(57)【要約】【課題】自動車用部品等の動力伝達機構や各種産業機器等において使用される樹脂歯車に関し、樹脂歯車の強度や歯形精度が低下するのを防止できる。【解決手段】周方向複数のゲート３から樹脂を射出成形してなり、外周面１ａに歯部１１を有した環状の樹脂歯車１であって、周方向に隣り合うゲート３間において、当該ゲート３間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔４が形成されているものである。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向複数のゲートから樹脂を射出成形してなり、外周面に歯部を有した環状の樹脂歯車であって、
周方向に隣り合うゲート間において、当該ゲート間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔が形成されている、ことを特徴とする樹脂歯車。
【請求項２】
請求項１記載の樹脂歯車において、前記ゲートが内周面近傍に位置しており、かつ、前記貫通孔が前記ゲートより外径側に位置している、ことを特徴とする樹脂歯車。
【請求項３】
請求項２記載の樹脂歯車において、前記ゲートの径方向位置と前記貫通孔の径方向位置とが近接している、ことを特徴とする樹脂歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用部品等の動力伝達機構や各種産業機器等において使用される樹脂歯車に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多点ピンゲートから樹脂を射出成形してなる樹脂歯車がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
各ゲートから金型内に注入された溶融樹脂は、ゲートを中心にして、金型内のキャビティを放射状に広がり、樹脂歯車が射出成形される。
【０００４】
図５は、多点ピンゲートにて成形する大径（φ９０ｍｍ以上）の樹脂歯車において、溶融樹脂がゲート３を中心にして放射状に広がる様子を示している。
【０００５】
図５において、１は外周面１ａに歯部１１を有した環状の樹脂歯車であり、ブラケット２の外周に射出成形にて一体形成されている。３は金型の周方向に等間隔に形成された４つのゲートであり、各ゲート３から注入された溶融樹脂は、ゲート３を中心にして放射状に広がる。Ｐは、金型内のキャビティを溶融樹脂が流動するパターンを示している。
【０００６】
樹脂歯車１には、通気や軽量化のための貫通孔４が形成されたものがある。貫通孔４は周方向等間隔に形成され、各々周方向に隣り合うゲート３間の中央に位置している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−１５６８９２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示す樹脂歯車１の場合、周方向に隣り合うゲート３から注入された溶融樹脂が合流する位置と、貫通孔４の形成位置とが一致してしまう。
【０００９】
このため、隣り合うゲート３間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルドラインＬと、貫通孔４の周囲において溶融樹脂が当該孔を回り込むことに起因するウエルドラインＬとが同じ位置に発生する。
【００１０】
このように、２種類のウエルドラインＬが同じ位置に発生することにより、当該ウエルドラインＬの発生部位において、耐ヒートショック性の低下による樹脂歯車１の破損などの強度低下や、歯形精度が低下するおそれがあった。さらに、貫通孔４が形成されているため、当該部位における強度低下は、より一層大きなものとなる。
【００１１】
しかも、ウエルドラインＬが径方向に延びて形成され、かつ、貫通孔４と樹脂歯車１の外周面１ａとの距離が短いため、貫通孔４を回り込んで発生したウエルドラインＬが、樹脂歯車１の外周面の歯部１１にまで達し、歯元強度が低下するおそれもある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、周方向複数のゲートから樹脂を射出成形してなり、外周面に歯部を有した環状の樹脂歯車であって、周方向に隣り合うゲート間において、当該ゲート間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔が形成されているものである。
【００１３】
樹脂歯車が適用される部位は特に限定されるものではなく、例えば、ＣＶＴの変速用ボールねじ装置のブラケット等に射出成形されて、ブラケット等に一体形成されるものや、ブラケット等に一体形成されず、例えば、中心に回転軸等を取付ける取付孔を有した樹脂歯車が単体にて射出成形されるものであってもよい。
【００１４】
ゲートや貫通孔の数は特に限定されるものではなく、例えば、同数であって周方向に交互に形成されていたり、あるいはゲート数に対して貫通孔がその倍数であって、各ゲートの周方向両側にそれぞれ貫通孔が形成されるものであってもよい。すなわち、ゲートと貫通孔の数を同数あるいは倍数とすることで、樹脂歯車を対称形状とすることができ、樹脂成形時の流動バランスを取ることができ、成形性に優れる。
【００１５】
貫通孔の大きさについても、通気孔として使用される場合や、軽量化を目的として形成される場合など、その目的に応じて自由に決められるものである。
【００１６】
本発明の樹脂歯車によると、周方向に隣り合うゲート間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔が形成されており、周方向に隣り合うゲートから注入された溶融樹脂が合流する位置と、貫通孔の形成位置とが一致しない。
【００１７】
よって、隣り合うゲート間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルドラインと、貫通孔の周囲において溶融樹脂が当該孔を回り込むことに起因するウエルドラインとが同じ位置に発生せず、樹脂歯車の強度や歯形精度が低下するのを防止できる。
【００１８】
好ましくは、前記ゲートが内周面近傍に位置しており、かつ、前記貫通孔が前記ゲートより外径側に位置しているものである。
【００１９】
ゲートを環状の樹脂歯車の外周面近傍に配置すると、外周面に形成した歯部に歪が生じるおそれがあるが、ゲートを内周面近傍に配置したことにより、歯部に歪が生じるのを防止できる。
【００２０】
また、貫通孔がゲートより外径側に位置しているので、ゲートを環状の樹脂歯車の内周面近傍に配置しても、貫通孔を回り込むことに起因するウエルドラインが樹脂歯車の内周面に達するのを回避でき、樹脂歯車の強度が低下するのを防止できる。
【００２１】
より好ましくは、前記ゲートの径方向位置と前記貫通孔の径方向位置とが近接しているものである。
【００２２】
貫通孔が内周面近傍に配置したゲートに対して外径側でかつ径方向で近接して配置されているので、貫通孔も内周面近傍に位置する。よって、貫通孔を回り込むことに起因するウエルドラインが、内周面近傍に配置した貫通孔から外周面に向かって発生する。当該ウエルドラインは距離が伸びると流動に伴って消滅することから、内周面近傍に配置した貫通孔から外周面までの距離が長いため、外周面の歯部に達することなく消滅してしまい、ウエルドラインによる歯部の強度低下をより確実に防止できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係る樹脂歯車を図面に基づいて説明する。
【００２４】
図１は本実施形態における樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図、図２は樹脂歯車の製造用金型の断面図である。
【００２５】
本実施形態は、環状のブラケット２の外周に、金型に形成された周方向複数のゲート３から樹脂を射出成形して、樹脂歯車１をブラケット２に一体形成したものである。
【００２６】
図１において、１は外周面１ａに歯部１１を有するとともに、周方向等間隔に形成された４つの通気や軽量化のための貫通孔４を有した環状の樹脂歯車であり、ブラケット２の外周に射出成形にて一体形成されている。３は金型の周方向に等間隔に形成された４つのゲートであり、各ゲート３から注入された溶融樹脂は、パターンＰに示すように、ゲート３を中心にして金型内のキャビティを放射状に流動して広がる。
【００２７】
ゲート３と貫通孔４とは周方向に交互に配置され、貫通孔４は周方向に隣り合うゲート３間の中央位置に対して周方向にずれた位置に形成されている。
【００２８】
ゲート３は樹脂歯車１の内周面１ｂ近傍に位置しており、かつ、貫通孔４がゲート３より外径側に位置している。
【００２９】
Ｌ１は、隣り合うゲート３間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルドラインである。
【００３０】
Ｌ２は、貫通孔４の周囲において溶融樹脂が当該孔４を回り込むことに起因するウエルドラインである。
【００３１】
ゲート３と貫通孔４との周方向の位相差θは、貫通孔４が周方向に隣り合うゲート３間の中央位置に対して周方向にずれて配置され、ウエルドラインＬ１とウエルドラインＬ２とが一致しない位置関係となる値に決定されている。より好ましくは、本実施形態のように、ウエルドラインＬ１とウエルドラインＬ２とが交差しない位置関係となる値に決定されている。
【００３２】
樹脂歯車を構成する樹脂材料としては、例えば、オレフィン系樹脂（ポリプロピレンなど）、フッ素樹脂、スチレン系樹脂（アクリロニトリル−スチレン共重合体、ＡＢＳ樹脂など）、アクリル系樹脂（ポリメタクリル酸メチルなど）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリアルキレンアリーレート（ホモポリエステル）、アルキレンアリレート単位を有するコポリエステル、ポリアリレート系樹脂、液晶性ポリエステルなど）、ポリカーボネート系樹脂（ビスフェノールＡ型ポリカーボネートなど）、ポリアミド系樹脂（６ナイロン、１１ナイロン、１２ナイロン、４６ナイロン、６６ナイロン、６Ｔナイロン、９Ｔナイロン、６１０ナイロンなどの脂肪族ナイロン、芳香族ナイロンＭＸＤ−６など）、ポリアセタール系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリスルホンエーテル系樹脂などが例示できる。
【００３３】
さらに、上記樹脂材料に補強繊維が含まれていてもよい。補強繊維としては、無機繊維（ガラス繊維、炭素繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、チタン酸バリウム、アルミナ繊維、シリカ繊維、炭化ケイ素繊維、窒化ケイ素繊維等）や、有機繊維（アラミド繊維等）などが例示できる。
【００３４】
図２を用いて、樹脂歯車１の製造について説明する。
【００３５】
下型１００にブラケット２ならびにリング歯型１０４を配置した後、下型１００と上型１０１を合わせ、ブラケット２の外周域に対応するキャビティ１０２を形成する。キャビティ１０２内に、上型１０１に周方向所定間隔に配置した複数のゲート１０３から溶融樹脂を注入する。溶融樹脂は、ゲート１０３を中心に放射状に広がり、リング歯型１０４に達して歯部１１を形成する。
【００３６】
樹脂歯車１はブラケット２の外周に一体的に形成され、ブラケット２と樹脂歯車１とは、例えば、軸心回りに回転一体に設けられる。
【００３７】
このように構成された樹脂歯車１によると、周方向に隣り合うゲート３間の中央位置に対して周方向にずれた位置に貫通孔４が形成されており、周方向に隣り合うゲート３から注入された溶融樹脂が合流する位置と、貫通孔４の形成位置とが一致しない。よって、隣り合うゲート３間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルドラインＬ１と、貫通孔４の周囲において溶融樹脂が当該孔を回り込むことに起因するウエルドラインＬ２とが同じ位置に発生せず、樹脂歯車１の強度や歯形精度が低下するのを防止できる。
【００３８】
しかも、ウエルドラインＬ１とウエルドラインＬ２とが交差しない位置関係となるように、ゲート３と貫通孔４との周方向の位相差θが決定されており、樹脂歯車１の強度低下をより確実に防止できる。
【００３９】
また、ゲート４を環状の樹脂歯車１の内周面１ｂ近傍に配置したことにより、歯部１１に歪が発生するのを防止できる。しかも、貫通孔４がゲート３より外径側に位置しているので、ゲート３を環状の樹脂歯車１の内周面１ｂ近傍に配置しても、貫通孔４を回り込むことに起因するウエルドラインＬ２が樹脂歯車１の内周面１ｂに達するのを回避でき、樹脂歯車１の強度が低下するのを防止できる。
【００４０】
本発明の他の実施形態に係る樹脂歯車を図３に基づいて説明する。
【００４１】
図３は樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図であり、図１と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
この実施形態の樹脂歯車１は、ゲート３の径方向位置（ゲート３の中心までの半径をＡとする）と、貫通孔４の径方向位置（貫通孔４の中心までの半径をＢとする）とが近接していることを特徴とするものである。
【００４３】
すなわち、図１に示した実施形態に対して、各貫通孔４を内径側に配置（Ｂの大きさを可能な限り小さくする）したものである。ただし、Ａ＜Ｂ関係は満たしている。
【００４４】
貫通孔４が内周面近傍に配置されたゲート３に対して外径側に位置しており、かつ、ゲート３と貫通孔４が径方向で近接して配置されているので、貫通孔４も内周面近傍に位置する。
【００４５】
よって、貫通孔４を回り込むことに起因するウエルドラインＬ２が、内周面近傍に配置した貫通孔４から外周面１ａに向かって発生する。ウエルドラインＬ２は距離が伸びると流動に伴って消滅することから、内周面１ｂ近傍に配置した貫通孔４から外周面１ａまでの距離が長いため、外周面１ａの歯部１１に達することなく消滅してしまう。
【００４６】
すなわち、貫通孔４を内周面１ｂ近傍に配置することにより、ウエルドラインＬ２の先端から外周面１ａまでの距離が大きくなり、歯部１１の強度がウエルドラインＬ２によって低下するのを確実に防止できる。
【００４７】
本発明のさらに他の実施形態に係る樹脂歯車を図４に基づいて説明する。
【００４８】
図４は樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図であり、図１と同一部分は同一符号を付してその説明を省略する。
【００４９】
この実施形態の樹脂歯車１は、ゲート３の数（４つ）に対して貫通孔４がその倍数（８つ）であって、各ゲート３の周方向両側にそれぞれ貫通孔４が形成されていることを特徴とする。
【００５０】
各貫通孔４は、周方向に隣り合うゲート３間の中央から周方向にずれた位置に形成されている。また、ゲート３の両側に配置された一対の貫通孔４は、各々ゲート３から等距離に形成されている。
【００５１】
このように構成された樹脂歯車１においても、強度や歯形精度が低下するのを防止できる。
【００５２】
なお、ゲート３の径方向位置Ａと貫通孔４の径方向位置Ｂとの関係は、Ａ＜Ｂであって、かつ、内径側に位置していることが好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、貫通孔４が周方向に隣り合うゲート３間の中央位置に対して周方向にずれた位置に形成されたものであればよく、例えば、Ａ＞Ｂの関係であったり、ゲート３や貫通孔４が径方向中央付近や外径側に位置していてもよい。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の樹脂歯車によると、隣り合うゲート間の中央において溶融樹脂が合流することに起因するウエルドラインと、貫通孔を回り込むことに起因するウエルドラインとが同じ位置に発生せず、樹脂歯車の強度や歯形精度が低下するのを防止できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態における樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図
【図２】本発明の実施形態における樹脂歯車の製造用金型の断面図
【図３】本発明の他の実施形態における樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図
【図４】本発明のさらに他の実施形態における樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図
【図５】従来例における樹脂歯車の射出成形時の様子を示す説明図
【符号の説明】
１　　樹脂歯車
２　　ブラケット
３　　ゲート
４　　貫通孔
１１　　歯部
Ｌ　　ウエルドライン
【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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