(57)【要約】【課題】歯車の噛合いによる騒音の発生を抑え、かつ、衝撃等の負荷に耐え得る樹脂歯車であって、高い負荷能力を備えるものを提供する。【解決手段】歯部２ａと歯元部２ｂと歯先部２ｃとからなる金属製芯部材２を合成樹脂３で覆った歯面４を形成した樹脂歯車１であって、歯面４を形成した合成樹脂３の厚さｔは均一となるように歯面４を充填し、インボリュート形状である金属製芯部材２に横転位を構成しており、金属製芯部材２の軸方向前後はインジェクション成形により合成樹脂により覆われていることを特徴とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯部と歯元部と歯先部とからなる金属製芯部材を合成樹脂で覆って歯面を形成した樹脂歯車であって、歯面を覆った合成樹脂の厚さは均一となるように歯面を充填することを特徴とする樹脂歯車。
【請求項２】
インボリュート形状である前記金属製芯部材にて横転位を構成しており、前記金属製芯部材の軸方向前後はインジェクション成形により合成樹脂により覆われていることを特徴とする樹脂歯車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂歯車に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電動式パワーステアリング装置における操舵力の電動アシスト装置には、歯車の噛合いによる騒音の発生を抑えるために、樹脂歯車が用いられている。かかる樹脂歯車には、比較的大負荷が加わることから、金属製芯部材を内部に備えるインサート成形樹脂歯車が用いられる。ところで、従来の成形樹脂歯としては、歯車の中心部を構成する金属製芯部材の中央部の一部に、合成樹脂部を成形したものがある（例えば、特許文献１参照。）。
しかしながら、かかるインサート成形樹脂歯車は、歯形部の中央部の一部のみが合成樹脂のみで形成されていることから、歯形部の剛性が不足する場合があった。この問題を解決するために、金属製芯部材に歯形部の周囲をインサート成形樹脂したものがある。これは噛合い時に歯形部に加わる負荷を、金属製芯部材によって受けることを可能とした、高剛性型のインサート成形樹脂歯車が発明されている（例えば、特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２５０３２１号公報
【特許文献２】特許第５２０６５５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の高剛性型のインサート成形樹脂歯車にも、次のような課題が指摘されていた。すなわち、インサート成形樹脂歯車を構成する金属製芯部材と、合成樹脂部とでは剛性に大きな差があることから、特に噛合い時の衝撃等の負荷に対し、金属製芯部材と合成樹脂部との接触面にピーク荷重がかかり、両者間に剥離等の損傷を生ずるおそれがあった。        
したがって、従来の高剛性型のインサート成形樹脂歯車は、負荷能力の向上という点で更なる改良が必要となっていた。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、歯車の噛合いによる騒音の発生を抑え、かつ、衝撃等の負荷に耐え得る樹脂歯車であって、高い負荷能力を備えるものを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る樹脂歯車は、歯部と歯元部と歯先部とからなる金属製芯部材を合成樹脂で覆った歯面を形成した樹脂歯車であって、歯面を形成した合成樹脂の厚さは均一となるように歯面を充填することを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明の請求項２に係る樹脂歯車は、請求項１記載の樹脂歯車において、インボリュート形状である前記金属製芯部材に横転位を構成しており、前記金属製芯部材の軸方向前後はインジェクション成形により合成樹脂により覆われていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、歯面を覆った合成樹脂の厚さは均一となるように歯面を充填することで、歯面に対する動的な入力は金属製芯部材の歯部から前記は面へと伝達されるため、前記歯部を覆う合成樹脂部と前記歯部との接触面に加わるピーク荷重を緩和することが可能となる。そのため、前記金属製芯部材の歯部に形成した、合成樹脂からなる歯面に加わる負荷を、前記金属製芯部材の歯部で受け止めることにより、負荷能力を増すことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る樹脂歯車であって、（ａ）に全体図を、（ｂ）に部分的なＡ断面図を拡大した図を示したものである。
【図２】本発明の実施形態に係る樹脂歯車のイ矢視図の部分断面図を示したものである。
【図３】本発明の実施形態に係る樹脂歯車のロ矢視図の部分断面図を示したものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１（ａ）には本発明の実施の形態に係る樹脂歯車１の横断面図を、図１（ｂ）には樹脂歯車１の縦断面図を、夫々示している。樹脂歯車１は、歯部２ａと歯元部２ｂと歯先部２ｃを有するインボリュート形状をなす金属製芯部材２を合成樹脂３で覆い、合成樹脂部３で歯面４を形成したものである。
【００１０】
樹脂歯車１の製造方法について説明する。まず、歯部２ａを、インサート成形用金型の所定位置にセットする。
図２に示すように、インサート成形にて金属製芯部材２の外側に合成樹脂を充填する。これにより、合成樹脂３は、金属製芯金部材２が横転位を有するインボリュート形状であるため、歯部２ａに沿って成形時における合成樹脂流れがよくなり、合成樹脂の厚さｔが均一となる。そのため、成形後の樹脂における収縮をコントロールし易くなる。歯形精度の向上を図ることが容易となる。歯面４に沿って一体の樹脂歯車１を得ることができる。
そのため、金属製芯金部材２は歯面鉛直方向からの荷重Ｆを受けることが可能となる。
さらに、金属製芯金部材２が歯面鉛直方向からの荷重Ｆを受ける負荷能力は金属製芯金部材２の歯元部２ｂの危険断面Ｄにも依存する。  
なお、金属製芯金部材２の歯先部２ｃをＲ形状にすることにより、高負荷時に合成樹脂３の耐衝撃性が増す。そのため、合成樹脂３が割れることを防止することが可能となる。Ｒ形状は、Ｒ０．２以上が望ましい。
【００１１】
図３に示すように、金属製芯部材２の軸方向前後を覆う合成樹脂３の樹脂収縮力を均衡に保つため、金属製芯部材２の軸方向前後はインジェクション成形を行う。これにより、歯部２ａと歯部２ａを覆う合成樹脂部３との間における接着力により、歯部２ａと合成樹脂部３との固定を強固にすることが可能となるため接着強度が向上する。
また、金属製芯金部材２の歯元部２ｂは歯部２ａの内部に向かって逃げを形成している。
そのため、合成樹脂３を歯元部２ｂにおける逃げにまで行き渡らせることが可能となり、かつ、樹脂収縮の均衡を保てることが可能である。さらに、金属製芯部材２を覆う合成樹脂３の接着強度向上ができる。歯元部２ｂにおける逃げの形状を歯面４における噛合い長さを考慮した設計をすることにより、歯車強度を低下させることなく、歯元部２ｂにおける逃げの形状を設けることが可能となる。
なお、必要伝達トルクから歯車強度と噛合い長さとから、歯面４における噛合い長さを設計する際に、歯元部２ｂの逃げの深さは微少でも良い。
【００１２】
さらに、少量の合成樹脂３にて、インジェクション成形は歯面４の形状精度を向上する
ことが可能となる。少量の合成樹脂３は歯面４のインジェクション成形後における合成樹脂３の収縮を抑えることが可能となる。インジェクション成形後の歯面４は高精度に形成する型形状と芯金形状とに倣う。そのため、インジェクション成形後の歯面４の形状精度は向上する。合成樹脂３の成形性や接着性とインジェクション成形後の歯面４の形状精度とを考慮すると、合成樹脂の厚さｔは１ｍｍ程度が望ましい。樹脂厚さ１ｍｍにて、歯面４を高精度に形成する型形状と芯金形状とに使用すれば、歯切り加工が不要せずにインジェクション成形のみにて、歯面４における歯形精度はＮ８級以上を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００１３】
１  樹脂歯車
２  金属製芯部材
２ａ  歯部
２ｂ  歯元部
２ｃ  歯先部
３  合成樹脂
４  歯面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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