JP2023090131A - Composite structure rotor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一態様は、複合構造回転体に関する。 One aspect of the present invention relates to a composite structure of revolution.
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。 For example, a gear disclosed in Patent Literature 1 is known as a technology related to a composite structure rotating body. The gear described in Patent Document 1 includes a metal annular body (metal annular member) having teeth formed on the outer peripheral portion, an annular metal bush, and a resin that connects the metal annular body and the metal bush. and a web (resin annular member).
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。 Here, when molding the composite structure rotating body as described above, due to the difference in thermal contraction between the metallic annular member and the metallic bush made of metal and the resin web made of resin, the metal and Cracks may occur at the joints of the resin. A problem is that the strength of the molded composite structure rotating body decreases due to the occurrence of cracks.
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。 Conventionally, techniques for suppressing the cracks described above have been proposed. For example, there is a technique of suppressing the occurrence of cracks by performing annealing treatment or curing treatment on a composite structure rotating body immediately after molding. However, since such treatment must be carried out before the molded product is cooled, it is necessary to change the facility so as to enable such rapid treatment. In addition, curing acceleration and physical property improvement by annealing cannot be expected in the case of using a thermoplastic resin, so the effect of the above treatment is limited. As another technique for suppressing cracks, for example, there is a technique for suppressing the occurrence of cracks by performing R-chamfering on the edge of the joining portion of metal and resin. However, depending on the shape of the joint portion, the R-chamfering process becomes complicated. In addition, the effect of suppressing crack generation by such techniques is limited. As described above, the reduction in strength of the composite structure rotating body due to the influence of cracks cannot be sufficiently suppressed by the conventional crack suppression technology.
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 has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress deterioration in the strength of a composite structure rotor due to the influence 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の回り止め部は、金属製ブッシュの軸方向に沿った断面である軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上である。 A composite structure rotating body according to an aspect of the present invention includes a metal annular member having a tooth profile formed on an outer peripheral portion, an annular metal bush, and a resin annular member connecting the metal annular member and the metal bush. , wherein the metal annular member has a plurality of convex first detent portions formed on the inner peripheral surface thereof at predetermined intervals in the circumferential direction, the first The anti-rotation portion has an internal angle of 90 degrees or more between all adjacent two sides forming the outer edge in an axial cross section, which is a cross section along the axial direction of the metal bush.
本発明の一態様に係る複合構造回転体では、軸方向断面において、金属製環状部材の内周面に複数形成された第1の回り止め部の外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされている。金属製環状部材の内周面に形成される回り止め部については、樹脂製環状部材と金属製環状部材との接合力(拘束力)を上げる観点から、通常、軸方向断面において、上記内周面から先端側に向かうにつれて軸方向に広がった形状とされる。このような形状とされた場合には、回り止め部の先端側において、軸方向断面における外縁を構成する二辺の内角が鋭角となり、部材間の熱収縮差に基づく応力がかかりやすくなり、クラックが発生し易くなってしまう。この点、本発明の一態様に係る複合構造回転体では、第1の回り止め部の外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされるので、上述した鋭角が形成されることがない。このことにより、第1の回り止め部の先端側において、応力が集中し易くなることを抑制し、クラックの発生を抑制することができる。このことによって、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 the composite structure rotating body according to one aspect of the present invention, in an axial cross section, all the inner angles of the two adjacent sides that form the outer edge of the first anti-rotation portion formed in plurality on the inner peripheral surface of the metal annular member is 90 degrees or more. Regarding the anti-rotation portion formed on the inner peripheral surface of the metal annular member, from the viewpoint of increasing the bonding force (restraining force) between the resin annular member and the metal annular member, it is usually It has a shape that expands in the axial direction from the surface toward the tip side. In the case of such a shape, on the tip side of the detent part, the inner angle of the two sides forming the outer edge in the axial cross section becomes an acute angle, and stress based on the difference in thermal contraction between members is likely to be applied, resulting in cracks. becomes more likely to occur. In this regard, in the composite structure rotating body according to one aspect of the present invention, since the interior angle of all two adjacent sides that form the outer edge of the first detent portion is 90 degrees or more, the acute angle described above is formed. never As a result, it is possible to prevent stress from being easily concentrated on the distal end side of the first rotation preventing portion, and to prevent cracks from occurring. As a result, it is possible to suppress a decrease in the strength of the composite structure rotating body due to the influence of cracks.
第1の回り止め部は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、内周面に対向するように軸方向に延びる第1の辺と、内周面から前記第1の辺に向かって互いに連続して延びる複数の第2の辺と、を有し、隣り合う第2の辺同士の内角、及び、第1の辺と第2の辺との内角が、いずれも90度以上であってもよい。このように、複数の第2の辺が形成されることにより、例えば、クラック発生を抑制する部分を構成しながら、樹脂製環状部材と金属製環状部材との接合力(拘束力)を担保する部分についても適切に構成することが可能になる。 In an axial cross section, the first anti-rotation portion includes a first side extending in the axial direction so as to face the inner peripheral surface and a first side extending in the axial direction so as to face the inner peripheral surface as sides constituting an outer edge in an axial cross section. and a plurality of second sides extending continuously from each other, and the interior angle between adjacent second sides and the interior angle between the first side and the second side are both 90 degrees or more. may By forming a plurality of second sides in this way, for example, while forming a portion that suppresses the occurrence of cracks, the joining force (binding force) between the resin annular member and the metal annular member is ensured. Parts can also be configured appropriately.
複数の第2の辺は、内周面から第1の辺の方向に向かって軸方向の外側に広がりながら延びる傾斜辺と、傾斜辺に連続すると共に第1の辺まで延び、第1の辺との内角が90度である垂直辺と、を有していてもよい。このような構成によれば、垂直辺を構成することによって第1の回り止め部の先端側において応力が集中することを抑制しながら、軸方向の外側に広がりながら延びる傾斜辺を構成することによって樹脂製環状部材と金属製環状部材との接合力(拘束力)を担保することができる。 The plurality of second sides include inclined sides extending outward in the axial direction from the inner peripheral surface toward the direction of the first sides and extending to the first sides while being continuous with the inclined sides. and a vertical side whose interior angle between and is 90 degrees. According to this configuration, the vertical side suppresses concentration of stress on the tip end side of the first detent portion, while the inclined side extending outward in the axial direction is configured. It is possible to ensure the bonding force (binding force) between the resin annular member and the metal annular member.
第1の回り止め部は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、内周面に対向するように軸方向に延びる第1の辺と、内周面から前記第1の辺まで延びる第2の辺と、を有し、第1の辺と第2の辺との内角が、90度であってもよい。このような構成によれば、第2の辺として垂直な辺のみが構成されることとなるので、第1の回り止め部の先端側において応力が集中することをより顕著に抑制することができる。 In an axial cross-section, the first anti-rotation portion includes, as sides forming an outer edge, a first side extending in the axial direction so as to face the inner peripheral surface and a second side extending from the inner peripheral surface to the first side. and two sides, and the interior angle between the first side and the second side may be 90 degrees. According to such a configuration, since only the vertical side is configured as the second side, it is possible to more significantly suppress the concentration of stress on the tip end side of the first anti-rotation portion. .
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の回り止め部は、軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上であってもよい。第1の回り止め部の先端側ほどではないものの、第2の回り止め部の先端側においてもクラックが発生しやすい。この点、軸方向断面において、第2の回り止め部の外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされることにより、第2の回り止め部の先端側において応力が集中し易くなることを抑制し、クラックの発生を抑制することができる。このことによって、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。 The metal bush has a plurality of convex second detents formed on its outer peripheral surface at predetermined intervals in the circumferential direction. The interior angles of all adjacent two sides forming the shape may be 90 degrees or more. Cracks are also likely to occur on the tip end side of the second anti-rotation part, though not as much as on the tip end side of the first anti-rotation part. In this regard, stress is concentrated on the tip side of the second anti-rotation portion by setting the inner angle of all adjacent two sides forming the outer edge of the second anti-rotation portion to 90 degrees or more in the axial cross section. It is possible to suppress the occurrence of cracks. As a result, it is possible to suppress a decrease in the strength of the composite structure rotating body due to the influence 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。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the strength of a composite structure rotating body due to the influence 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。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are 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(b)は、詳細には、後述する金属製ブッシュ3の軸方向に沿った断面(軸方向断面)の断面図である。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。
FIG. 1 is a front view (FIG. 1(a)) and a sectional view (FIG. 1(b)) of a composite structure gear 1 according to an embodiment. FIG. 1(b) is, in detail, a sectional view of a section along the axial direction (axial section) of the
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
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
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
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
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。回り止め部71の形状の詳細については後述する。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
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。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。なお、以下では射出成形により複合構造ギヤ1を成形する例を説明するが、複合構造ギヤ1は、圧縮成形、トランスファ成形、射出圧縮成形、RTM成形、オートクレーブ成形等によって成形されてもよい。
Next, the molding process (manufacturing method) of the composite structure gear 1 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the molding process of the composite structure gear of FIGS. 1(a) and 1(b). FIG. 4(a) shows the flow of the molding process. FIG. 4(b) shows the
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。
Molding of the composite structure gear 1 is performed by injection molding. As shown in FIG. 4(b), the
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 such an
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S11)、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。
Then, as shown in FIG. 4A, the
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。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, in a state in which the
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。
FIG. 4(c) shows the
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)。
When integral molding by injection molding is completed, as shown in FIG. The
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。クラックは、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特に顕著に発生する。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。
Here, in the above-described molding process, due to the difference in thermal contraction between the
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では、金属製環状部材7における樹脂製環状部材5との接合部分である回り止め部71の形状がクラック抑制に適した形状とされている。図5は回り止め部の構成例を模式的に示す図であり、金属製ブッシュ3の軸方向に沿った断面図である軸方向断面図である。図5(a)~図5(c)には、クラック抑制に適した金属製環状部材7の回り止め部の構成例として、回り止め部71(図5(a)参照)、回り止め部171(図5(b)参照)、及び、回り止め部271(図5(c)参照)が示されている。また、図5(d)には、クラック抑制に適した金属製環状部材7の回り止め部、及び、金属製ブッシュ3の回り止め部の構成例として、金属製環状部材7の回り止め部171及び金属製ブッシュ3の回り止め部131が示されている。
In order to solve the above-described problems, in the composite structure gear 1 according to the present embodiment, the shape of the
図5(a)~図5(d)に示される金属製環状部材7の回り止め部71,171,271は、いずれも、金属製ブッシュ3の軸方向に沿った断面である軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上である。
5(a) to 5(d), the
図5(a)に示される回り止め部71は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、金属製環状部材7の内周面に対向するように金属製ブッシュ3の軸方向に延びる第1の辺71xと、内周面から第1の辺に向かって互いに連続して延びる複数の第2の辺71yと、を有している。複数の第2の辺71yは、内周面から第1の辺71xの方向に向かって軸方向の外側に広がりながら伸びる傾斜辺71bと、傾斜辺71bに連続すると共に第1の辺71xまで延びる垂直辺71aと、を有している。隣り合う第2の辺71y同士である傾斜辺71bと垂直辺71aとの内角は、90度より大きい鈍角である。また、垂直辺71aと第1の辺71xとの内角は、90度である。すなわち、垂直辺71aは、第1の辺71xに対して垂直に延びている。回り止め部71は、互いに対向して延びる一対の垂直辺71a,71aを有しており、一方の垂直辺71aは第1の辺71xの一端側から垂直に延び、他方の垂直辺71aは第1の辺71xの他端側から垂直に延びている。また、回り止め部71は、互いに対向して延びる一対の傾斜辺71b,71bを有しており、一方の傾斜辺71bは一方の垂直辺71aに連続しており、他方の傾斜辺71bは他方の垂直辺71aに連続している。
The
図5(c)に示される回り止め部271は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、金属製環状部材7の内周面に対向するように金属製ブッシュ3の軸方向に延びる第1の辺271xと、内周面から第1の辺に向かって互いに連続して延びる複数の第2の辺271yと、を有している。複数の第2の辺271yは、内周面から第1の辺271xの方向に向かって内周面に対して垂直に延びる垂直辺271bと、垂直辺271bに連続すると共に第1の辺71xまで軸方向の内側に狭まりながら延びる傾斜辺271aと、を有している。隣り合う第2の辺271y同士である垂直辺271bと傾斜辺271aとの内角は、90度より大きい鈍角である。また、傾斜辺271aと第1の辺71xとの内角は、90度より大きい鈍角である。回り止め部271は、互いに対向して延びる一対の傾斜辺271a,271aを有しており、一方の傾斜辺271aは第1の辺271xの一端側から延び、他方の傾斜辺271aは第1の辺271xの他端側から延びている。また、回り止め部71は、互いに対向して延びる一対の垂直辺271b,271bを有しており、一方の垂直辺271bは一方の傾斜辺271aに連続しており、他方の垂直辺271bは他方の傾斜辺271aに連続している。
The
図5(b)に示される回り止め部171は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、金属製環状部材7の内周面に対向するように軸方向に延びる第1の辺171xと、内周面から第1の辺171xまで延びる第2の辺171aと、を有している。そして、第1の辺171xと第2の辺171aとの内角が、90度である。すなわち、第2の辺171aは、第1の辺171xに対して垂直に延びている。回り止め部71は、互いに対向して延びる一対の第2の辺171aを有しており、一方の第2の辺171aは第1の辺171xの一端側から垂直に延び、他方の第2の辺171aは第1の辺171xの他端側から垂直に延びている。
The
更に、本実施形態に係る複合構造ギヤ1では、金属製ブッシュ3における樹脂製環状部材5との接合部分である回り止め部の形状についてもクラック抑制に適した形状とされていてもよい。図5(d)に示される構成では、金属製環状部材7の回り止め部として上述した回り止め部171(図5(b)参照)が採用されると共に、金属製ブッシュ3の回り止め部として回り止め部131が採用されている。回り止め部131は、軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされている。回り止め部131は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、金属製ブッシュ3の内周面に対向するように軸方向に延びる第1の辺131xと、内周面から第1の辺131xまで延びる第2の辺131aと、を有している。そして、第1の辺131xと第2の辺131aとの内角が、90度である。すなわち、第2の辺131aは、第1の辺131xに対して垂直に延びている。回り止め部131は、互いに対向して延びる一対の第2の辺131aを有しており、一方の第2の辺131aは第1の辺131xの一端側から垂直に延び、他方の第2の辺131aは第1の辺131xの他端側から垂直に延びている。
Furthermore, in the composite structure gear 1 according to the present embodiment, the shape of the anti-rotation portion, which is the joint portion of the
次に、本実施形態に係る複合構造ギヤ1の作用効果について説明する。 Next, the effects of the composite structure gear 1 according to this embodiment will be described.
本実施形態に係る複合構造ギヤ1は、外周部に歯形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、を備える複合構造回転体であって、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を有し、回り止め部71は、金属製ブッシュ3の軸方向に沿った断面である軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上である。
The composite structure gear 1 according to this embodiment includes a metal
本実施形態に係る複合構造ギヤ1では、軸方向断面において、金属製環状部材7の内周面に複数形成された回り止め部71の外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされている。金属製環状部材の内周面に形成される回り止め部については、樹脂製環状部材と金属製環状部材との接合力(拘束力)を上げる観点から、通常、軸方向断面において、上記内周面から先端側に向かうにつれて軸方向に広がった形状とされる。図6は、比較例に係る金属製環状部材の回り止め部571を説明する図である。図6に示される比較例に係る回り止め部571は、軸方向に延びる第1の辺571xと、内周面から第1の辺571xに向かって軸方向に広がりながら延びる第2の辺571aと、を有している。このような回り止め部571を採用した場合、樹脂製環状部材と金属製環状部材との接合力(拘束力)が上がるものの、回り止め部571の先端側において、軸方向断面における外縁を構成する二辺の内角が鋭角となり、部材間の熱収縮差に基づく応力がかかりやすくなり、クラック300が発生し易くなってしまう。この点、本実施形態に係る複合構造ギヤ1では、回り止め部71の外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされるので、上述した鋭角が形成されることがない。このことにより、回り止め部71の先端側において、応力が集中し易くなることを抑制し、クラックの発生を抑制することができる。このことによって、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 composite structure gear 1 according to the present embodiment, in the axial cross section, the interior angle of all two adjacent sides forming the outer edge of the plurality of
図5(a)に示されるように、回り止め部71は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、内周面に対向するように軸方向に延びる第1の辺71xと、内周面から第1の辺71xに向かって互いに連続して延びる複数の第2の辺71yと、を有し、隣り合う第2の辺71y,71y同士の内角、及び、第1の辺71xと第2の辺71yとの内角が、いずれも90度以上であってもよい。このように、複数の第2の辺71y,71yが形成されることにより、クラック発生を抑制する部分を構成しながら、樹脂製環状部材5と金属製環状部材7との接合力(拘束力)を担保する部分についても適切に構成することが可能になる。
As shown in FIG. 5( a ), the
図5(a)に示されるように、複数の第2の辺71y,71yは、内周面から第1の辺71xの方向に向かって軸方向の外側に広がりながら延びる傾斜辺71bと、傾斜辺71bに連続すると共に第1の辺71xまで延び、第1の辺71xとの内角が90度である垂直辺71aと、を有していてもよい。このような構成によれば、垂直辺71aを構成することによって回り止め部71の先端側において応力が集中することを抑制しながら、軸方向に広がりながら延びる傾斜辺71bを構成することによって樹脂製環状部材5と金属製環状部材7との接合力(拘束力)を担保することができる。
As shown in FIG. 5(a), the plurality of
図5(b)に示されるように、金属製環状部材7の回り止め部171は、軸方向断面において、外縁を構成する辺として、内周面に対向するように軸方向に延びる第1の辺171xと、内周面から第1の辺171xまで延びる第2の辺171aと、を有し、第1の辺171xと第2の辺171aとの内角が、90度であってもよい。このような構成によれば、第2の辺171aとして垂直な辺のみが構成されることとなるので、回り止め部171の先端側において応力が集中することをより顕著に抑制することができる。
As shown in FIG. 5(b), the
図5(d)に示されるように、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131を有し、回り止め部131は、軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上であってもよい。回り止め部171の先端側ほどではないものの、回り止め部131の先端側においてもクラックが発生しやすい。この点、軸方向断面において、回り止め部131の外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上とされることにより、回り止め部131の先端側において応力が集中し易くなることを抑制し、クラックの発生を抑制することができる。このことによって、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。
As shown in FIG. 5(d), the
1…複合構造ギヤ(複合構造回転体)、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、31,131…回り止め部(第2の回り止め部)、71,171,271…回り止め部(第1の回り止め部)、71a…垂直辺、71b…傾斜辺、71x…第1の辺、71y…第2の辺。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Composite structure gear (composite structure rotating body), 3... Metal bush, 5... Resin ring member, 7... Metal ring member, 7a... Tooth profile, 31, 131... Detent part (second detent part ), 71, 171, 271... Detent part (first detent part), 71a... Vertical side, 71b... Inclined side, 71x... First side, 71y... Second side.
Claims (5)
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の回り止め部は、前記金属製ブッシュの軸方向に沿った断面である軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上である、複合構造回転体。 A composite structure rotating body comprising a metal annular member having a tooth profile formed on an outer peripheral portion thereof, an annular metal bush, and a resin annular member connecting the metal annular member and the metal bush,
The metal annular member has a plurality of convex first detent portions formed on its inner peripheral surface at predetermined intervals in the circumferential direction,
The first anti-rotation part is a composite structure rotating body in which the inner angle of all adjacent two sides forming the outer edge is 90 degrees or more in an axial cross section that is a cross section along the axial direction of the metal bush. .
隣り合う前記第2の辺同士の内角、及び、前記第1の辺と前記第2の辺との内角が、いずれも90度以上である、請求項1記載の複合構造回転体。 In the axial cross-section, the first anti-rotation portion includes, as sides forming an outer edge, a first side extending in the axial direction so as to face the inner peripheral surface, and a first side extending from the inner peripheral surface to the first side. a plurality of second sides extending continuously toward the sides of
2. The composite structure rotating body according to claim 1, wherein an interior angle between said adjacent second sides and an interior angle between said first side and said second side are both 90 degrees or more.
前記第1の辺と前記第2の辺との内角が、90度である、請求項1記載の複合構造回転体。 In the axial cross-section, the first anti-rotation portion includes, as sides forming an outer edge, a first side extending in the axial direction so as to face the inner peripheral surface, and a first side extending from the inner peripheral surface to the first side. a second side extending to the side of
2. The composite structure rotor according to claim 1, wherein the interior angle between said first side and said second side is 90 degrees.
前記第2の回り止め部は、前記軸方向断面において、外縁を構成する全ての隣り合う二辺の内角が90度以上である、請求項1~4のいずれか一項記載の複合構造回転体。 The metal bush has a plurality of convex second anti-rotation portions formed on its outer peripheral surface at predetermined intervals in the circumferential direction,
The composite structure rotating body according to any one of claims 1 to 4, wherein the second anti-rotation portion has an inner angle of 90 degrees or more between all two adjacent sides forming an outer edge in the axial cross section. .
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