歯車は、図３および図４を参照して後述されるように、歯部１４と、リム１５と、ウェブ１６およびボス１７とで構成され、ポリアセタールなどの結晶性樹脂を射出成形することにより一体成形されるものである。
キャビティ入れ子９には、図示してない射出成形機の射出部からの溶融樹脂を成形キャビティ内へ射出充填する複数のゲート６が形成されている。また、コアプレート８、キャビティプレート１０およびセンターコアピン１１が示してある。
さらに、キャビティ入れ子９、コア入れ子７には、非転写面であるウェブ１６に所定面積で開口するリング状の通気孔１８が形成され、通気孔１８は気体供給手段３（気体供給装置）に接続されている。
【０００７】
さらに、図１の本発明の樹脂歯車成形装置では、歯面端部とリムの端部とに連接された排気手段４が、固定型および可動型の両側に設けられ、かつ片側排気と両側排気とを適時選択可能な切り換え制御手段５（電磁弁装置によるオン  ／オフ制御）を有している。
この片側排気と両側排気とを適時選択可能に切り換える切り換え制御手段５によって、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）が発生している方向に応じて、
（１）固定側からの排気
（２）可動側からの排気
（３）固定側と可動側の両側からの排気
を行う。
【０００８】
図２は本発明による樹脂歯車成形金型を説明する歯車の部分斜視図である。本発明の樹脂歯車成形金型では、成形品の歯面端部１４ａとリム端部１５ａを形成する箇所が微細多孔質部材にて形成されている。この微細多孔質部材は、排気手段に連通されており、これを介して残留基体の排気制御を行う。
この金型は、円周方向に対して、複数の分割線１９で複数に分割された入れ子構造となっている。そして分割されたグループ毎に個別に排気制御が行える構成となっている。
図３は本発明による樹脂歯車成形金型で成形された歯車の断面図である。図４は図３の歯車成形品に対応して説明する樹脂歯車成形金型の断面図である。図３において、歯車２は歯部１４と、リム１５と、ウェブ１６およびボス１７とで構成され、前述のごとく、ポリアセタールなどの結晶性樹脂を射出成形することにより一体成形されるものである。
図４の樹脂歯車成形金型よって、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）が発生している場所に応じた的確な排気制御を行う。排気手段４は分割された入れ子に応じて任意に設けられ、金型にはゲート（ピンゲート）６およびリング状の通気孔１８が示してある。
なお、本発明の樹脂歯車成形方法では、歯面端部の変形量に応じて、歯面端部とリム端部に連設された排気手段による排気量を調整する。これにより、歯面精度に応じた的確な排気制御が可能となる。その結果、歯筋面の変形の少ない高精度な樹脂歯車成形品を得ることができる。
【０００９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることにより歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置において、気体供給手段と、歯面端部とリム端部とに連設された排気手段と、気体供給手段と排気手段との切り換えを行う切り換え制御手段とを有することから、気体押圧後に、金型内に残留する気体の排気を確実に行うことができ、その結果、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項２によれば、排気手段が、歯面とリムの両端部側に設けられ、歯面端部の変形が発生する方向に応じて、片側排気と両側排気との切り換えを行うことから、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）が発生している方向に応じた的確な排気制御が可能となり、その結果、歯筋面の変形の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項３によれば、円周方向に対して、複数に分割されたグループ毎に個別に歯面端部とリム端部からの排気制御を行うように構成されたことから、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）が発生している場所に応じた的確な排気制御が可能となり、その結果、歯筋面の変形の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項４によれば、精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることによりひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置における成形金型であって、歯面端部とリムの端部を形成する箇所が微細多孔質部材にて形成され、かつ外部に設けられた排気手段に連結されていることから、より効果的に金型内に残留する気体の排気を行うことができき、その結果、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項５によれば、微細多孔質部材にて形成された歯面端部とリム端部が、円周方向に対して、複数に分割された入れ子構造からなることから、メンテナンスおよび入れ子駒の分割数の変更に対して容易に対応できる。
請求項６によれば、精度を必要としない非転写面であるリムの内周面と隣接する面に気体を押圧させることによりひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形方法において、気体押圧後に、歯面端部とリムの端部とに連設された排気手段により、残留気体の排気制御を行うことから、金型内に残留する気体の排気を確実に行うことができ、その結果、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
【００１０】
請求項７によれば、歯面端部とリムの端部を形成する箇所が微細多孔質部材にて形成され、かつ外部に設けられた排気手段に連結された樹脂歯車成形金型を用いて、気体押圧後の残留気体の排気制御を行うことから、より効果的に金型内に残留する気体の排気を行うことができ、その結果、歯筋面の変形（端部の曲がりや傾き）の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項８によれば、歯面端部の変形量に応じて、歯面端部とリム端部とに連設された排気手段による排気量を調整することから、歯面精度に応じた的確な排気制御が可能となり、その結果、歯筋面の変形の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項９によれば、歯面端部の変形が発生する方向に応じて、片側排気と両側排気との切り換えを行うことから、歯面精度に応じた的確な排気制御が可能となり、その結果、歯筋面の変形の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
請求項１０によれば、歯面端部の変形が発生する場所に応じて、円周方向に対して、複数に分割されたグループ毎に個別に歯面端部とリム端部からの排気制御を行うことから、歯面精度に応じた的確な排気制御が可能となり、その結果、歯筋面の変形の少ない高精度な樹脂歯車成形品が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による樹脂歯車成形装置の実施の形態を示す概略断面図である。
【図２】本発明による樹脂歯車成形金型を説明する歯車の部分斜視図である。
【図３】本発明による樹脂歯車成形金型で成形された歯車の断面図である。
【図４】図３の歯車成形品に対応して説明する樹脂歯車成形金型の断面図である。
【図５】歯筋誤差を説明する樹脂歯車の部分斜視図である。
【図６】気体供給時間と歯筋端部曲がりの関係をグラフで示す図である。
【符号の説明】
２    樹脂歯車成形品（歯車）
３    気体供給手段
４    排気手段
５    切り換え制御手段
７    コア入れ子（金型）
９    キャビティ入れ子（金型）
１４    歯部
１４ａ  歯面端部
１５    リム
１５ａ  リム端部
１６    非転写面（ウェブ）
【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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