(57)【要約】【課題】焼結歯車の材質如何により、含油率をそれぞれ一定範囲内に設定することにより低騒音性を実現する。【解決手段】Ｃｕ：５（重量）％未満の鉄系焼結材を用い、しかも含油率：２１〜２５　ｖｏｌ％とし、あるいはＣｕ：５（重量）％以上の鉄銅系焼結材を用い、しかも含油率：１８〜２５　ｖｏｌ％とし、もしくはＳｎ：９〜１１（重量）％の青銅焼結材を用い、しかも含油率：２０〜２５　ｖｏｌ％とした。　これにより従来品に比してそれ程劣らない耐久強度を維持しつつも、十分な潤滑性が得られるばかりでなく、特に低騒音による静粛性に優れ、音響機器やＯＡ関連機器など、広範囲にわたる汎用性が可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕ：５（重量）％未満の鉄系焼結材を用い、しかも含油率：２１〜２５　ｖｏｌ％とした焼結含油歯車。
【請求項２】
Ｃｕ：５（重量）％以上の鉄銅系焼結材を用い、しかも含油率：１８〜２５　ｖｏｌ％とした焼結含油歯車。
【請求項３】
Ｃｕ量に対し、５〜１２（重量）％の錫を添加してなるところの請求項２に記載の焼結含油歯車。
【請求項４】
Ｃｕ量に対し、１０〜４０（重量）％の亜鉛を添加してなるところの請求項２に記載の焼結含油歯車。
【請求項５】
Ｓｎ：９〜１１（重量）％の青銅焼結材を用い、しかも含油率：２０〜２５　ｖｏｌ％とした焼結含油歯車。
【請求項６】
請求項１〜５に記載のものにおいて、含有Ｃｕ成分が銅被覆鉄粉の形で含有されるものであるところの焼結含油歯車。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、各種の機械器具類からパソコンあるいはプリンター等の高精度機器に至る各種機器類の部品として汎用される歯車の改良に関し、材料として従来から生産性と寸法精度に優れることで知られる焼結材を用いるとともに、さらに低騒音特性を兼ね備えることにより、より一層の汎用性をもたせることを目的とする。
【０００２】
【従来の技術】
歯車に限らず、スプロケットやオイルポンプローターなどのエンジン部品、あるいはシンクロナイザーハブやリテーナーなどのトランスミッション部品、さらには船外機用ピストン、電動自転車用部品などの輸送機器部品の分野においても、各種の金属粉末を圧粉・焼結して焼結体を形成するとともに、該焼結体内に機械油などを含浸処理することによって潤滑機能を持たせた各種の機械構造部品についてはすでに知られている。　また低ノイズを実現するために樹脂製の歯車も開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらのものは含油機能をもたない一般的な焼結機械部品の製造と同じ規格にて製造した焼結体に含油処理を施したにすぎないために、含油率の上限がせいぜい１５％止まりである。　そのために一応の潤滑性を有するものの、必ずしも十分ではないために静粛性の面においては難点があり、従って例えば音響機器の部品として用いられる歯車やモータ軸受のように、使用する機械部品の分野によっては使用に適さないことがあった。　また樹脂製の歯車にあっては低コストの利点はあるものの寸法精度に劣り、高機能製品に用いることができないために、寸法精度を上げるために後加工をすることも試みられているが、却って高コストとなってしまうところから使用用途が限定される。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
そこで本発明にあっては、金属焼結機械部品のうち、特にパソコンやプリンターなどのＯＡ関連機器にも用いることができるところの、低騒音である静粛性を要求される歯車の特性を改善したものであって、具体的には、請求項１の発明は、Ｃｕ：５（重量）％未満の鉄系焼結材を用い、しかも含油率：２１〜２５　ｖｏｌ％とした焼結含油歯車に関する。　また請求項２の発明は、Ｃｕ：５（重量）％以上の鉄銅系焼結材を用い、しかも含油率：１８〜２５　ｖｏｌ％とした焼結含油歯車に関する。　この場合、パソコンやプリンターの低価格化により一般家庭で使用されることが多くなってきている。　その場合、業務用とは要求される耐久性と静粛性のバランスが違うのはむしろ当然である。
【０００５】
さらに請求項３の発明は、Ｃｕ量に対し、５〜１２（重量）％の錫を添加してなるところの請求項２に記載の焼結含油歯車に関する。　さらに請求項４の発明は、Ｃｕ量に対し、１０〜４０（重量）％の亜鉛を添加してなるところの請求項２に記載の焼結含油歯車に関する。　さらに請求項５の発明は、Ｓｎ：９〜１１（重量）％の青銅焼結材を用い、しかも含油率：２０〜２５　ｖｏｌ％とした焼結含油歯車に関する。
さらに請求項６の発明は、請求項１〜５に記載のものにおいて、含有Ｃｕ成分が銅被覆鉄粉の形で含有されるものであるところの焼結含油歯車に関する
【０００６】
上記した各場合の歯車の構成において、歯車として必要な耐久強度を維持しつつ、しかも含油率（含油量）が十分であるために、潤滑特性のみならず、とくに低騒音性が向上する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下において本発明の具体的な内容を実施例をもとに説明すると、図１には本発明に係る歯車の一例があらわされている。　すなわちこの歯車は一般的なインボリュート平歯車をあらわしており、円筒状のホイール１の外周面に、外方に突出させた歯部２を周方向に向けて均等間隔毎に突出させている。　この歯車の材質については、用途別に種々の材質のものが選ばれる。
【０００８】
すなわち、一般的にみて強度を優先させた場合には鉄系焼結材が、また静粛性を優先させた場合には青銅焼結材が、さらに強度と静粛性の両方を必要とする場合には銅被覆鉄系焼結材が用いられる。　またこれらのうち、何れの焼結材を用いる場合においても、潤滑性を維持するためには一定値以上の含油率を確保する必要がある。
【０００９】
含油率は耐摩耗性や歯車の寿命に関係し、含油率が低くても、また反対に高すぎても良好な潤滑性を得ることが困難となるばかりでなく、とくに静粛性維持に関しては以下に説明する通り、歯車の使用目的により選択される歯車の材質如何によって、それぞれ適正範囲内の含油率に設定する必要がある。　なおこの場合における含油率の設定は、歯車を成型する金型内への素材金属粉末の充填量（重量）を加減することによりおこなうことができる。
【００１０】
さらに歯車の材料として強度を重視する観点から鉄系焼結材を用いる場合においては、歯車としての剛性を維持するのみならず、歯車の静粛性をも確保する目的でＣｕを僅かに含有するのが好ましい。　しかしＣｕの含有量が５（重量）％を超えると歯車として必要且つ十分な剛性が得られない。　したがってＣｕ：５（重量）％未満の鉄系焼結材が好ましく、しかも含油率についても２０　ｖｏｌ％以下では十分な潤滑性と静粛性を維持するのは困難である。　しかし反対に２５　ｖｏｌ％を超えると歯車の剛性維持に悪影響をおよぼすために、含油率：２１〜２５ｖｏｌ％の範囲内となるように設定するのが望ましい。
【００１１】
また強度と静粛性の両方を兼ね備えるためにＣｕ：５（重量）％以上を含有させた鉄銅系焼結材を用いる場合においても十分な静粛性は得られる。　この場合には表面硬度が低く、低騒音のため、前記したＣｕ：５（重量）％未満の鉄系焼結材を用いる場合に比して含油率を幾分低く抑えることができるが、含油率：１８　ｖｏｌ％未満では本発明が予定する十分な潤滑性を得ることが難しく、また反対に２５　ｖｏｌ％を超えても歯車の剛性維持に悪影響をおよぼすために、含油率：１８〜２５　ｖｏｌ％の範囲内となるように設定する必要がある。
【００１２】
さらにこの場合において、上記したＣｕ量に対して錫や亜鉛を添加すると歯車としての強度と硬度および耐磨耗性を高めることができる。　具体的には、錫を添加する場合においては、Ｃｕ量に対して５（重量）％未満ではあまり効果が無く、また反対に１２（重量）％を超えると歯車として硬すぎて脆くなるので好ましくない。　従ってＣｕ量に対する錫の添加量については５〜１２（重量）％の範囲内とするのが好ましい。
【００１３】
また亜鉛を添加する場合については、Ｃｕ量に対して１０（重量）％未満ではあまり効果が無く、また反対に４０（重量）％を超えると歯車としての強度が劣化するので好ましくない。　従ってＣｕ量に対する亜鉛の添加量については１０〜４０（重量）％の範囲内とするのが望ましい。
【００１４】
さらに静粛性を優先させるために青銅系焼結材を用いる場合においては、Ｓｎ：９（重量）％未満とすると強度が不充分という問題があり、また反対にＳｎ：１１（重量）％を超えると硬く、脆くなるという問題を生じるところから、Ｓｎ：９〜１１（重量）％の範囲内に設定するのが望ましく、しかもこの場合の含油率については２０　ｖｏｌ％未満では十分な潤滑性を得ることが難しく、また２５　ｖｏｌ％を超えても強度の面で問題がある。　したがってこの場合の含油率については２０〜２５　ｖｏｌ％の範囲内に設定するのが好ましい。
【００１５】
さらに青銅焼結材を用いる場合を除き、鉄系の焼結材を用いる場合においては、含有Ｃｕ成分を銅被覆鉄粉の形で含有させることもでき、これにより静粛性と耐食性をさらに向上させることもできる。
【００１６】
【実施例】
〔各種サンプル歯車の試験データ〕
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（単位：ｄＢｍ）
注１：サンプル１＝樹脂歯車
サンプル２＝汎用歯車（既成鉄製歯車）
サンプル３＝銅被覆鉄系焼結歯車（本発明品）
サンプル４＝錫添加焼結歯車（本発明品）
サンプル５＝亜鉛添加焼結歯車（本発明品）
注２：使用オイル
サンプル１：動粘度（４０℃）１００ｍｍ２／ｓに増粘剤を添加
サンプル２〜５：動粘度（４０℃）６８ｍｍ２／ｓ
【００１７】
上記のように、在来の樹脂製歯車（サンプル１）と、既成の鉄製歯車（サンプル２）と、本発明品である焼結歯車（サンプル３）、さらに本発明品である錫添加焼結歯車（サンプル４）、そして同じく本発明品である亜鉛添加焼結歯車（サンプル５）を用意し、それぞれの特性について試験したところ、サンプル１はサンプル３，４，５に比べ０〜４０００Ｈｚにおいて値は高くなっているが４０００〜６０００Ｈｚで低くなっている事により音が低く、聞こえにくくなり結果的に最も騒音が小さくなったが、歯車としての十分な強度と硬度を有しているとはいえず、汎用性の面において問題がある。
【００１８】
また、サンプル２は潤滑性は一応維持できているものの、最も騒音が大きくなり静粛性の面においては実用性に欠けることが解った。　しかしサンプル３では十分な潤滑性が維持できるばかりでなく、とくに静粛性の面において優れていることが解った。　またサンプル４およびサンプル５では、歯車としての強度と硬度および耐磨耗性をさらに向上させることができるとともに、十分な潤滑性と静粛性を維持できることが解った。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の歯車は上記した通り、鉄系焼結材または鉄銅系焼結材、あるいは青銅焼結材を用いた歯車において、それぞれの歯車の含油率を各請求項に記載の通り一定の範囲内となるように設定したために、その何れもが従来品に比してそれ程劣らない耐久強度を維持しつつも、十分な潤滑性が得られるばかりでなく、特に静粛性に優れ、音響機器やＯＡ関連機器など、広範囲にわたる汎用性が可能となる。
【００２０】
さらに鉄系焼結材または鉄銅系焼結材、あるいは青銅焼結材の何れを問わず、Ｃｕ量に対し、一定量の錫や亜鉛を添加することにより歯車としての強度と硬度および耐磨耗性を高めることができる。　また、銅被覆鉄系焼結材を使用することにより表面が銅に覆われているため静粛性、耐食性、強度、耐摩耗性の効果を更に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る歯車の一例をあらわした拡大縦断面図。
【符号の説明】
１　　　　ホイール
２　　　　歯車
【図１】
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