(57)【要約】【課題】転写精度を必要としない樹脂歯車の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ってひけを誘導し、歯面を高精度に成形するために、歯筋面端部の気体の排気条件を精密に制御することにより、歯筋面の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、樹脂歯車成形金型及びその成形方法を工夫すること。【解決手段】ひけ誘導手段を用いて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、これによって歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置を前提として、歯面の両側面部に対向する金型内面を排気手段に連通させたこと。歯筋面端部に気体が滞留し、この滞留時間が所定時間を越えると、歯面誤差が増大し、また歯面形状のバラツキが拡大するが、歯筋面端部に滞留しやすい気体の排出を速やかにかつ十分に行うことができ、これによって、歯面誤差が抑制され、また、歯筋面の傾きが抑制される。【選択図】図１
2004230687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ひけ誘導手段を用いて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って歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置において、歯面の両側面部に対向する金型内面を排気手段に連通させたことを特徴とする樹脂歯車成形装置。
【請求項２】
上記歯面の両側面部に上記排気手段を個別に設け、当該排気手段を個別に制御する制御手段を有することを特徴とする請求項１の樹脂歯車成形装置。
【請求項３】
転写成形された歯部を外周に備えた円筒形のリムと、ウェブ部及びボスが一体に形成された樹脂歯車を成形するにあたり、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ってひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形金型において、
歯面の側面を形成する箇所を微細多孔質部材で構成したことを特徴とする樹脂歯車成形金型。
【請求項４】
転写部である歯部を外周に備えた円筒形のリムと、ウェブ部及びボスが一体に形成された樹脂歯車を成形するにあたり、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ってひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる成形方法において、
歯面の両側面部に対向する金型内面にそれぞれ連通している排気手段を個別に制御する制御手段によって、歯面の傾き量に応じて排気条件を調整することを特徴とする樹脂歯車の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、転写成形された歯部を外周に備えた円筒形の樹脂歯車成形品を成形するための樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型及びその成形方法に関し、特に歯筋面を高精度に形成することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
樹脂歯車は、低騒音性、耐腐蝕性、及び量産性に優れており、さらに、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、カメラなどの伝動部品として多用されている。
このような樹脂歯車は、一般に複数のピンゲートより金型キャビティ内に溶融樹脂を射出充填し、その後、冷却固化させることによって成形される。
樹脂歯車を高精度に成形する手段としては、気体を局部に供給することにより、歯面以外の上記局部に選択的にひけを誘導する方法が提案されている（特開２００１−７９８７６号公報）。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歯面の転写性が改善されるが、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弊害が生じる。したがって、樹脂歯車の更なる高精度化を図るためには、歯筋面の転写精度を高めることの他に、上記の弊害を極力抑制することが必要である。そして、当該弊害は上記気体が成形面に滞留することによって生じるのであるから、これを抑制するために転写後の上記気体の排気制御を的確にかつ精密に行うことが必要である。
【０００３】
【特許文献】特開２００１−７９８７６号公報
【０００４】
【解決しようとする課題】
本発明は、転写精度を必要としない樹脂歯車の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ってひけを誘導し、歯面を高精度に成形するために、歯筋面端部の気体の排気条件を精密に制御することにより、歯筋面の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、樹脂歯車成形金型及びその成形方法を工夫することをその課題とするものである。
【０００５】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段１】（請求項１に対応）
上記課題解決のために講じた手段１は、ひけ誘導手段を用いて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、これによって歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置を前提として、歯面の両側面部に対向する金型内面を排気手段に連通させたことである。
【０００６】
【作用】
歯筋面端部に気体が滞留し、この滞留時間が所定時間を越えると、歯面誤差が増大し、また歯面形状のバラツキが拡大するが、歯筋面端部に滞留しやすい気体の排出を速やかにかつ十分に行うことができ、これによって、歯面誤差が抑制され、また、歯筋面の傾きが抑制される。
【０００７】
【実施態様】（請求項２に対応）
この実施態様は、上記解決手段について、上記歯面の両側面部に上記排気手段を個別に設け、当該排気手段を個別に制御する制御手段を有することである。
【作用】
歯筋面端部に滞留しやすい気体の排出をより速やかに精密に制御できるので、歯面誤差、及び歯筋面の傾きを効果的に抑制することができる。
【０００８】
【解決手段２】（請求項３に対応）
上記課題解決のために講じた手段２は、転写成形された歯部を外周に備えた円筒形のリムと、ウェブ部及びボスが一体に形成された樹脂歯車を成形するにあたり、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ってひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形金型について、歯面の側面を形成する箇所を微細多孔質部材で構成したことである。
【０００９】
【作用】
歯筋面端部に滞留した気体が微細多孔質部材を介して排出されるので、気体滞留部全体について、より均一に、速やかに排気される。したがって、歯面誤差が小さく、また、歯筋面の傾きが小さい高品質の樹脂歯車成形品が成形される。
【００１０】
【解決手段３】（請求項４に対応）
上記課題解決のために講じた手段３は、転写成形された歯部を外周に備えた円筒形のリムと、ウェブ部及びボスが一体に形成された樹脂歯車を成形するにあたり、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ってひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車の成形方法について、歯面の両側面部に対向する金型内面にそれぞれ連通している排気手段を個別に制御する制御手段によって、歯面の傾き量に応じて排気条件を調整することである。
【００１１】
【作用】
歯面の両側面部に対向する金型内面にそれぞれ連通している排気手段を個別に制御する制御手段によって、歯面の傾き量に応じて排気条件を調整することができるので、歯筋面端部に滞留しやすい気体の排出をより速やかに、左右個別に精密に制御できるから、歯面誤差の抑制、また、歯筋面の傾き抑制をより高精度に行うことができる。
【００１２】
【実施の形態】
次いで、本発明の樹脂歯車成形装置、樹脂歯車成形金型及びその成形方法の実施例について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施例における樹脂歯車成形金型は、固定金型と可動金型とからなる分割型である。固定金型の内部にはキャビティ入れ子３１が設けられており、可動金型の内部には、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２１が設けられている。これらのキャビティ入れ子３１、コア入れ子２１によって所定容積の成形キャビティを画成している。
キャビティ入れ子３１、コア入れ子２１は、非転写面であるリムの内周面と隣接する面に所定面積で開口するリング状の通気孔１１が形成され、通気孔１１はひけ誘導手段１０（圧縮空気供給手段）に接続されている（図２参照）。
ひけ誘導手段１０は、空気圧源５１、エアフィルタ５２、空気圧用減圧弁５３、空気圧力計５４、電磁弁５５、電磁弁５５のＯＮ／ＯＦＦを切替えるリレー５６等から構成されている（図３参照）。
【００１３】
上記空気圧源５１は、例えばエアコンプレッサ、あるいは工場内に設けられている圧縮空気用配管等である。また、上記リレー５６は射出成形機からの制御信号に基づいて動作し、電磁弁５５のＯＮ／ＯＦＦを切替えるものであり、射出成形機からの制御信号によりリレー５６で電磁弁５５がＯＮに切替わると、圧縮空気（窒素ガスなどの不活性ガスも可）が成形キャビティに供給される。
また、キャビティ入れ子３１には、射出成形機の射出部からの溶融樹脂を金型キャビティ内へ射出充填する複数のゲート１２が形成されている。
図４に樹脂歯車の成形例を示している。この樹脂歯車は歯部１と、リム２と、ウェブ３及びボス４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。
【００１４】
図５は、ひけ誘導手段を用いて、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当該面にひけを誘導した場合の歯筋面形状の変化（気体供給時間の長さに伴う平均歯筋誤差の変化）を示している。上記圧縮気体の供給時間の増加に伴って、徐々に歯面の転写性が向上するが、逆に供給時間が長すぎると、歯筋面の傾きやその端部の曲がりが大きくなるので、歯筋面の転写性効果が得られた後に、速やかに気体を排出させる必要があることが図５からわかる。
【００１５】
なお、図５におけるＡＶＥ右のグラフは４つの歯の右側斜面の歯筋誤差の平均値、ＡＶＥ左のグラフは４つの歯の左側斜面の歯筋誤差の平均値であり、そして、Ｍａｘ、Ｍｉｎのグラフは４つの歯の右左歯面の歯筋誤差の最大値、最小値を示している。上記の左右の歯筋誤差の平均値は気体供給時間が１０秒、２０秒と経過するにつれて低減し、左右の歯筋誤差の平均値の差、最大、最小値の差は３０秒で最小であり、その後、歯筋誤差、及びそのばらつきが急に増大することが読み取れる。
【００１６】
なお、図６は、４つの歯（図示の歯筋測定位置（符合１，２，３，４）を参照）についての左右の歯面の歯筋誤差であり、気体供給時間がゼロ秒（気体なし）、３０秒、５０秒の３つの場合を示している。また、図６における「固定側」は固定金型側を意味し、「可動側」は可動金型側を意味している。
圧縮気体の供給時間の増加に伴って、徐々に歯面の転写性が向上するが、逆に供給時間が長すぎると、歯筋面の傾きやその端部の曲りが大きくなっている。このことからして、歯筋面の転写性効果が得られた後に、速やかに気体を排出させる必要があることがわかる。
【００１７】
本発明の樹脂歯車成形金型では、歯車の歯の側面部（左右端面）を形成する箇所を多孔性セラミックス等の微細多孔質部材２１ａ，３１ａで形成し（図１参照）、この微細多孔質部材２１ａ，３１ａに排気手段９（真空吸引ポンプ）が連通された構成となっている。なお、図１では微細多孔質部材２１ａ，３１ａは歯車のリムの左右端面に対向しているが、当該微細多孔質部材２１ａ，３１ａによる排気通路は歯の左右端面との対向面まで及んでいる（図７（ａ）の斜線部分）。
これにより、歯筋面端部に滞留しやすい気体の排出を十分かつ確実に行うことができ、また、それらを固定金型側と可動金型側で排気手段９を独立させて個別に制御可能にしているので、より効果的かつ精密に排気制御を行うことができる。
【００１８】
尚、本発明の樹脂歯車成形方法では、歯面の傾き量に応じて、歯面の両側面部に設けられた排気手段９を制御手段によって個別に制御して、排気条件（排気開始、排気継続時間、排気速度等）を調整する。この排気条件の調整によって歯筋面の傾きを微細に制御することができ、その結果、歯筋面の傾きが少ない高精度な樹脂歯車を成形することができる（図８：改善結果）。
なお、歯筋面の転写性効果が得られた後に、速やかに気体が排出されるように、排気開始、排気継続時間、排気速度などの排気条件を調整するのであるが、この排気条件は、歯筋面の転写性効果が生じるタイミングとの関係で、成形品の種類毎に個々に調整、設定される。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の効果は各請求項に係る発明毎に次のように整理される。
（１）請求項１に係る発明
請求項１に係る発明は、ひけ誘導手段を用いて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って歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形装置について、歯面の両側面部に対向する金型内面に排気手段を連通させたものであるから、歯筋面端部に滞留しやすいの気体の排出を速やかにかつ十分に行うことができ、これによって、歯筋面の傾きが少なく、端部曲りの小さい高精度な樹脂歯車成形品が成形される。
【００２０】
（２）請求項２に係る発明
請求項２に係る発明は、歯面の両側面部に対向する金型内面に連通する排気手段を個別に設け、これを個別に制御手段によって制御することによって、歯筋面端部に滞留しやすい気体の排出を精密に制御することができ、ひけの誘導と気体の滞留に伴う歯筋面の傾きや、端部の曲がりの抑制を高精度で行うことができる。
【００２１】
（３）請求項３に係る発明
請求項３の発明は、転写成形された歯部を外周に備えた円筒形のリムと、ウェブ部及びボスが一体に形成された樹脂歯車を成形するにあたり、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ってひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる樹脂歯車成形金型において、歯面の側面を形成する箇所を微細多孔質部材で構成したものであるから、歯筋面端部に滞留しやすい気体の排気を上記微細多孔質部材を介して容易にかつ速やかに行うことができるので、上記排気の制御を高精度で行うことができる。
【００２２】
（４）請求項４に係る発明
請求項４に係る発明は、転写成形された歯部を外周に備えた円筒形のリムと、ウェブ部及びボスが一体に形成された樹脂歯車を成形するにあたり、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ってひけを誘導し、歯面を高精度に転写させる成形方法において、歯面の傾き量に応じて、歯面の両側面部に設けられた排気手段を個別に制御して、排気条件を調整するものであるから、上記排気制御を精密に行うことができ、これによって歯筋面の傾きを高精度で抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、実施例における樹脂歯車成形金型の断面図である。
【図２】は、図１の樹脂歯車成形金型による樹脂歯車成形品の平面図である。
【図３】は、ひけ誘導手段の空気圧回路図である。
【図４】は、図２の樹脂歯車成形品の断面図である。
【図５】は、図１の樹脂歯車成形金型による樹脂歯車成形品の歯筋誤差と気体供給時間との関係を示すグラフである。
【図６】は、図１の樹脂歯車成形金型による樹脂歯車成形品の４つの歯の左面の気体供給時間の長さに伴う歯筋誤差形状の変化を示す図である。
【図７】（ａ）は、微細多孔質部材２１ａ，３１ａによる排気通路が及んでいる歯の左右端面、及び歯筋誤差を模式的に示す斜視図であり、（ｂ）は歯車の歯の一部拡大図である。
【図８】は、本発明の樹脂歯車成形装置を用いて、排気条件を制御した場合の歯筋誤差である。
【符号の説明】
１：歯車
２：リム
３：ウェブ
４：ボス
５：ギヤ駒
６：樹脂歯車成形品
１０：ひけ誘導手段
１１：通気孔
１２：ゲート
２１：コア入れ子
３１：キャビティ入れ子
３２：キャビティプレート
３３：センターコアピン
５１：空気圧源
５２：エアフィルタ
５３：空気圧用減圧弁
５４：空気圧計
５５：電磁弁
５６：リレー
【図１】
2004230687.tif 000003
【図２】
2004230687.tif 000004
【図３】
2004230687.tif 000005
【図４】
2004230687.tif 000006
【図５】
2004230687.tif 000007
【図６】
2004230687.tif 000008
【図７】
2004230687.tif 000009
【図８】
2004230687.tif 000010