JP7714915B2 - Manufacturing method of composite structure rotating body and composite structure rotating body - Google Patents
Manufacturing method of composite structure rotating body and composite structure rotating bodyInfo
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Description
本発明の一態様は、複合構造回転体の製造方法及び複合構造回転体に関する。 One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a composite structure rotating body and a composite structure rotating body.
複合構造回転体に関する技術として、例えば特許文献1に記載された歯車が知られている。特許文献1に記載された歯車は、外周部に歯が形成された金属製環状体(金属製環状部材)と、環状の金属製ブッシュと、金属製環状体と金属製ブッシュとを連結する樹脂製ウェブ(樹脂製環状部材)と、を備える。 One example of technology related to composite structure rotating bodies is the gear described in Patent Document 1. The gear described in Patent Document 1 includes a metal ring-shaped body (metal ring-shaped member) with teeth formed on its outer periphery, an annular metal bushing, and a resin web (resin ring-shaped member) that connects the metal ring-shaped body and the metal bushing.
ここで、上述したような複合構造回転体を成形する際においては、金属により形成された金属製環状部材及び金属製ブッシュと、樹脂により形成された樹脂製ウェブとの熱収縮差によって、金属及び樹脂の接合部分においてクラックが発生することがある。クラックが発生することによって、成形された複合構造回転体の強度が低下することが問題となる。 When molding a composite structure rotating body such as the one described above, cracks can occur at the joints between the metal and resin due to the difference in thermal contraction between the metal annular member and metal bushing, which are made of metal, and the resin web, which is made of resin. The occurrence of cracks can cause a problem in that the strength of the molded composite structure rotating body is reduced.
従来、上述したクラックを抑制する技術が提案されている。例えば、成形直後の複合構造回転体に対してアニーリング処理又はキュアリング処理を行うことにより、クラックの発生を抑制する技術がある。しかしながら、このような処理については、成形後の製品が冷却される前に実施しなければならないため、そのような迅速な処理が可能となるような設備面の変更等が必要となる。また、アニールによる硬化促進・物性向上によるクラック抑制は、熱可塑性樹脂を用いた場合には期待できないため、上記処理による効果については限定的となってしまう。クラックを抑制する他の技術として、例えば、金属及び樹脂の接合部分のエッジのR面取りを行うことによりクラックの発生を抑制する技術がある。しかしながら、接合部分の形状によっては、上記のR面取りの加工が複雑となってしまう。また、このような技術によるクラック発生抑制効果は限定的である。このように、従来のクラックを抑制する技術によっては、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下を十分に抑制することができていない。 Technologies for suppressing the aforementioned cracks have been proposed in the past. For example, one technique involves annealing or curing a composite rotating body immediately after molding to suppress cracking. However, because such treatment must be carried out before the molded product cools, equipment modifications are required to enable such rapid processing. Furthermore, crack suppression through annealing, which promotes hardening and improves physical properties, cannot be expected when using thermoplastic resins, so the effectiveness of such treatments is limited. Another technique for suppressing cracking is to chamfer the edges of the joint between metal and resin. However, depending on the shape of the joint, the processing of the chamfer can be complicated. Furthermore, the effectiveness of such techniques in suppressing cracking is limited. As such, conventional crack suppression techniques have not been able to sufficiently suppress the reduction in strength of composite rotating bodies due to cracks.
本発明の一態様は上記実情に鑑みてなされたものであり、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下を抑制することを目的とする。 One aspect of the present invention was made in consideration of the above situation, and aims to suppress the reduction in strength of composite structure rotors due to the effects of cracks.
本発明の一態様に係る複合構造回転体の製造方法は、外周部に歯形が形成された金属製環状部材と、環状の金属製ブッシュと、金属製環状部材及び金属製ブッシュを連結する樹脂製環状部材と、を有する複合構造回転体の製造方法であって、金属製環状部材の内周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の第1の回り止め部に、樹脂製環状部材を構成する第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂を塗布する第1工程と、第1工程後において、金属製環状部材及び金属製ブッシュを成形機にセットした状態で、金属製環状部材及び金属製ブッシュの間に第1の樹脂を流し込み、射出成形によって、金属製環状部材、金属製ブッシュ、及び樹脂製環状部材を一体成形する第2工程と、第2工程後において、成形機から、一体成形された金属製環状部材、金属製ブッシュ、及び樹脂製環状部材を取り出し冷却する第3工程と、を備える。 One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a composite-structure rotating body having a metal annular member with teeth formed on its outer periphery, an annular metal bushing, and a resin annular member connecting the metal annular member and the metal bushing. The method includes the following steps: a first step of applying a second thermoplastic resin having a lower melting point than the first resin constituting the resin annular member to a plurality of first protruding anti-rotation portions formed at predetermined intervals circumferentially on the inner circumferential surface of the metal annular member; a second step of, after the first step, injecting the first resin between the metal annular member and the metal bushing while the metal annular member and the metal bushing are set in a molding machine to integrally mold the metal annular member, the metal bushing, and the resin annular member by injection molding; and a third step of, after the second step, removing the integrally molded metal annular member, the metal bushing, and the resin annular member from the molding machine and cooling them.
本発明の一態様に係る複合構造回転体の製造方法では、射出成形によって金属製環状部材、金属製ブッシュ、及び樹脂製環状部材が一体成形される工程(第2工程)に先んじて、金属製環状部材の内周面に形成された複数の第1の回り止め部に、樹脂製環状部材を構成する第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂が塗布される工程(第1工程)が実施される。射出成形が実施される第2工程においては、金属により形成された金属製環状部材及び金属製ブッシュと、樹脂により形成された樹脂製環状部材との熱収縮差によって、金属及び樹脂の接合部分においてクラックが発生することがある。このようなクラックは、第1の樹脂が充填されるタイミングが遅い金属製環状部材側の接合部分であって、樹脂製環状部材に入り込むように突出した第1の回り止め部の周辺において、特に発生しやすい。この点、射出成形前において、第1の回り止め部に、第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂が塗布されていることにより、射出成形時に第2の樹脂が熱で溶融するため、成形後に第1の回り止め部の周辺にクラックが発生した際には、当該クラックに、溶融している第2の樹脂が浸透することとなる。この場合、その後の第3工程において冷却されることによりクラックに浸透した第2の樹脂が固化すると、クラックが第2の樹脂によって埋められることとなるので、クラックの影響によって複合構造回転体の強度が低下することを抑制できる。以上のように、本発明の一態様に係る複合構造回転体の製造方法によれば、クラックの発生を抑制するという思想ではなく、発生したクラックを埋めるという思想によって、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下を抑制することができる。 In one embodiment of the present invention, a manufacturing method for a composite rotating body includes a first step in which a thermoplastic second resin having a lower melting point than the first resin constituting the resin annular member is applied to multiple first anti-rotation portions formed on the inner circumferential surface of the metal annular member, prior to a second step in which the metal annular member, metal bushing, and resin annular member are integrally molded by injection molding. In the second step in which injection molding is performed, cracks may occur at the joint between the metal and the resin due to the difference in thermal contraction between the metal annular member and metal bushing, which are made of metal, and the resin annular member, which is made of resin. Such cracks are particularly likely to occur around the first anti-rotation portions that protrude into the resin annular member, which are the joint on the metal annular member side where the first resin is filled late. In this regard, by applying a thermoplastic second resin with a lower melting point than the first resin to the first anti-rotation portion prior to injection molding, the second resin melts due to heat during injection molding. Therefore, if cracks occur around the first anti-rotation portion after molding, the molten second resin will penetrate the cracks. In this case, when the second resin that has penetrated the cracks solidifies upon cooling in the subsequent third step, the cracks are filled with the second resin, thereby preventing a decrease in the strength of the composite rotating body due to the effects of cracks. As described above, the manufacturing method for a composite rotating body according to one aspect of the present invention prevents a decrease in the strength of the composite rotating body due to cracks by filling any cracks that occur, rather than by preventing cracks from occurring.
第1工程では、金属製環状部材の内周面における樹脂製環状部材と接する面の全域に、第2の樹脂を塗布してもよい。このように、金属製環状部材の内周面における樹脂製環状部材と接する面の全域に第2の樹脂が塗布されることにより、第1の樹脂の充填タイミングが遅くクラックが発生しやすい領域に第2の樹脂を塗布することができ、クラック発生時におけるクラックへの第2の樹脂の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下をより抑制することができる。 In the first step, the second resin may be applied to the entire surface of the inner circumferential surface of the metal annular member that comes into contact with the resin annular member. In this way, by applying the second resin to the entire surface of the inner circumferential surface of the metal annular member that comes into contact with the resin annular member, the second resin can be applied to areas where the timing of filling the first resin is delayed and cracks are likely to occur, and the penetration of the second resin into cracks when they occur can be more appropriately promoted. This makes it possible to further suppress a decrease in strength of the composite structure rotating body due to the effects of cracks.
第1工程では、金属製ブッシュの外周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の第2の回り止め部に、第2の樹脂を塗布してもよい。金属製環状部材と樹脂製環状部材との接合部分ほどではないものの、金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分(金属製ブッシュの外周面)においてもクラックが発生しやすい。金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分のうち、樹脂製環状部材に入り込むように突出した第2の回り止め部の周辺においては、クラックが特に発生しやすい。この点、第2の回り止め部に第2の樹脂が塗布されていることにより、金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分のうち特にクラックが発生しやすい領域に第2の樹脂を塗布することができ、クラック発生時におけるクラックへの第2の樹脂の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下をより抑制することができる。 In the first step, a second resin may be applied to multiple convex second anti-rotation portions formed at predetermined intervals circumferentially on the outer surface of the metal bushing. Although not as susceptible to cracks as the joint between the metal annular member and the resin annular member (the outer surface of the metal bushing), cracks are also likely to occur at the joint between the metal bushing and the resin annular member. At the joint between the metal bushing and the resin annular member, cracks are particularly likely to occur around the second anti-rotation portions that protrude into the resin annular member. In this regard, applying the second resin to the second anti-rotation portions allows the second resin to be applied to areas of the joint between the metal bushing and the resin annular member that are particularly susceptible to cracking, thereby more appropriately promoting the penetration of the second resin into cracks when they occur. This further reduces the strength reduction of the composite structure rotating body due to cracks.
第1工程では、金属製ブッシュの外周面における樹脂製環状部材と接する面の全域に、第2の樹脂を塗布してもよい。このように、金属製ブッシュの外周面における樹脂製環状部材と接する面の全域に第2の樹脂が塗布されることにより、金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分におけるクラック発生時におけるクラックへの第2の樹脂の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下をより抑制することができる。 In the first step, the second resin may be applied to the entire surface of the outer periphery of the metal bushing that comes into contact with the resin annular member. In this way, applying the second resin to the entire surface of the outer periphery of the metal bushing that comes into contact with the resin annular member can more appropriately promote the penetration of the second resin into cracks that occur at the joint between the metal bushing and the resin annular member. This can further reduce the reduction in strength of the composite structure rotating body due to the effects of cracks.
本発明の一態様に係る複合構造回転体は、外周部に歯形が形成された金属製環状部材と、環状の金属製ブッシュと、金属製環状部材及び金属製ブッシュを連結する樹脂製環状部材と、を備える複合構造回転体であって、金属製環状部材は、その内周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の第1の回り止め部を有し、第1の回り止め部には、樹脂製環状部材を構成する第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂が塗布されている。本発明の一態様に係る複合構造回転体では、金属製環状部材の内周面に複数形成された凸状の第1回り止め部に、樹脂製環状部材を構成する第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂が塗布されている。このような複合構造回転体においては、クラックが発生しやすい第1の回り止め部に第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂が塗布されているので、成形後に第1の回り止め部の周辺にクラックが発生した場合には当該クラックに、溶融している第2の樹脂が浸透することとなり、クラックに浸透した第2の樹脂が冷却によって固化することによりクラックが第2の樹脂によって埋められることとなる。これにより、クラックの影響によって強度が低下することが抑制される。以上のように、本発明の一態様に係る複合構造回転体では、クラックの影響による強度低下が効果的に抑制される。さらに、本発明の一態様に係る複合構造回転体では、第1の樹脂と比べて融点が低く(比較的低温で溶融し)、常温付近で比較的弾性変形しやすく且つ粘性が高い第2の樹脂が、金属製環状部材の内周面の第1回り止め部に塗布されているため、振動を効果的に低減することができる。 A composite structure rotating body according to one aspect of the present invention is a composite structure rotating body comprising a metal annular member having teeth formed on its outer periphery, an annular metal bushing, and a resin annular member connecting the metal annular member and the metal bushing. The metal annular member has a plurality of convex first anti-rotation portions formed on its inner periphery at predetermined intervals in the circumferential direction, and the first anti-rotation portions are coated with a thermoplastic second resin having a lower melting point than the first resin constituting the resin annular member. In the composite structure rotating body according to one aspect of the present invention, the plurality of convex first anti-rotation portions formed on the inner periphery of the metal annular member are coated with a thermoplastic second resin having a lower melting point than the first resin constituting the resin annular member. In such a composite structure rotating body, a thermoplastic second resin with a lower melting point than the first resin is applied to the first anti-rotation portion, which is prone to cracking. Therefore, if cracks occur around the first anti-rotation portion after molding, the molten second resin penetrates the cracks. The second resin that has penetrated the cracks solidifies upon cooling, filling the cracks. This prevents strength reduction due to cracks. As described above, the composite structure rotating body according to one aspect of the present invention effectively prevents strength reduction due to cracks. Furthermore, in the composite structure rotating body according to one aspect of the present invention, the second resin has a lower melting point than the first resin (melts at a relatively low temperature), is relatively elastically deformable near room temperature, and has high viscosity. Therefore, vibration can be effectively reduced.
上記複合構造回転体において、金属製環状部材の内周面における樹脂製環状部材と接する面の全域には、第2の樹脂が塗布されていてもよい。このように、金属製環状部材の内周面における樹脂製環状部材と接する面の全域に第2の樹脂が塗布されることにより、第1の樹脂の充填タイミングが遅くクラックが発生しやすい領域に第2の樹脂を塗布することができ、クラック発生時におけるクラックへの第2の樹脂の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による強度低下をより抑制することができる。 In the above-described composite structure rotating body, the second resin may be applied to the entire inner circumferential surface of the metal annular member that comes into contact with the resin annular member. In this way, by applying the second resin to the entire inner circumferential surface of the metal annular member that comes into contact with the resin annular member, the second resin can be applied to areas where the timing of filling the first resin is delayed and cracks are likely to occur, thereby more appropriately promoting the penetration of the second resin into cracks when they occur. This further reduces the reduction in strength due to the effects of cracks.
上記複合構造回転体において、金属製ブッシュは、その外周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の第2の回り止め部を有し、第2の回り止め部には、第2の樹脂が塗布されていてもよい。金属製環状部材と樹脂製環状部材との接合部分ほどではないものの、金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分(金属製ブッシュの外周面)においてもクラックが発生しやすい。金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分のうち、樹脂製環状部材に入り込むように突出した第2の回り止め部の周辺においては、クラックが特に発生しやすい。この点、第2の回り止め部に第2の樹脂が塗布されていることにより、金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分のうち特にクラックが発生しやすい領域に第2の樹脂を塗布することができ、クラック発生時におけるクラックへの第2の樹脂の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による強度低下をより抑制することができる。 In the composite structure rotating body, the metal bushing may have a plurality of convex second anti-rotation portions formed on its outer surface at predetermined intervals in the circumferential direction, and the second anti-rotation portions may be coated with a second resin. Although not as susceptible to cracks as the joint between the metal annular member and the resin annular member, cracks are also likely to occur at the joint between the metal bushing and the resin annular member (the outer surface of the metal bushing). At the joint between the metal bushing and the resin annular member, cracks are particularly likely to occur around the second anti-rotation portions that protrude into the resin annular member. In this regard, by coating the second anti-rotation portions with the second resin, the second resin can be applied to areas of the joint between the metal bushing and the resin annular member that are particularly susceptible to cracking, thereby more appropriately promoting the penetration of the second resin into cracks when they occur. This further reduces strength reduction due to cracks.
上記複合構造回転体において、金属製ブッシュの外周面における樹脂製環状部材と接する面の全域には、第2の樹脂が塗布されていてもよい。このように、金属製ブッシュの外周面における樹脂製環状部材と接する面の全域に第2の樹脂が塗布されることにより、金属製ブッシュと樹脂製環状部材との接合部分におけるクラック発生時におけるクラックへの第2の樹脂の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による強度低下をより抑制することができる。 In the above-described composite structure rotating body, the second resin may be applied to the entire surface of the outer periphery of the metal bushing that comes into contact with the resin annular member. In this way, applying the second resin to the entire surface of the outer periphery of the metal bushing that comes into contact with the resin annular member can more appropriately promote the penetration of the second resin into cracks that occur at the joint between the metal bushing and the resin annular member. This can further reduce the reduction in strength due to the effects of cracks.
本発明の一態様によれば、クラックの影響による複合構造回転体の強度低下を抑制することができる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the strength of a composite structure rotor due to the effects of cracks.
以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図面の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, identical or equivalent elements will be designated by the same reference numerals, and duplicate explanations will be omitted.
図1は、実施形態に係る複合構造ギヤ1の正面図(図1(a))、及び断面図(図1(b))である。図1(a)及び図1(b)に示されるように、複合構造ギヤ1は、樹脂及び金属からなる所謂ハイブリッドギヤであって、例えば車両用及び産業用等のギヤとして用いられる。複合構造ギヤ1は、金属製ブッシュ3と、樹脂製環状部材5と、金属製環状部材7と、を備える複合構造回転体である。複合構造ギヤ1は、例えばはすば歯車である。複合構造ギヤ1は、平歯車であってもよい。なお、図1(a)及び図1(b)においては、後述する低融点樹脂90(図5参照)の図示を省略している。ここでは、低融点樹脂90(図5参照)以外の構成について説明する。 Figure 1 shows a front view (Figure 1(a)) and a cross-sectional view (Figure 1(b)) of a composite structure gear 1 according to an embodiment. As shown in Figures 1(a) and 1(b), the composite structure gear 1 is a so-called hybrid gear made of resin and metal, and is used, for example, as a gear for vehicles and industrial applications. The composite structure gear 1 is a composite structure rotating body including a metal bushing 3, a resin annular member 5, and a metal annular member 7. The composite structure gear 1 is, for example, a helical gear. The composite structure gear 1 may also be a spur gear. Note that Figures 1(a) and 1(b) omit the illustration of a low-melting-point resin 90 (see Figure 5), which will be described later. Here, the configuration other than the low-melting-point resin 90 (see Figure 5) will be described.
金属製ブッシュ3は、例えば不図示の回転軸に取り付けられる部材である。図2は、図1の複合構造ギヤ1に含まれる金属製ブッシュ3の斜視図である。図1(a)及び図1(b)並びに図2に示されるように、金属製ブッシュ3は、環状である。金属製ブッシュ3は、例えばステンレス鋼等の金属で形成されている。金属製ブッシュ3には、貫通孔3hが設けられている。貫通孔3hは、金属製ブッシュ3を軸方向に貫通する。貫通孔3hには、回転軸が挿入される。金属製ブッシュ3は、その外周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の回り止め部31(第2の回り止め部)を有している。回り止め部31は、樹脂製環状部材5に入り込んでいる。回り止め部31は、金属製ブッシュ3に対する樹脂製環状部材5の回り止め及び抜け防止の機能を有する。 The metal bushing 3 is a component attached to, for example, a rotating shaft (not shown). Figure 2 is a perspective view of the metal bushing 3 included in the composite structure gear 1 of Figure 1. As shown in Figures 1(a), 1(b), and 2, the metal bushing 3 is annular. The metal bushing 3 is formed of a metal such as stainless steel. The metal bushing 3 has a through hole 3h. The through hole 3h passes through the metal bushing 3 in the axial direction. A rotating shaft is inserted into the through hole 3h. The metal bushing 3 has a plurality of convex anti-rotation portions 31 (second anti-rotation portions) formed on its outer circumferential surface at predetermined intervals. The anti-rotation portions 31 are embedded in the resin annular member 5. The anti-rotation portions 31 function to prevent the resin annular member 5 from rotating relative to the metal bushing 3 and from coming loose.
樹脂製環状部材5は、金属製ブッシュ3と金属製環状部材7との間に設けられており、金属製ブッシュ3と金属製環状部材7とを連結する。樹脂製環状部材5は、例えば金属製環状部材7と金属製ブッシュ3との間を伝播する振動を減衰する部材である。振動には、複合構造ギヤ1が他の歯車と噛み合うことで発生する衝撃によるものが含まれる。樹脂製環状部材5は、その弾性変形によって振動を吸収して減衰する。樹脂製環状部材5は、金属製ブッシュ3と同軸の環状である。樹脂製環状部材5は、金属製ブッシュ3の周囲に設けられている。ここでの樹脂製環状部材5は、金属製ブッシュ3の外周面に接するように設けられている。なお、金属製ブッシュ3の周囲に設けられることには、金属製ブッシュ3の周りに接するように設けられることだけでなく、金属製ブッシュ3の周りに他の部材を介して設けられることも含む。 The resin annular member 5 is disposed between the metal bushing 3 and the metal annular member 7, connecting the two. The resin annular member 5 is a member that damps vibrations propagating between the metal annular member 7 and the metal bushing 3, for example. Vibrations include those caused by impacts generated when the composite gear 1 meshes with other gears. The resin annular member 5 absorbs and damps vibrations through its elastic deformation. The resin annular member 5 is annular and coaxial with the metal bushing 3. The resin annular member 5 is disposed around the metal bushing 3. Here, the resin annular member 5 is disposed so as to contact the outer surface of the metal bushing 3. Note that "disposed around the metal bushing 3" does not only mean that the resin annular member 5 is disposed so as to contact the metal bushing 3, but also includes that the resin annular member 5 is disposed around the metal bushing 3 via another member.
樹脂製環状部材5は、樹脂成形により製造される。樹脂製環状部材5を構成する樹脂80(第1の樹脂)は、例えば、熱可塑性樹脂である、アクリロニトリルブタジエンスチレン、アクリロニトリルスチレンアクリレート、シクロオレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、エチレンアクリル酸樹脂、エチレン酢酸ビニル、液晶ポリマー、ポリアミド、ポリブチレンテレフタラート、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリエチレンテレフタラート、ペルフルオロアルコキシアルカン、ポリメチルメタクリレート、ポリオキシメチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニルスルホン、ポリスチレン、ポリスルフォン、ポリビニルクロライド、ポリフッ化ビニリデン、スチレンアクリロニトリル、スチレンブタジエン、スチレンブタジエンスチレン、又はスチレンエチレンブタジエンスチレン等であってもよい。或いは、樹脂80は、例えば、熱硬化性樹脂である、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、液状シリコンゴム、フェノール樹脂、又はポリウレタンであってもよい。また、樹脂製環状部材5を構成する樹脂80(第1の樹脂)は、繊維強化樹脂であってもよい。樹脂製環状部材5の端面は、金属製ブッシュ3の端面と段差なく連なる。 The resin ring member 5 is manufactured by resin molding. The resin 80 (first resin) constituting the resin ring member 5 may be, for example, a thermoplastic resin such as acrylonitrile butadiene styrene, acrylonitrile styrene acrylate, cycloolefin copolymer, cycloolefin polymer, ethylene acrylic acid resin, ethylene vinyl acetate, liquid crystal polymer, polyamide, polybutylene terephthalate, polycarbonate, polyethylene, polyether ether ketone, polyetherimide, polyethersulfone, polyethylene terephthalate, perfluoroalkoxyalkane, polymethyl methacrylate, polyoxymethylene, polypropylene, polyphenylene ether, polyphenylene sulfide, polyphenylsulfone, polystyrene, polysulfone, polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, styrene acrylonitrile, styrene butadiene, styrene butadiene styrene, or styrene ethylene butadiene styrene. Alternatively, the resin 80 may be, for example, a thermosetting resin such as unsaturated polyester resin, epoxy resin, liquid silicone rubber, phenolic resin, or polyurethane. Furthermore, the resin 80 (first resin) that constitutes the resin annular member 5 may be a fiber-reinforced resin. The end face of the resin annular member 5 is seamlessly connected to the end face of the metal bushing 3.
金属製環状部材7は、他の歯車と噛み合う部材である。図3は、図1の複合構造ギヤ1に含まれる金属製環状部材7の斜視図である。図1(a)及び図1(b)並びに図3に示されるように、金属製環状部材7は、金属製ブッシュ3と同軸の環状である。金属製環状部材7は、例えば、ステンレス鋼等の金属で形成されている。金属製環状部材7は、金属製ブッシュ3の周囲、ひいては、樹脂製環状部材5の周囲に設けられている。ここでの金属製環状部材7は、樹脂製環状部材5の外周面に接するように設けられている。なお、樹脂製環状部材5の周囲に設けられることには、樹脂製環状部材5の周りに直接接するように設けられることだけでなく、樹脂製環状部材5の周りに他の部材を介して設けられることを含む。金属製環状部材7の外周部には、歯形7aが形成されている。歯形7aは、金属製環状部材7の周方向において、所定の間隔をあけて複数形成されている。歯形7aは、回転軸に対して斜めに形成されている。 The metal annular member 7 is a member that meshes with other gears. Figure 3 is a perspective view of the metal annular member 7 included in the composite structure gear 1 of Figure 1. As shown in Figures 1(a), 1(b), and 3, the metal annular member 7 is annular and coaxial with the metal bushing 3. The metal annular member 7 is formed of a metal such as stainless steel. The metal annular member 7 is provided around the metal bushing 3 and, by extension, around the resin annular member 5. Here, the metal annular member 7 is provided so as to contact the outer surface of the resin annular member 5. Note that being provided around the resin annular member 5 includes not only being provided so as to be in direct contact with the resin annular member 5, but also being provided around the resin annular member 5 via another member. Tooth profiles 7a are formed on the outer periphery of the metal annular member 7. Multiple tooth profiles 7a are formed at predetermined intervals around the circumferential direction of the metal annular member 7. The tooth profiles 7a are formed obliquely with respect to the rotation axis.
金属製環状部材7は、その内周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の回り止め部71(第1の回り止め部)を有している。回り止め部71は、樹脂製環状部材5に入り込んでいる。回り止め部71は、金属製環状部材7に対する樹脂製環状部材5の回り止め及び抜け防止の機能を有する。金属製環状部材7の端面は、樹脂製環状部材5の端面と段差なく連なる。 The metal annular member 7 has multiple convex anti-rotation portions 71 (first anti-rotation portions) formed at predetermined intervals circumferentially on its inner surface. The anti-rotation portions 71 are recessed into the resin annular member 5. The anti-rotation portions 71 function to prevent the resin annular member 5 from rotating relative to the metal annular member 7 and from coming loose. The end face of the metal annular member 7 is seamlessly connected to the end face of the resin annular member 5.
次に、図4を参照して、複合構造ギヤ1の成形工程(製造方法)について説明する。図4は、図1(a)及び図1(b)の複合構造ギヤの成形工程を説明する図である。なお、図4においては、後述する低融点樹脂90(図5参照)に関する図示を省略している。ここでは、低融点樹脂90(図5参照)の塗布に係る工程以外の工程について説明する。図4(a)は、成形工程のフローを示している。図4(b)は射出注入前の射出成形機100を示している。 Next, the molding process (manufacturing method) for the composite structure gear 1 will be described with reference to Figure 4. Figure 4 is a diagram illustrating the molding process for the composite structure gear of Figures 1(a) and 1(b). Note that Figure 4 omits the illustration of the low-melting-point resin 90 (see Figure 5), which will be described later. Here, steps other than the step related to applying the low-melting-point resin 90 (see Figure 5) will be described. Figure 4(a) shows the flow of the molding process. Figure 4(b) shows the injection molding machine 100 before injection.
複合構造ギヤ1の成形は射出成形により行われる。射出成形機100は、図4(b)に示されるように、金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7がセットされる金型101と、樹脂製環状部材5を構成する樹脂80が投入されるホッパー102と、ホッパー102に投入された樹脂80を加熱溶融するシリンダ103と、溶融した樹脂80を射出するノズル104と、を備えている。 The composite structure gear 1 is molded by injection molding. As shown in Figure 4(b), the injection molding machine 100 includes a mold 101 in which the metal bushing 3 and metal annular member 7 are set, a hopper 102 into which the resin 80 that forms the resin annular member 5 is poured, a cylinder 103 that heats and melts the resin 80 poured into the hopper 102, and a nozzle 104 that injects the molten resin 80.
このような射出成形機100において、図4(a)に示されるように、最初に金型101の予熱処理(ステップS1)及び型込め処理(ステップS2)が実施される。この状態においては、図4(b)に示されるように、金型101に金属製ブッシュ3がセットされると共に、金型101における金属製ブッシュ3がセットされた位置よりも外側に金属製環状部材7がセットされる。金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7がセットされた状態においては、金属製ブッシュ3の回り止め部31が金属製環状部材7に向かって延びており、金属製環状部材7の回り止め部71が金属製ブッシュ3に向かって延びている。 In this injection molding machine 100, as shown in FIG. 4(a), the mold 101 is first preheated (step S1) and filled (step S2). In this state, as shown in FIG. 4(b), the metal bushing 3 is set in the mold 101, and the metal annular member 7 is set outside the position in the mold 101 where the metal bushing 3 is set. With the metal bushing 3 and metal annular member 7 set, the anti-rotation portion 31 of the metal bushing 3 extends toward the metal annular member 7, and the anti-rotation portion 71 of the metal annular member 7 extends toward the metal bushing 3.
そして、図4(a)に示されるように、樹脂製環状部材5を構成する樹脂80がホッパー102に投入され(ステップS1)、シリンダ103において樹脂80が加熱溶融され(ステップS12)、樹脂80の計量が実施される(ステップS13)。この状態においては、図4(b)に示されるように、樹脂80がノズル104から射出可能になっている。 As shown in FIG. 4(a), resin 80 that will form the resin annular member 5 is poured into a hopper 102 (step S1), the resin 80 is heated and melted in a cylinder 103 (step S12), and the resin 80 is measured (step S13). In this state, the resin 80 is ready to be injected from a nozzle 104, as shown in FIG. 4(b).
そして、金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7が射出成形機100の金型101にセットされた状態で、金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7の間に樹脂80が流し込まれ、射出成形によって、金属製ブッシュ3、金属製環状部材7、及び樹脂製環状部材5が一体成形される(第2工程)。より詳細には、図4(a)に示されるように、樹脂80を流し込む射出処理(ステップS21)、保圧処理(ステップS22)、硬化又は固化処理(ステップS23)が順次実施される。ステップS23においては、樹脂80が熱硬化樹脂の場合には硬化処理が実施され、熱可塑樹脂の場合には固化処理が実施される。 Then, with the metal bushing 3 and metal annular member 7 set in the mold 101 of the injection molding machine 100, resin 80 is poured between the metal bushing 3 and the metal annular member 7, and the metal bushing 3, metal annular member 7, and resin annular member 5 are integrally molded by injection molding (second step). More specifically, as shown in FIG. 4(a), the injection process of pouring the resin 80 (step S21), the pressure holding process (step S22), and the hardening or solidification process (step S23) are carried out sequentially. In step S23, if the resin 80 is a thermosetting resin, a hardening process is carried out, and if it is a thermoplastic resin, a solidification process is carried out.
図4(c)は射出成形中の射出成形機100を示している。図4(d)は、図4(c)の一部拡大図を示している。図4(c)に示されるように、ノズル104から射出注入された樹脂80は、金型101内の流路101aを通過する。そして、図4(d)に示されるように、樹脂80は、円周上のディスクゲート101bから金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7の間の領域に流れ込み、金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7の間の領域に充填される。樹脂80は、例えば、金属製ブッシュ3の外周面(回り止め部31の領域を含む)の全域、及び、金属製環状部材7の内周面(回り止め部71の領域を含む)の全域に接するように充填される。 Figure 4(c) shows the injection molding machine 100 during injection molding. Figure 4(d) shows an enlarged view of a portion of Figure 4(c). As shown in Figure 4(c), resin 80 injected from the nozzle 104 passes through a flow path 101a in the mold 101. Then, as shown in Figure 4(d), the resin 80 flows from the circumferential disk gate 101b into the area between the metal bushing 3 and the metal annular member 7, filling the area between the metal bushing 3 and the metal annular member 7. The resin 80 is filled so as to contact, for example, the entire outer surface of the metal bushing 3 (including the area of the anti-rotation portion 31) and the entire inner surface of the metal annular member 7 (including the area of the anti-rotation portion 71).
射出成形による一体成形が完了すると、図4(a)に示されるように、射出成形機100から、一体成形された金属製ブッシュ3、金属製環状部材7、及び樹脂80によって構成される樹脂製環状部材5が取り出され、これらが自然冷却される(ステップS31,第3工程)。最後に、必要に応じてアニーリング処理又はキュアリング処理が実施される。例えば、樹脂80が熱硬化樹脂である場合には、アニーリング処理が実施される(ステップS41)。 Once the integral molding by injection molding is completed, as shown in FIG. 4(a), the resin annular member 5, which is composed of the integrally molded metal bushing 3, metal annular member 7, and resin 80, is removed from the injection molding machine 100 and allowed to cool naturally (step S31, third process). Finally, an annealing process or curing process is performed as necessary. For example, if the resin 80 is a thermosetting resin, an annealing process is performed (step S41).
ここで、上述した成形工程においては、金属により形成されている金属製ブッシュ3及び金属製環状部材7と、樹脂により整形されている樹脂製環状部材5との熱収縮差によって、金属及び樹脂の接合部分においてクラックが発生することがある。すなわち、金属製ブッシュ3と樹脂製環状部材5との接合部分、及び、金属製環状部材7と樹脂製環状部材5との接合部分において、クラックが発生することがある。クラックが発生することによって、成形された複合構造ギヤ1の強度が低下するおそれがある。 During the molding process described above, cracks may occur at the joints between the metal and resin due to the difference in thermal contraction between the metal bushing 3 and metal annular member 7, which are made of metal, and the resin annular member 5, which is made of resin. In other words, cracks may occur at the joints between the metal bushing 3 and resin annular member 5, and between the metal annular member 7 and resin annular member 5. The occurrence of cracks may reduce the strength of the molded composite structure gear 1.
上述した課題を解決すべく、本実施形態に係る複合構造ギヤ1の成形工程(製造方法)では、射出成形(上述した第2工程)の前において、クラックが発生しやすい金属及び樹脂の接合部分に、樹脂80よりも融点が低い熱可塑性の低融点樹脂90(第2の樹脂)を塗布する。低融点樹脂90を塗布する理由については後述する。低融点樹脂90は、例えば、アクリロニトリルプタジエンスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、又はポリビニルクロライド等であってもよく、樹脂80の耐熱性に応じて適宜選択される。低融点樹脂90は、例えば数mm程度の厚さで塗布される。 To solve the above-mentioned problems, in the molding process (manufacturing method) for the composite structure gear 1 according to this embodiment, before injection molding (the second process described above), a thermoplastic low-melting-point resin 90 (second resin) with a melting point lower than that of resin 80 is applied to the joint between the metal and resin, which is prone to cracking. The reason for applying low-melting-point resin 90 will be described later. Low-melting-point resin 90 may be, for example, acrylonitrile butadiene styrene, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, or the like, and is selected appropriately depending on the heat resistance of resin 80. Low-melting-point resin 90 is applied to a thickness of, for example, several millimeters.
具体的には、射出成形の前において、少なくとも、金属製環状部材7の回り止め部71に、上述した低融点樹脂90を塗布する(第1工程)。好ましくは、第1工程では、金属製環状部材7の内周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に、低融点樹脂90を塗布する。更に好ましくは、第1工程では、金属製ブッシュ3の回り止め部31に低融点樹脂90を塗布する。更に好ましくは、第1工程では、金属製ブッシュ3の外周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に、低融点樹脂90を塗布する。 Specifically, prior to injection molding, the low-melting-point resin 90 described above is applied to at least the anti-rotation portion 71 of the metal annular member 7 (first step). Preferably, in the first step, the low-melting-point resin 90 is applied to the entire surface of the inner circumferential surface of the metal annular member 7 that comes into contact with the resin annular member 5. Even more preferably, in the first step, the low-melting-point resin 90 is applied to the anti-rotation portion 31 of the metal bushing 3. Even more preferably, in the first step, the low-melting-point resin 90 is applied to the entire surface of the outer circumferential surface of the metal bushing 3 that comes into contact with the resin annular member 5.
図5は、成形工程における低融点樹脂90の塗布を説明する図である。図5(a)では、第1工程において、金属製環状部材7の内周面の全域(回り止め部71を含む)に低融点樹脂90が塗布されると共に、金属製ブッシュ3の外周面の全域(回り止め部31を含む)に低融点樹脂90が塗布された状態で、射出成形(第2工程)が実施された例を示している。この場合、射出成形(第2工程)が完了した状態において、金属製環状部材7の内周面における樹脂80(樹脂製環状部材5)と接する面の全域、及び、金属製ブッシュ3の外周面における樹脂80(樹脂製環状部材5)と接する面の全域に、低融点樹脂90が塗布されていることとなる。 Figure 5 illustrates the application of low-melting-point resin 90 during the molding process. Figure 5(a) shows an example in which low-melting-point resin 90 is applied to the entire inner surface of metal annular member 7 (including anti-rotation portion 71) in the first step, and low-melting-point resin 90 is applied to the entire outer surface of metal bushing 3 (including anti-rotation portion 31) in the first step, and then injection molding (second step) is performed. In this case, when injection molding (second step) is completed, low-melting-point resin 90 will be applied to the entire surface of the inner surface of metal annular member 7 that comes into contact with resin 80 (resin annular member 5), and the entire surface of the outer surface of metal bushing 3 that comes into contact with resin 80 (resin annular member 5).
図5(b)は、図5(a)の一部拡大図であり、射出成形(第2工程)後における回り止め部71の周辺の状態を示している。いま、回り止め部71を含む金属製環状部材7の内周面の全域には低融点樹脂90が塗布されており、低融点樹脂90と樹脂80(樹脂製環状部材5)とが接しているとする。ここで、射出成形時には、低融点樹脂90が熱で溶融している。そのため、図5(c)に示されるように、射出成形後に、回り止め部71周辺の樹脂80(樹脂製環状部材5)においてクラック300が発生すると、当該クラック300に、溶融している低融点樹脂90が浸透することとなる。この場合、その後の第3工程において複合構造ギヤ1が冷却されると、クラック300に浸透した低融点樹脂90が固化し、クラック300が低融点樹脂90によって埋められることとなる。これによって、クラック300が生じた場合であっても、クラック300の影響によって複合構造ギヤ1の強度が低下することを効果的に抑制することができる。 Figure 5(b) is an enlarged view of a portion of Figure 5(a) and shows the state of the area around the anti-rotation portion 71 after injection molding (step 2). Assume that low-melting-point resin 90 is applied to the entire inner surface of the metal annular member 7, including the anti-rotation portion 71, and that the low-melting-point resin 90 is in contact with the resin 80 (resin annular member 5). Here, the low-melting-point resin 90 is melted by heat during injection molding. Therefore, as shown in Figure 5(c), if a crack 300 occurs in the resin 80 (resin annular member 5) around the anti-rotation portion 71 after injection molding, the molten low-melting-point resin 90 will penetrate the crack 300. In this case, when the composite structure gear 1 is cooled in the subsequent step 3, the low-melting-point resin 90 that has penetrated the crack 300 will solidify, and the crack 300 will be filled with the low-melting-point resin 90. This effectively prevents a decrease in the strength of the composite structure gear 1 due to the effects of the crack 300, even if the crack 300 occurs.
このようにして形成される複合構造ギヤ1では、金属製環状部材7の回り止め部71には、樹脂製環状部材5を構成する樹脂80よりも融点が低い熱可塑性の低融点樹脂90が塗布されている。好ましくは、複合構造ギヤ1では、金属製環状部材7の内周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に低融点樹脂90が塗布されている。更に好ましくは、複合構造ギヤ1では、金属製ブッシュ3の回り止め部31に低融点樹脂90が塗布されている。更に好ましくは、複合構造ギヤ1では、金属製ブッシュ3の外周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に低融点樹脂90が塗布されている。 In the composite structure gear 1 formed in this manner, the anti-rotation portion 71 of the metal annular member 7 is coated with a thermoplastic low-melting-point resin 90 having a lower melting point than the resin 80 constituting the resin annular member 5. Preferably, in the composite structure gear 1, the low-melting-point resin 90 is coated over the entire surface of the inner circumferential surface of the metal annular member 7 that comes into contact with the resin annular member 5. Even more preferably, in the composite structure gear 1, the low-melting-point resin 90 is coated over the anti-rotation portion 31 of the metal bushing 3. Even more preferably, in the composite structure gear 1, the low-melting-point resin 90 is coated over the entire surface of the outer circumferential surface of the metal bushing 3 that comes into contact with the resin annular member 5.
次に、本実施形態に係る複合構造ギヤ1の製造方法の作用効果について説明する。 Next, we will explain the effects of the manufacturing method for the composite structure gear 1 according to this embodiment.
本実施形態に係る複合構造ギヤ1の製造方法は、外周部に歯形7aが形成された金属製環状部材7と、環状の金属製ブッシュ3と、金属製環状部材7及び金属製ブッシュ3を連結する樹脂製環状部材5と、を有する複合構造ギヤ1の製造方法であって、金属製環状部材7の内周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の回り止め部71に、樹脂製環状部材5を構成する樹脂80よりも融点が低い熱可塑性の低融点樹脂90を塗布する第1工程と、第1工程後において、金属製環状部材7及び金属製ブッシュ3を射出成形機100の金型101にセットした状態で、金属製環状部材7及び金属製ブッシュ3の間に樹脂80を流し込み、射出成形によって、金属製環状部材7、金属製ブッシュ3、及び樹脂製環状部材5を一体成形する第2工程と、第2工程後において、射出成形機100から、一体成形された金属製環状部材7、金属製ブッシュ3、及び樹脂製環状部材5を取り出し冷却する第3工程と、を備える。 The manufacturing method for the composite structure gear 1 according to this embodiment is a manufacturing method for a composite structure gear 1 having a metal annular member 7 with a tooth profile 7a formed on its outer periphery, an annular metal bushing 3, and a resin annular member 5 connecting the metal annular member 7 and the metal bushing 3. The manufacturing method includes the following steps: a first step of applying a thermoplastic low-melting-point resin 90 having a lower melting point than the resin 80 constituting the resin annular member 5 to a plurality of convex anti-rotation portions 71 formed at predetermined intervals circumferentially on the inner circumferential surface of the metal annular member 7; a second step of, after the first step, pouring resin 80 between the metal annular member 7 and the metal bushing 3 while the metal annular member 7 and the metal bushing 3 are set in a mold 101 of an injection molding machine 100 to integrally mold the metal annular member 7, the metal bushing 3, and the resin annular member 5 by injection molding; and a third step of, after the second step, removing the integrally molded metal annular member 7, the metal bushing 3, and the resin annular member 5 from the injection molding machine 100 and cooling them.
本実施形態に係る複合構造ギヤ1の製造方法では、射出成形によって金属製環状部材7、金属製ブッシュ3、及び樹脂製環状部材5が一体成形される工程(第2工程)に先んじて、金属製環状部材7の内周面に形成された複数の回り止め部71に、樹脂製環状部材5を構成する樹脂80よりも融点が低い熱可塑性の低融点樹脂90が塗布される工程(第1工程)が実施される。射出成形が実施される第2工程においては、金属により形成された金属製環状部材7及び金属製ブッシュ3と、樹脂により形成された樹脂製環状部材5との熱収縮差によって、金属及び樹脂の接合部分においてクラックが発生することがある。このようなクラックは、樹脂80が充填されるタイミングが遅い(外側に配置されているため、充填タイミングが遅い)、金属製環状部材7側の接合部分であって、樹脂製環状部材5に入り込むように突出した回り止め部71の周辺において、特に発生しやすい。この点、射出成形前において、回り止め部71に、低融点樹脂90が塗布されていることにより、射出成形時に低融点樹脂90が熱で溶融するため、成形後に回り止め部71の周辺にクラックが発生した際には、当該クラックに、溶融している低融点樹脂90樹脂が浸透することとなる(図5(c)参照)。この場合、その後の第3工程において冷却されることによりクラックに浸透した低融点樹脂90が固化すると、クラックが低融点樹脂90によって埋められることとなるので、クラックの影響によって複合構造ギヤ1の強度が低下することを抑制できる。以上のように、本実施形態に係る複合構造ギヤ1の製造方法によれば、クラックの影響による複合構造ギヤ1の強度低下を抑制することができる。 In the manufacturing method for the composite structure gear 1 according to this embodiment, a process (first process) is carried out in which a thermoplastic low-melting-point resin 90, which has a lower melting point than the resin 80 constituting the resin annular member 5, is applied to the multiple anti-rotation portions 71 formed on the inner circumferential surface of the metal annular member 7, prior to a process (second process) in which the metal annular member 7, the metal bushing 3, and the resin annular member 5 are integrally molded by injection molding. In the second process in which injection molding is carried out, cracks may occur at the joint between the metal and the resin due to the difference in thermal contraction between the metal annular member 7 and the metal bushing 3, which are made of metal, and the resin annular member 5, which is made of resin. Such cracks are particularly likely to occur around the anti-rotation portions 71 that protrude into the resin annular member 5, which are the joint on the metal annular member 7 side, where the resin 80 is filled late (because it is located on the outside). In this regard, because low-melting-point resin 90 is applied to anti-rotation portion 71 before injection molding, the low-melting-point resin 90 melts due to heat during injection molding. Therefore, if cracks occur around anti-rotation portion 71 after molding, the molten low-melting-point resin 90 will penetrate the cracks (see FIG. 5(c)). In this case, when the low-melting-point resin 90 that has penetrated the cracks solidifies upon cooling in the subsequent third step, the cracks are filled with low-melting-point resin 90, thereby preventing a decrease in strength of composite structure gear 1 due to the effects of cracks. As described above, the manufacturing method for composite structure gear 1 according to this embodiment can prevent a decrease in strength of composite structure gear 1 due to the effects of cracks.
上述した第1工程では、金属製環状部材7の内周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に、低融点樹脂90を塗布してもよい。このように、金属製環状部材7の内周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に低融点樹脂90が塗布されることにより、樹脂80の充填タイミングが遅くクラックが発生しやすい領域に低融点樹脂90を塗布することができ、クラック発生時におけるクラックへの低融点樹脂90の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による複合構造ギヤ1の強度低下をより抑制することができる。 In the first step described above, low-melting-point resin 90 may be applied to the entire surface of the inner circumferential surface of metal annular member 7 that contacts resin annular member 5. By applying low-melting-point resin 90 to the entire surface of the inner circumferential surface of metal annular member 7 that contacts resin annular member 5 in this way, low-melting-point resin 90 can be applied to areas where the timing of resin 80 filling is delayed and cracks are likely to occur, and low-melting-point resin 90 can be more appropriately promoted to penetrate cracks when they occur. This can further suppress a decrease in strength of the composite structure gear 1 due to the effects of cracks.
上述した第1工程では、金属製ブッシュ3の外周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の回り止め部31に、低融点樹脂90を塗布してもよい。金属製環状部材7と樹脂製環状部材5との接合部分ほどではないものの、金属製ブッシュ3と樹脂製環状部材5との接合部分(金属製ブッシュ3の外周面)においてもクラックが発生しやすい。金属製ブッシュ3と樹脂製環状部材5との接合部分のうち、樹脂製環状部材5に入り込むように突出した回り止め部31の周辺においては、クラックが特に発生しやすい。この点、回り止め部31に低融点樹脂90が塗布されていることにより、金属製ブッシュ3と樹脂製環状部材5との接合部分のうち特にクラックが発生しやすい領域に低融点樹脂90を塗布することができ、クラック発生時におけるクラックへの低融点樹脂90の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による複合構造ギヤ1の強度低下をより抑制することができる。 In the first step described above, low-melting-point resin 90 may be applied to multiple protruding anti-rotation portions 31 formed at predetermined intervals circumferentially on the outer circumferential surface of the metal bushing 3. Although not as susceptible to cracks as the joint between the metal annular member 7 and the resin annular member 5, cracks are also likely to occur at the joint between the metal bushing 3 and the resin annular member 5 (the outer circumferential surface of the metal bushing 3). At the joint between the metal bushing 3 and the resin annular member 5, cracks are particularly likely to occur around the anti-rotation portions 31 that protrude into the resin annular member 5. In this regard, applying low-melting-point resin 90 to the anti-rotation portions 31 allows the low-melting-point resin 90 to be applied to areas of the joint between the metal bushing 3 and the resin annular member 5 that are particularly susceptible to cracking, thereby more appropriately promoting the penetration of the low-melting-point resin 90 into cracks when they occur. This further reduces the strength reduction of the composite structure gear 1 due to cracks.
上述した第1工程では、金属製ブッシュ3の外周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に、低融点樹脂90を塗布してもよい。このように、金属製ブッシュ3の外周面における樹脂製環状部材5と接する面の全域に低融点樹脂90が塗布されることにより、金属製ブッシュ3と樹脂製環状部材5との接合部分におけるクラック発生時におけるクラックへの低融点樹脂90の浸透をより適切に促すことができる。このことで、クラックの影響による複合構造ギヤ1の強度低下をより抑制することができる。 In the first step described above, low-melting-point resin 90 may be applied to the entire surface of the outer periphery of the metal bushing 3 that comes into contact with the resin annular member 5. By applying low-melting-point resin 90 to the entire surface of the outer periphery of the metal bushing 3 that comes into contact with the resin annular member 5 in this way, the low-melting-point resin 90 can be more appropriately promoted to penetrate into cracks that occur at the joint between the metal bushing 3 and the resin annular member 5. This makes it possible to further suppress a decrease in strength of the composite structure gear 1 due to the effects of cracks.
1…複合構造ギヤ、3…金属製ブッシュ、5…樹脂製環状部材、7…金属製環状部材、7a…歯形、31…回り止め部(第2の回り止め部)、71…回り止め部(第2の回り止め部)、80…樹脂(第1の樹脂)、90…低融点樹脂(第2の樹脂)、100…射出成形機(成形機)。 1...Composite structure gear, 3...Metal bushing, 5...Resin annular member, 7...Metal annular member, 7a...Tooth profile, 31...Anti-rotation portion (second anti-rotation portion), 71...Anti-rotation portion (second anti-rotation portion), 80...Resin (first resin), 90...Low-melting-point resin (second resin), 100...Injection molding machine (molding machine).
Claims (8)
前記金属製環状部材の内周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の第1の回り止め部に、前記樹脂製環状部材を構成する第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂を塗布する第1工程と、
前記第1工程後において、前記金属製環状部材及び前記金属製ブッシュを成形機にセットした状態で、前記金属製環状部材及び前記金属製ブッシュの間に前記第1の樹脂を流し込み、射出成形によって、前記金属製環状部材、前記金属製ブッシュ、及び前記樹脂製環状部材を一体成形する第2工程と、
前記第2工程後において、前記成形機から、一体成形された前記金属製環状部材、前記金属製ブッシュ、及び前記樹脂製環状部材を取り出し冷却する第3工程と、を備える複合構造回転体の製造方法。 A method for manufacturing a composite structure rotating body having a metal annular member having teeth formed on an outer periphery thereof, an annular metal bushing, and a resin annular member connecting the metal annular member and the metal bushing, comprising:
a first step of applying a thermoplastic second resin having a lower melting point than the first resin constituting the resin annular member to a plurality of first protruding anti-rotation portions formed at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the metal annular member;
a second step after the first step, in which the metal annular member and the metal bush are set in a molding machine, the first resin is poured between the metal annular member and the metal bush, and the metal annular member, the metal bush, and the resin annular member are integrally molded by injection molding;
a third step of removing the integrally molded metal annular member, the metal bushing, and the resin annular member from the molding machine after the second step and cooling them.
前記金属製環状部材は、その内周面において周方向に所定の間隔をあけて複数形成された凸状の第1の回り止め部を有し、
前記第1の回り止め部には、前記樹脂製環状部材を構成する第1の樹脂よりも融点が低い熱可塑性の第2の樹脂が塗布されている、複合構造回転体。 A composite structure rotating body including a metal annular member having teeth formed on an outer periphery thereof, an annular metal bushing, and a resin annular member connecting the metal annular member and the metal bushing,
the metal annular member has a plurality of first anti-rotation portions formed on an inner peripheral surface thereof at predetermined intervals in the circumferential direction,
A composite structure rotating body, wherein the first anti-rotation portion is coated with a thermoplastic second resin having a melting point lower than that of the first resin constituting the resin annular member.
前記第2の回り止め部には、前記第2の樹脂が塗布されている、請求項5又は6記載の複合構造回転体。 the metal bushing has a plurality of second anti-rotation portions formed on its outer circumferential surface at predetermined intervals in the circumferential direction,
7. The composite structure rotating body according to claim 5, wherein the second anti-rotation portion is coated with the second resin.
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