通过注射模制制造树脂模制的齿轮的方法技术

本发明专利技术提供一种制造树脂模制的齿轮的方法，所述树脂模制的齿轮通过注射模制一体地形成并且包括：沿着轮缘的外周表面形成的齿部分；沿着轮缘的内周表面延伸的腹板；和浇口部分，其布置在轮毂处，所述轮毂连结到腹板的至少一部分并且形成在位于中心轴线处的芯部分上，所述方法使用具有Tm℃的熔融温度的合成树脂，所述方法包括：将在Tm℃的熔融温度下熔融的合成树脂注射和充填到用于形成树脂模制的齿轮的模具的腔体中；以及，当浇口部分固化时，将腹板的厚度中心温度T1设定到（Tm-20）℃以上至（Tm+20）℃以下并且将齿部分的表面温度T2设定到（T1-50）℃以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。具体地，本专利技术涉及一种技术，在所述技术中通过在注射模制处理中提供用于高精度树脂模制的齿轮的预定区域的树脂温度的温度范围来制造所述高精度树脂模制的齿轮，从而抑制布置在模制产品的外周部分处的齿部分的变形、尺寸波动和收缩增大，所述高精度树脂模制的齿轮包括腹板和轮缘并且包括所述齿部分。
技术介绍
树脂模制的齿轮作为动力传动部件安装到广泛种类的机械产品上，所述机械产品包括可消耗诸如墨盒的供给品的自动化办公设备(0A)，例如复印机和打印机；和较小精 度的设备，例如，数字照相机和摄像机。传统地，广泛地使用正齿轮作为用作动力传动部件的树脂模制的齿轮。在高度要求改进噪声降低性能和啮合系数的情况下，使用螺旋齿轮。近年来，随着机械产品的功能性和品质的改进，也已经需要较高精度的齿轮，并且因此，在许多情况下用于圆度、同轴度等的标准以及用于齿向等级(JIS B 1702)和啮合误差(JGMA 116-02)的标准被设定到较窄的标准范围。作为用于模制如上所述的这种齿轮的树脂，采用聚甲醛、聚乙烯、尼龙、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯作为其示例。然而，上述树脂中的任一种树脂当该树脂从熔融的状态变化到固化的状态时经受体积收缩，并且此外，依据诸如保压设定、模具温度设定和树脂温度设定的条件出现模制产品的变形和沉陷，这样引起不能满足齿轮精度的问题。例如，在使用聚甲醛作为用于模制的树脂的情况下，其收缩百分比是较高的，这是因为该树脂是结晶树脂，并且树脂温度由于在结晶时所产生的潜热而不容易降低，这样引起模制产品易于变形的问题。为了解决该问题，作为传统技术，公开了一种涉及用于增强模具的冷却性能的冷却方法的技术和一种在冷却处理中加压模制产品的表面以抑制其变形和收缩的技术。另外，公开了一种将齿轮的局部区域设定到预定的形状或者预定的厚度以抑制收缩的技术。例如，在日本专利申请特开No. 2007-130902中，在可动模具侧的模块中设置有与齿轮的齿部分同心的凹陷部，并且在固定模具侧的模块中设置有突出部，突出部的形状与可动模具侧的凹陷部的形状一致从而当模具关闭时所述突出部与所述凹陷部匹配。日本专利申请特开No. 2007-130902公开了这样一种技术，在所述技术中，在突出部内部布置有与齿部分同心的冷却介质通道，由此增强用于齿轮的齿部分的冷却性能。另外，日本专利申请特开No. 2002-235835公开了这样一种技术，在所述技术中，除了保压步骤以外，在注射模制处理中还设置有使用安装到模具的加压机构对齿轮状部分的一部分加压的步骤，由此提供具有改进的形状和尺寸精度的高精度树脂模制的齿轮。另外，日本专利申请特开No.Hll-13861公开了这样一种技术，在所述技术中，在包括腹板和轮缘且包括布置在模制产品的外周部分处的齿部分的树脂模制的齿轮中，轮缘的厚度和腹板的厚度中的每个都相对于节距圆齿厚设定在给定范围内的比率处，由此获得高精度的齿轮。当齿轮被模制时，不可避免地出现收缩，并且已经已知的是收缩依据收缩量和收缩倾向影响齿轮精度。另外，还已经已知的是变形和尺寸波动以及收缩影响齿轮精度。提供了若干种用于抑制注射模制中的收缩的措施。尤其，改变以下五个因素是最有效(1)模制产品的厚度，(2)浇口尺寸，(3)注射压力，(4)螺杆前进时间段，和(5)模具温度。然而，依据模制产品的预期用途，项目(I)和(2 )的内容会难以改变。因此，通常用于减小收缩的措施主要包括改变项目(3)至(5)的模制条件。 以下，具体地说明在收缩百分率和注射压力、螺杆前进时间段和模具温度之间的关系。注射压力随着注射压力变得越高，收缩百分率变得越低。然而，即使当施加较高的注射压力时，待传递到腔体中的压力也依据局部压力损失的程度而变化。因此，压力损失在位于最长树脂流动距离处的最终充填段附近变得最显著。因此，在该区域中，收缩量增大，并且还易于出现尺寸波动等。螺杆前进时间段螺杆前进时间段指的是腔体内部的树脂被注射压力持续地压缩的时间段，即，从螺杆或者柱塞开始前进到螺杆或者柱塞开始后退为止的时间段。当螺杆前进时间段达到浇口固化时间点时，收缩百分率变得最低，但是当螺杆前进时间段比浇口固化时间点短时，收缩百分率增大。模具温度随着模具温度变得越低，收缩百分率变得越低。然而，随着模具温度变得越低，压力损失在树脂流动的处理中变得越显著，结果待传递到腔体中的压力出现波动。另外，随同可流动性的劣化，表面性质会劣化。即，发现收缩现象显著地取决于腔体内部的压力状态和模具温度状态。另外，这两种状态显著地影响变形和尺寸波动以及收缩。接下来，通过采用图2的齿轮作为示例详细地说明腔体内部的压力状态和模具温度状态的影响。该齿轮包括形成为圆筒形形状的轮缘11 ;沿着轮缘的外周表面在从圆筒形轮缘的中心轴线15向外的方向形成的齿12 ;腹板13，其连结到轮缘的内周表面并且沿着朝向中心轴线的方向延伸以具有平坦的盘形状；轮毂14，其连结到腹板并且形成在位于中心轴线处的芯部分上；和浇口 16。随着施加在腔体内部的压力变得越高，收缩百分率变得越低，并且尺寸波动也变得越小。因而，较高的注射压力是更加有效的。然而，在树脂被充填到腔体中之后，当气缸在加压步骤中前进以推进树脂在轮毂或者腹板部分处的固化时，加压状态在位于压力传递路径中的最远距离处的轮缘和齿部分处衰减。结果，在浇口固化以前不能维持充分的加压性能，这引起在轮缘和齿部分中出现尺寸波动和变形的问题。模具温度升高作为为了抑制加压状态的衰减的措施。也就是说，使用这样一种方法，所述方法为由于高模具温度而在轮毂和腹板部分处延迟过渡到固化状态，由此维持加压状态直到浇口固化为止。然而，如上所述，当模具温度较高时，模制产品的收缩百分率增大，这引起齿轮精度减小的问题。日本专利申请特开No. 2007-130902公开了通过具有介质通道的可配合模块增强齿部分的冷却性能的技术，但是没有考虑到齿轮的加压状态，并且因此难以解决诸如尺寸波动和变形的问题。此外，这种构造潜在地引起模具的耐用性问题和模具的制造问题。另外，日本专利申请特开No. 2002-235835公开了使用加压机构提高齿轮精度的技术，但是模具结构变得复杂，使得模具制造变得困难，并且另外，该技术具有在模制处理中的步骤的数量增加的问题。另外，日本专利申请特开No.Hll-13861公开了通过改变齿轮形状抑制沉陷和变 形的技术。然而，该技术具有由于诸如齿轮厚度的齿轮形状改变而使齿轮自身的强度和耐用性显著改变的问题。
技术实现思路
已经鉴于上述问题提出了本专利技术，并且因此，本专利技术的目的是提供一种，所述方法能够在齿轮精度没有由于收缩而劣化的情况下维持齿部分的加压状态。根据本专利技术的示例性实施例，提供一种，所述树脂模制的齿轮通过注射模制由合成树脂一体地形成，所述树脂模制的齿轮包括形成为圆筒形形状的轮缘；沿着所述轮缘的外周表面在从所述圆筒形形状的中心轴线向外的方向上形成的齿部分；腹板，所述腹板连结到所述轮缘的内周表面并且在朝向所述中心轴线的方向上延伸以具有平坦的盘形状；和浇口部分，所述浇口部分布置在轮毂处，所述轮毂连结到所述腹板的至少一部分并且形成在位于所述中心轴线处的芯部分上，所述合成树脂包括具有Tm°C的熔融温度的合成树脂，所述方法包括将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过注射模制制造树脂模制的齿轮的方法，所述树脂模制的齿轮通过注射模制由树脂一体地形成，所述树脂模制的齿轮包括：形成为圆筒形形状的轮缘；沿着所述轮缘的外周表面在从所述圆筒形形状的中心轴线向外的方向上形成的齿部分；腹板，所述腹板连结到所述轮缘的内周表面并且在朝向所述中心轴线的方向上延伸以具有平坦的盘形状；和浇口部分，所述浇口部分布置在轮毂处，所述轮毂连结到所述腹板的至少一部分并且形成在位于所述中心轴线处的芯部分上，所述树脂具有Tm℃的熔融温度，所述方法包括：将熔融的树脂注射到用于形成所述树脂模制的齿轮的模具的腔体中；以及当所述浇口部分固化时冷却所述模具，以使所述腹板的厚度中心温度T1成为（Tm？20）℃以上至（Tm+20）℃以下并且使所述齿部分的表面温度T2成为（T1？50）℃以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：饭岛学，铃木导，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：