(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融材料を型内で冷却・固化させることにより、リムの外周側に複数の歯が形成されてなるモールドギヤにおいて、
前記リムの内周面の周方向には、軸方向空気流を生じさせる羽根が間隔をあけて複数形成され、
隣り合う前記羽根と前記羽根との間には、前記軸方向空気流の通過を可能にする通気用の穴が形成され、
前記羽根の内周側には、前記羽根を介して前記リムを支持する半径方向内方側部分が形成され、
前記半径方向内方側部分には、全ての前記羽根の各空気流入側端部から半径方向内方へ向かって延びる径方向リブが形成され、
全ての前記径方向リブの半径方向への延長上にそれぞれ前記羽根の前記空気流入側端部が位置し、前記羽根の空気流出側端部が前記空気流入側端部と隣りの羽根の前記空気流入側端部との間に位置するように、前記羽根の前記空気流入側端部と前記空気流出側端部とが軸線方向に対してずれて形成され、前記羽根が前記軸線方向に対して所定角度傾くように形成されている、
ことを特徴とするモールドギヤ。
【請求項２】
溶融材料を型内で冷却・固化させることにより、リムの外周側に複数の歯が形成されてなるモールドギヤにおいて、
前記リムの半径方向内方側部分は、（１）軸に嵌合される軸穴を備えたボスと、（２）前記ボスの外周側に形成された円板状の第１のウェブと、（３）前記第１のウェブの両側面に形成されて、前記ボスの外周から放射状に延びる複数の第１の径方向リブと、（４）前記第１の径方向リブの外周側を周方向に接続する略円筒状の第１の周方向リブと、（５）前記第１の周方向リブの外周側に間隔をあけて複数形成され、軸方向空気流を生じさせる羽根と、（６）隣り合う前記羽根の間に形成されて、前記軸方向空気流の通過を可能にする通気用の穴と、（７）前記羽根の外周側に形成された第２の周方向リブと、（８）この第２の周方向リブの外周側と前記リムの内周側とを接続する第２のウェブと、を備え、
全ての前記第１の径方向リブの半径方向への延長上にそれぞれ前記羽根の空気流入側端部が位置し、前記羽根の空気流出側端部が隣りの羽根の空気流入側端部まで延びるように、前記羽根の前記空気流入側端部と前記空気流出側端部とが軸線方向に対してずれて形成され、前記羽根が前記軸線方向に対して所定角度傾くように形成されている、
ことを特徴とするモールドギヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックや金属等の溶融材料を型内で冷却・固化させて形成されるモールドギヤであって、特に、冷却ファンとしての機能をも併せ持つモールドギヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＡ機器，ＡＶ機器，電気電子機器及び自動車部品等において、モールドギヤとしての射出成形プラスチックギヤが多く使用されている。この射出成形プラスチックギヤは、軽量で、自己潤滑性を有し、金属ギヤよりも低騒音で、且つ大量生産が可能であって経済的であるため、その応用範囲が更に拡大している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような射出成形プラスチックギヤは、熱伝導性が金属ギヤに比較して悪いため、歯面の摩擦により蓄熱し易く、機械的性質に熱依存性があるという特性を有している。
【０００４】
又、近年、ＯＡ機器やＡＶ機器等の小型化が図られ、ギヤの収容スペースが小さいだけでなく、空きスペースも可能な限り小さく設計されている。従って、ＯＡ機器やＡＶ機器等において、部品の冷却を要する場合でも、冷却ファンを自由に配置できない場合がある。
【０００５】
そこで、本発明は、冷却ファンとしての機能を有し、収容スペース内に強制対流（空気流）を生じさせることができるモールドギヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、溶融材料を型内で冷却・固化させることにより、リムの外周側に複数の歯が形成されてなるモールドギヤに関するものである。この発明において、前記リムの内周面の周方向には、軸方向空気流を生じさせる羽根が間隔をあけて複数形成されている。また、隣り合う前記羽根と前記羽根との間には、前記軸方向空気流の通過を可能にする通気用の穴が形成されている。また、前記羽根の内周側には、前記羽根を介して前記リムを支持する半径方向内方側部分が形成されている。この半径方向内方側部分には、全ての前記羽根の各空気流入側端部から半径方向内方へ向かって延びる径方向リブが形成されている。そして、全ての前記径方向リブの半径方向への延長上にそれぞれ前記羽根の前記空気流入側端部が位置し、前記羽根の空気流出側端部が前記空気流入側端部と隣りの羽根の前記空気流入側端部との間に位置するように、前記羽根の前記空気流入側端部と前記空気流出側端部とが軸線方向に対してずれて形成され、前記羽根が前記軸線方向に対して所定角度傾くように形成されている。
【０００７】
このような構成の本発明によれば、モールドギヤが回転させられると、羽根が穴を通過する軸方向空気流を生じさせ、その軸方向空気流を隣接配置される他のＩＣやモータ等の部品に吹き付けて冷却すると共に、ＩＣやモータ等の周囲の蓄熱した空気を強制排気して、雰囲気温度の上昇を抑えることが可能になる。特に、本発明は、モールドギヤがファン機能をも備えているため、ファンを別途設置できない箇所の送風・冷却が可能になる。また、本発明のモールドギヤは、リムの内周面に沿う空気の流れが生じ、歯及びリムの熱が熱伝達によって空気流に奪われ、歯及びリムが冷却される。これにより、歯及びリムの温度上昇に起因するモールドギヤの機械的強度の低下が抑えられる。
【０００８】
請求項２の発明は、溶融材料を型内で冷却・固化させることにより、リムの外周に複数の歯が形成されてなるモールドギヤに関するものである。この発明において、前記リムの半径方向内方側部分は、（１）軸に嵌合される軸穴を備えたボスと、（２）前記ボスの外周側に形成された円板状の第１のウェブと、（３）前記第１のウェブの両側面に形成されて、前記ボスの外周から放射状に延びる複数の第１の径方向リブと、（４）前記第１の径方向リブの外周側を周方向に接続する略円筒状の第１の周方向リブと、（５）前記第１の周方向リブの外周側に間隔をあけて複数形成され、軸方向空気流を生じさせる羽根と、（６）隣り合う前記羽根の間に形成されて、前記軸方向空気流の通過を可能にする通気用の穴と、（７）前記羽根の外周側に形成された第２の周方向リブと、（８）この第２の周方向リブの外周側と前記リムの内周側とを接続する第２のウェブと、を備えている。そして、全ての前記第１の径方向リブの半径方向への延長上にそれぞれ前記羽根の空気流入側端部が位置し、前記羽根の空気流出側端部が隣りの羽根の空気流入側端部まで延びるように、前記羽根の前記空気流入側端部と前記空気流出側端部とが軸線方向に対してずれて形成され、前記羽根が前記軸線方向に対して所定角度傾くように形成されている。
【０００９】
このような構成の本発明によれば、モールドギヤが回転させられると、羽根が穴を通過する軸方向空気流を生じさせ、その軸方向空気流を隣接配置される他のＩＣやモータ等の部品に吹き付けて冷却すると共に、ＩＣやモータ等の周囲の蓄熱した空気を強制排気して、温度の上昇を抑えることが可能になる。特に、本発明は、モールドギヤがファン機能をも備えているため、ファンを別途設置できない箇所の送風・冷却が可能になる。また、本発明のモールドギヤにおいて、羽根及び穴が歯の近傍に形成された場合には、羽根によって歯の近傍を流れる空気流が生じて、この空気流によって歯及び歯の近傍の熱を熱伝導で奪うことができ、歯及び歯の近傍の冷却をも効果的に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
【００１１】
［第１の実施の形態］
図１〜図３は、本発明の第１の実施の形態に係るモールドギヤとしての射出成形プラスチックギヤ１を示すものである。このうち、図１は、射出成形プラスチックギヤ１の正面図である。又、図２は図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図であり、図３は図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
【００１２】
これらの図に示すように、本実施の形態の射出成形プラスチックギヤ１は、軸２に嵌合される軸穴３を備えたボス４の外周側で且つ軸方向略中央部に円板状のウェブ５が形成されている。そして、このウェブ５の両側面（表面と裏面）には、ボス４の外周から放射状に延びる複数の径方向リブ６が形成されると共に、この径方向リブ６を周方向に接続する略円筒状の周方向リブ７が形成されている。これにより、ウェブ５の補強が図られ、ウェブ５の薄肉化ひいては射出成形プラスチックギヤ１の軽量化が図られている。
【００１３】
又、射出成形プラスチックギヤ１は、上記周方向リブ７の外周側に複数の羽根８がほぼ等間隔で形成されており、各羽根８，８間に通気用の穴１０が形成されており、羽根８が穴１０の側縁となっている（図１及び図３参照）。そして、この射出成形プラスチックギヤ１は、羽根８の外周側にリム１１が形成され、このリム１１の外周側に歯１２が複数形成されることにより、ファン機能を備えた平歯車が構成されるようになっている。
【００１４】
羽根８は、図３に詳細を示すように、軸線方向に対して所定角度（θ）傾くように形成されており、その表面側の端部８ａが径方向リブ６の延長線上に位置し、その裏面側の端部８ｂが図１の右隣りの径方向リブ６との間に位置するようになっている。そして、この羽根８は、射出成形プラスチックギヤ１が図１中反時計回り方向（矢印方向）に回動すると、図１の射出成形プラスチックギヤ１の表面側から穴１０を通過して裏面側に向かう軸方向の空気流を生じさせる。
【００１５】
このような構成の射出成形プラスチックギヤ１は、動力伝達時に回動させられると、羽根８でリム１１の内周に形成された穴１０を通過する空気流を生じさせるため、歯面の摩擦等で歯１２及びリム１１に蓄えられた熱がその空気流に熱伝達され、歯１２及びリム１１が冷却される。これにより、本実施の形態の射出成形プラスチックギヤ１は、歯１２及びリム１１の温度上昇に起因する疲労強度等の機械的強度の低下を抑えることができ、長期間安定した動力伝達をすることができる。
【００１６】
又、図１及び図３において、射出成形プラスチックギヤ１の裏面側に熱を発生させる軸受けやモータ等（図示せず）が配置されている場合には、羽根８によって生じた空気流がその軸受けやモータ等の熱発生源に吹き付けられ、その軸受けやモータ等の熱発生源を冷却することができると共に、雰囲気温度の上昇を抑えることができる
又、図１及び図３において、射出成形プラスチックギヤ１の裏面側に熱に弱いＩＣ部品（図示せず）が配置されているような場合には、羽根８によって生じた空気流をそのＩＣ部品に直接吹き付けて冷却するか、又は上記のように雰囲気温度の上昇を抑えることによりＩＣ部品を熱から保護することができる。
【００１７】
又、上記のようにファン機能を備えている射出成形プラスチックギヤ１は、ＯＡ機器やＡＶ機器等の小型化されたケーシング内に他の部品に対して隣接した状態で収容される場合で、且つ別途ファンを設置することが困難な場合に、上記のような特有の効果が際だって発揮されることになる。
【００１８】
又、本実施の形態によれば、射出成形プラスチックギヤ１がファン機能を備えているため、別途ファンを設置することが不要になり、射出成形プラスチックギヤ１を使用するＯＡ機器やＡＶ機器等の構成部品点数を削減でき、ＯＡ機器やＡＶ機器等の製品価格の低廉化を図ることができると共に、ＯＡ機器やＡＶ機器等の小型化を図ることが可能になる。
【００１９】
尚、本実施の形態は、径方向リブ６の延長上に羽根８の表面側の端部８ａが位置するようになっているため、射出成形時のプラスチック（溶融材料）の流れが円滑になり、成形不良を生じにくい。
【００２０】
［第２の実施の形態］
図４〜図６は、本発明の第２の実施の形態に係るモールドギヤとしての射出成形プラスチックギヤ１を示すものである。このうち、図４は、射出成形プラスチックギヤ１の正面図である。又、図５は図４のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図であり、図６は図４のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図である。
【００２１】
これらの図に示すように、本実施の形態の射出成形プラスチックギヤ１は、軸２に嵌合される軸穴３を備えたボス４の外周側で且つ軸方向略中央部に円板状のウェブ５が形成されている。そして、このウェブ５の両側面（表面と裏面）には、ボス４の外周から放射状に延びる複数の径方向リブ１３が形成されると共に、この径方向リブ１３を周方向に接続する略円筒状の周方向リブ１４が形成されている。これにより、ウェブ５の補強が図られ、ウェブ５の薄肉化ひいては射出成形プラスチックギヤ１の軽量化が図られている。
【００２２】
又、射出成形プラスチックギヤ１は、上記周方向リブ１４の外周側に複数の羽根１５がほぼ等間隔で形成されており、各羽根１５，１５間に通気用の穴１６が形成されており、羽根１５が穴１６の側縁となっている（図４及び図６参照）。そして、この射出成形プラスチックギヤ１は、羽根１５の外周側に周方向リブ１７が形成され、この周方向リブ１７の外周側で且つ歯幅方向略中央部にウェブ１８が形成され、このウェブ１８の両側面に径方向リブ２０が形成されている。その結果、ウェブ１８が周方向リブ１７と径方向リブ２０で補強される。そして、この径方向リブ２０とウェブ１８の外周側にリム２１が形成され、このリム２１の外周側に歯２２が複数形成されることにより、ファン機能を備えた平歯車としての射出成形プラスチックギヤ１が構成されるようになっている。
【００２３】
羽根１５は、図６に詳細を示すように、軸線方向に対して所定角度（θ）傾くように形成されており、その表面側の端部１５ａが径方向リブ１３の延長線上に位置し、その裏面側の端部１５ｂが図４の右隣りの羽根１５の左側端まで延びている。そして、この羽根１５は、射出成形プラスチックギヤ１が図４中反時計回り方向に回動すると、図４の射出成形プラスチックギヤ１の表面側から穴１６を通過して裏面側に向かう軸方向の空気流を生じさせる。
【００２４】
このような構成の射出成形プラスチックギヤ１は、前記第１の実施の形態に比較して、羽根１５がリム２１から離れた半径方向内方側位置に形成されているため、リム２１及び歯２２を羽根１５で生じた空気流によって直接的に冷却することは困難であるが、羽根１５で生じた空気流を隣接配置される他の部品に吹き付けて、他の部品を冷却することができると共に、他の部品を冷却することにより雰囲気温度の上昇を抑えることができる。
【００２５】
尚、本実施の形態によれば、リム２１をウェブ１８と径方向リブ２０で支持するようになっているため、上記第１の実施の形態に比較してリム２１及び歯２２の強度を高めることが可能になる。
【００２６】
［第３の実施の形態］
図７〜図９は、本発明の第３の実施の形態に係る射出成形プラスチックギヤ１を示すものである。このうち、図７は、射出成形プラスチックギヤ１の正面図である。又、図８は図７のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す断面図であり、図９は図７のＦ−Ｆ線に沿って切断して示す断面図である。
【００２７】
これらの図に示すように、本実施の形態の射出成形プラスチックギヤ１は、軸２に嵌合される軸穴３を備えたボス４の外周側で且つ軸方向略中央部に円板状のウェブ５が形成されており、このウェブ５の外周にリム１１が形成されている。そして、ボス４からリム１１に向かって放射状に延びる複数の径方向リブ２３がウェブ５の両側面に形成されると共に、各径方向リブ２３を周方向に接続する周方向リブ２４がウェブ５の両側面（表面と裏面）に形成されている。そして、リム１１の内周で且つ径方向リブ２３，２３間のウェブ５には、ウェブ５を表裏に貫通する穴２５が形成されると共に、この穴２５の側縁に略円弧状の羽根２６が形成されている。
【００２８】
このような構成の射出成形プラスチックギヤ１によっても、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００２９】
又、本実施の形態の射出成形プラスチックギヤ１は、径方向リブ２３がボス４からリム１１まで延びており、各径方向リブ２３，２３間のウェブ５に部分的に穴２５が形成されるようになっているため、前記第１の実施の形態及び第２の実施の形態よりも剛性を高めることが可能になる。
【００３０】
尚、上記実施の形態において、羽根８，１５，２６形状や羽根８，１５の傾斜角（θ）及び穴１０，１６，２５の大きさは、射出成形プラスチックギヤ１の使用条件等に応じて適宜決定される。
【００３１】
又、上記実施の形態は、モールドギヤとしての射出成形プラスチックギヤ１を例に採って説明したが、これに限られず、マグネシウム合金やアルミニウム合金等によりダイカストで成形された金属ギヤに適用することができる。ここで、金属ギヤは、熱伝導率が良く、歯に蓄熱されにくく、プラスチックのような機械的強度の熱依存性がないため、歯の冷却という効果よりも隣接配置される部品に空気流を吹き付けて、部品の冷却を行うことができるという効果が大きい。
【００３２】
又、上記のように、プラスチックや金属の溶融材料を型内で冷却・固化させることによりモールドギヤを製造するようになっているため、複雑な穴１０，１６，２５の形状や羽根８，１５，２６の形状でも容易且つ正確に形成することが可能になる。従って、上記各実施の形態によれば、ファン機能を備えたギヤを大量に且つ安価に製造することが可能になる。
【００３３】
又、上記各実施の形態は、平歯車を例に採って説明したが、これに限られず、はすば歯車やその他の動力伝達用のギヤに適用できる。
【００３４】
又、図１０に示すように、径方向リブ２７の外周端をリム２８の内周面２８ａに接続するような場合は、歯３０に対応するリム２８の内周面２８ａに径方向リブ２７を接続する。これは、図１１のように、歯底３１に対応するリム２８の内周面２８ａに径方向リブ２７を接続すると、材料の収縮の関係から二点鎖線で示すような歯３０の倒れ込みを生じるため、歯３０の成形精度が悪化するからである。
【００３５】
又、はすば歯車としてのモールドギヤを形成する場合、図１０に示すように、歯３０に対応するリム２８の内周面２８ａに羽根を形成する。即ち、はすば歯車は、羽根を歯３０のねじれに沿って形成することにより、上記図１１の仮想線で示すような歯３０の倒れを防止でき、歯３０の成形精度が向上する。
【００３６】
又、上記各実施の形態は、ウェブ５，１８がボス４の軸方向略中央部に位置するように形成されているが、これに限られず、ウェブ５，１８がボス４の軸方向端部に形成され、リム１１，２１がウェブ５，１８で片持ち梁状に支持されるモールドギヤやその他の構造のモールドギヤにも適用できる。即ち、本発明は、歯よりも半径方向内方側部分を表裏に貫通する通気用の穴と、この通気用の穴を通過する空気流を生じさせる羽根が形成される構造のモールドギヤに広く適用できる。
【００３７】
又、上記各実施の形態は、図１，図４及び図７に示すように、射出成形プラスチックギヤ１が反時計回り方向に回転した際に、羽根８，１５，２６が射出成形プラスチックギヤ１の表面側から裏面側に向かう空気流を生じさせるようになっていたが、射出成形プラスチックギヤ１が時計回り方向に回転させられる場合、羽根８，１５，２６が図１，図４及び図７の羽根８，１５，２６の傾き方向と反対方向に傾斜するように形成され、羽根８，１５，２６によって射出成形プラスチックギヤ１の表面側から裏面側に向かう空気流を生じるように構成されることになる。
【００３８】
又、上記各実施の形態は、射出成形プラスチックギヤ１の中心部に軸穴３を備えたボス４を形成する態様を例示したが、これに限られず、射出成形プラスチックギヤ１の中心部に軸を直接形成するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明のモールドギヤは、歯よりも半径方向内方側部分に、この半径方向内方側部分を表裏に貫通する穴が周方向に複数形成されると共に、この穴の側縁に羽根が形成されているため、回転時に前記羽根によって空気流を生じさせ、その空気流を前記穴を通過させて前記半径方向内方側部分の表面側から裏面側へ案内するようになっている。その結果、モールドギヤの裏面側に隣接配置された他の部品に羽根によって生じた空気流を吹き付け、その空気流で他の部品の冷却を行うことが可能になる。
【００４０】
又、本発明のモールドギヤにおいて、前記穴が歯の近傍に形成され、この歯の近傍の穴の側縁に羽根が形成された場合には、羽根によって歯の近傍を流れる空気流が生じて、この空気流によって歯及び歯の近傍の熱を熱伝達で奪うことができ、歯及び歯の近傍の冷却をも効果的に行うことができる。ここで、モールドギヤが射出成形プラスチックギヤの場合、歯及び歯近傍の温度上昇に起因する機械的強度の低下を抑えることが可能になる。
【００４１】
又、本発明のモールドギヤは、溶融材料を型内で冷却・固化させることにより形成されるものであるため、前記羽根や穴が形成される複雑な形状のものであっても容易且つ安価に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形プラスチックギヤの正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線に沿って切断して示す断面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る射出成形プラスチックギヤの正面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す断面図である。
【図６】図４のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施の形態に係る射出成形プラスチックギヤの正面図である。
【図８】図７のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す断面図である。
【図９】図７のＦ−Ｆ線に沿って切断して示す断面図である。
【図１０】リムの一部を拡大して示す図である。
【図１１】不具合を発生するリムと径方向リブの接続状態を示す図である。
【符号の説明】
１……射出成形プラスチックギヤ（モールドギヤ）、８，１５，２６……羽根、１０，１６，２５……穴、１１……リム、１２，２２……歯
【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】
0003991301.tif 000011
【図１１】
0003991301.tif 000012