周面凹凸製品の製造装置
【課題】インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することのできる周面凹凸製品の製造装置を提供することを目的とする。
【解決手段】周面凹凸製品の製造装置は、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させる。
【解決手段】周面凹凸製品の製造装置は、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品の製作に好適な周面凹凸製品の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラスチック歯車の製造方法は、歯車の形に型取ったインジェクション金型のキャビティに、射出成形機で溶融樹脂を充填して製作している。
【特許文献１】特開平５−１０４５８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の製造方法には、つぎのような課題があった。
【０００４】
すなわち、同じモジュールの歯車でも円ピッチが異なる場合は、キャビティサイズの異なる別のインジェクション金型を用意する必要があった。
【０００５】
また、歯車の歯面は、直線的ではなくインボリュート曲線をしているため、インジェクション金型の加工に手間がかかり、金型を高価にする要因となっていた。
【０００６】
特に、はすば歯車をインジェクション金型で製作する場合、歯面は斜めに配設されるため、その部分が製品抜き出し（イジェクト）のアンダーカットとなってしまう。これを解決するには、製品抜き出しピンは、抜き出し工程中に歯面にぶつからないように回転しながら作動させなくてはならず、この機構を金型内に設置するには、金型構造がより複雑で大掛かりとなり、高価なものとなってしまう。
【０００７】
また、やまば歯車の場合は、上記のアンダーカットの向きが反転してしまうため、射出成形での製作は不可能である。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することのできる周面凹凸製品の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の請求項１に係る周面凹凸製品の製造装置は、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の請求項２に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記熱可塑性の合成樹脂は、フッ素樹脂であることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明の請求項３に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記金型は、前記凹凸が一方向に一定間隔で形成されたラックで構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の請求項４に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明の請求項５に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明の請求項６に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記金型は、直線に対して角度を付けたラックが前記直線を挟んで線対称に形成された対称ラックで構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明の請求項７に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項６記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記対称ラック金型の前記直線に沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明の請求項８に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記金型は、直線状に延びる実質的に１本の歯形が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明の請求項９に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項８記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記金型の前記歯形に沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は以上のように、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させるように構成したので、インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、この発明による周面凹凸製品の製造装置の一実施形態を示す概略的斜視図、図２は側面図であり、この周面凹凸製品の製造装置１は、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材とを用いて、円柱状部材の周面部分に金型表面の凹凸を転写・形成するものである。
【００２１】
この周面凹凸製品の製造装置１は、左右に延びる比較的長尺のベース板１０を備えている。ベース板１０の左右方向中央には、表面に凹凸を有する平板状の金型としてのラックギヤ２０が、ベース板１０の長手方向に沿って配置されている。ラックギヤ２０は、ラックギヤホルダ１１の底面からボルトで固定されたうえ、ラックギヤホルダ１１がベース板１０にボルトで固定されることで、ベース板１０の所定位置に取り付けられる。
【００２２】
ラックギヤ２０は、表面（上面）に凹凸が一方向に一定間隔で形成されたラックである。すなわち、ラックギヤ２０の長手方向と直交する方向に延びた凹部および凸部が、ラックギヤ２０の長手方向に沿って一定間隔で形成されたラックである。そして、ラックギヤ２０の左右いずれか一端部には、図３に示すように、上面にノゾキ部２１がテーパ状に加工されている。
【００２３】
ベース板１０の左右両端部には、カードリッジヒータ１５，１５が所要深さに挿入され、また、温度センサ１６が組み込まれることで、ベース板１０は、これに取り付けられたラックギヤ２０を加熱して、所定温度に維持する温度コントロールが可能になっている。
【００２４】
ラックギヤ２０の前後には、底部がラックギヤホルダ１１の下方に入り込み、ベース板１０とラックギヤホルダ１１と、ベース板１０の前後両側縁に沿って配置されたレール１２，１２とにより拘束されて案内される一対の軸保持板３０，３０が、ベース板１０の長手方向すなわちラックギヤ２０の長手方向に沿ってスライド可能に設けられている。
【００２５】
一対の軸保持板３０，３０の上部には、回転軸３１の両端を回転可能に軸支する軸受けが取り付けられ、この軸受けにより、回転軸３１がその両端を軸保持板３０，３０に回転可能に取り付けられるようになっている。
【００２６】
回転軸３１の両端間中央には、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材としてのプラスチック円柱４０が、カートリッジヒータ１５からの熱が直接伝わらないように断熱リング３２，３２で挟み込んだうえ、その両側を断熱リング押さえ部材３３，３３により固定される。
【００２７】
プラスチック円柱４０の材料すなわち熱可塑性の合成樹脂としては、適宜のものを使用することができる。例えば、熱可塑性の合成樹脂であるフッ素樹脂を用いて、円柱状部材すなわちプラスチック円柱４０を構成することができる。
【００２８】
軸保持板３０，３０の上部には一対の押し冶具３５，３５が配置される。両押し冶具３５，３５は、連結板３６の両端にボルトで固定され、連結板３６の中央には押しグリップ３７が設置されている。そして、連結板３６および両押し冶具３５，３５は、ジョイントボルト３８，３８により、軸保持板３０，３０と着脱可能になっている。
【００２９】
軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）の高さは、回転軸３１に取り付けたプラスチック円柱４０の周面が、ラックギヤ２０のノゾキ部２１の入り口（低部）では接触せず、ノゾキ部２１を進むにつれてその上面と接触したうえ、図４に示すように、ノゾキ部２１以外ではラックギヤ２０のラック（凹凸）と干渉する高さに設定される。
【００３０】
また、これに加えて、軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）の高さは、プラスチック円柱４０が転写により成形される歯車のピッチ円直径の円周の長さが、ラックギヤ２０の基準ピッチの歯数倍になるように設定される。つまり、プラスチック円柱４０がラックギヤ２０上を回転して転写により成形される歯車の、最初の歯と最後の歯とが丁度一致するように、回転軸３１の高さが設定される。
【００３１】
次に、上記のように構成した周面凹凸製品の製造装置１の作用について説明する。
【００３２】
まず、軸保持板３０，３０をベース板１０から外した状態で、軸保持板３０，３０の回転軸３１の中央に、プラスチック円柱４０を取り付け固定する。また、この軸保持板３０，３０に、ジョイントボルト３８，３８により、連結板３６および両押し冶具３５，３５を装着しておく。
【００３３】
つぎに、この組立体の軸保持板３０，３０を、ラックギヤ２０のノゾキ部２１側からベース板１０にセットし、プラスチック円柱４０の周面がラックギヤ２０と接触しない位置（ノゾキ部２１の入り口）に静止させる。
【００３４】
つぎに、ジョイントボルト３８，３８を緩めて、押しグリップ３７を引き上げ、連結板３６および両押し冶具３５，３５を、軸保持板３０，３０から離脱させておく。
【００３５】
つぎに、カートヒッジヒータ１５に通電して加熱を始め、温度センサ１６で確認しながら、ベース板１０の温度をプラスチック円柱４０のガラス転移温度より数十度高めに保持する。
【００３６】
この状態で、再びジョイントボルト３８，３８により、連結板３６および両押し冶具３５，３５を軸保持板に装着し、押しグリップ３７を持って、プラスチック円柱４０を、ノゾキ部２１から徐々にラックギヤ２０の反対端方向へ動かしていく。
【００３７】
このとき、プラスチック円柱４０の周面は、ラックギヤ２０との接触部分が受ける熱により可塑化するので、ラックギヤ２０の形状が転写され歯車の歯が成形される。
【００３８】
このプラスチック円柱４０周面の可塑化と転写のバランスを見ながら、継続的に一定速度で押しグリップ３７をスライドさせることで、プラスチック円柱４０の周面全体（全周）に歯車の歯が成形される（図５参照）。
【００３９】
得られた歯車（プラスチック円柱４０）は平歯車として活用できる。また、必要に応じて、歯車（プラスチック円柱４０）を軸線方向に沿って複数に輪切りし、複数個の平歯車を得ることもできる。
【００４０】
また、図６に示すように、プラスチック円柱（４０）の回転軸（３１）がラックギヤ（２０）のピッチに沿った方向と直交しない所定の角度を保って、プラスチック円柱（４０）をラックギヤ（２０）に沿って回転移動させることで、はすば（ヘリカル）歯車を得ることができる。
【００４１】
この場合も、必要に応じて、軸線方向に沿って複数に輪切りすることで、複数個のはすば（ヘリカル）歯車を得ることもできる。
【００４２】
また、図７に示すように、ラックギヤ（２０）を、直線に対して角度を付けたラックがその直線を挟んで線対称に形成された対称ラック（対称ラックギヤ）で構成し、プラスチック円柱（４０）の回転軸（３１）が対称ラックギヤ（２０）の前記直線に沿った方向と直交する角度を保って、プラスチック円柱（４０）を対称ラックギヤ（２０）に沿って回転移動させることで、やまば歯車を得ることができる。
【００４３】
また、図８に示すように、ラックギヤ（２０）を、直線状に延びる実質的に１本の歯形が形成されたギヤ（２０）で構成し、プラスチック円柱（４０）の回転軸（３１）がギヤ（２０）の前記歯形に沿った方向と直交しない所定の角度を保って、プラスチック円柱（４０）をギヤ（２０）に沿って回転移動させることで、ウォームギヤまたはねじ類を得ることができる。
【００４４】
ねじ類としては、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば三角に形成することで、三角ねじを得ることができる。
【００４５】
また、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば四角に形成することで、角ねじを得ることができる。
【００４６】
また、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば台形に形成することで、台形ねじを得ることができる。
【００４７】
また、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば半円形に形成することで、ボールねじを得ることができる。
【００４８】
また、この周面凹凸製品の製造装置１では、軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）の高さを変更できる構造（可変構造）とすることも可能である。このような可変構造とした場合は、同じモジュールでしかも円ピッチが異なる径違いの歯車を何種類も製作することが可能である。
【００４９】
さらに、この周面凹凸製品の製造装置１では、図９に示すような通常の平歯車だけでなく、軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）とラックギヤ２０との間隔を転位量だけずらして位置決めすることで、図１０に示すような転位歯車（平歯車）を製作することが可能である。
【００５０】
平歯車だけでなく、はすば（ヘリカル）歯車、やまば歯車の場合も、同様にして、転位歯車（はすば（ヘリカル）歯車）、転位歯車（やまば歯車）を製作することが可能である。
【００５１】
この周面凹凸製品の製造装置１によれば、（ａ）インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することができる。
【００５２】
また、（ｂ）円ピッチが異なる歯車でも、同じ金型で製作することができる。
【００５３】
また、（ｃ）インボリュート歯形でなく、直線加工のラックギヤ金型で歯車を製作することができる。
【００５４】
また、（ｄ）はすば歯車も、ラックギヤ金型を斜めに配設することで製作することができる。
【００５５】
さらに、（ｅ）射出成形では製作不可能なやまば歯車も製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明による周面凹凸製品の製造装置の一実施形態を示す概略的斜視図である。
【図２】図１の周面凹凸製品の製造装置の側面図である。
【図３】ラックギヤのノゾキ部を示す正面図である。
【図４】ラックギヤとプラスチック円柱との干渉を示す正面図である。
【図５】平歯車の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図６】はすば（ヘリカル）歯車の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図７】やまば歯車の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図８】ウォームギヤまたはねじ類の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図９】通常の平歯車とラックギヤとの噛み合いを示す説明図である。
【図１０】転位歯車（平歯車）とラックギヤとの噛み合いを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 周面凹凸製品の製造装置
１０ ベース板
１１ ラックギヤホルダ
１２ レール
１５ カードリッジヒータ
１６ 温度センサ
２０ ラックギヤ（表面に凹凸を有する平板状の金型）
２１ ノゾキ部
３０ 軸保持板
３１ 回転軸
３２ 断熱リング
３３ 断熱リング押さえ部材
３５ 押し冶具
３６ 連結板
３７ 押しグリップ
３８ ジョイントボルト
４０ プラスチック円柱（熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品の製作に好適な周面凹凸製品の製造装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のプラスチック歯車の製造方法は、歯車の形に型取ったインジェクション金型のキャビティに、射出成形機で溶融樹脂を充填して製作している。
【特許文献１】特開平５−１０４５８７号公報
【特許文献２】特開２００５−２２３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の製造方法には、つぎのような課題があった。
【０００４】
すなわち、同じモジュールの歯車でも円ピッチが異なる場合は、キャビティサイズの異なる別のインジェクション金型を用意する必要があった。
【０００５】
また、歯車の歯面は、直線的ではなくインボリュート曲線をしているため、インジェクション金型の加工に手間がかかり、金型を高価にする要因となっていた。
【０００６】
特に、はすば歯車をインジェクション金型で製作する場合、歯面は斜めに配設されるため、その部分が製品抜き出し（イジェクト）のアンダーカットとなってしまう。これを解決するには、製品抜き出しピンは、抜き出し工程中に歯面にぶつからないように回転しながら作動させなくてはならず、この機構を金型内に設置するには、金型構造がより複雑で大掛かりとなり、高価なものとなってしまう。
【０００７】
また、やまば歯車の場合は、上記のアンダーカットの向きが反転してしまうため、射出成形での製作は不可能である。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することのできる周面凹凸製品の製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の請求項１に係る周面凹凸製品の製造装置は、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させることを特徴とするものである。
【００１０】
この発明の請求項２に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記熱可塑性の合成樹脂は、フッ素樹脂であることを特徴とするものである。
【００１１】
この発明の請求項３に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記金型は、前記凹凸が一方向に一定間隔で形成されたラックで構成されていることを特徴とするものである。
【００１２】
この発明の請求項４に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明の請求項５に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【００１４】
この発明の請求項６に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記金型は、直線に対して角度を付けたラックが前記直線を挟んで線対称に形成された対称ラックで構成されていることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明の請求項７に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項６記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記対称ラック金型の前記直線に沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【００１６】
この発明の請求項８に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記金型は、直線状に延びる実質的に１本の歯形が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
この発明の請求項９に係る周面凹凸製品の製造装置は、請求項８記載の周面凹凸製品の製造装置において、前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記金型の前記歯形に沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は以上のように、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させるように構成したので、インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、この発明による周面凹凸製品の製造装置の一実施形態を示す概略的斜視図、図２は側面図であり、この周面凹凸製品の製造装置１は、表面に凹凸を有する平板状の金型と、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材とを用いて、円柱状部材の周面部分に金型表面の凹凸を転写・形成するものである。
【００２１】
この周面凹凸製品の製造装置１は、左右に延びる比較的長尺のベース板１０を備えている。ベース板１０の左右方向中央には、表面に凹凸を有する平板状の金型としてのラックギヤ２０が、ベース板１０の長手方向に沿って配置されている。ラックギヤ２０は、ラックギヤホルダ１１の底面からボルトで固定されたうえ、ラックギヤホルダ１１がベース板１０にボルトで固定されることで、ベース板１０の所定位置に取り付けられる。
【００２２】
ラックギヤ２０は、表面（上面）に凹凸が一方向に一定間隔で形成されたラックである。すなわち、ラックギヤ２０の長手方向と直交する方向に延びた凹部および凸部が、ラックギヤ２０の長手方向に沿って一定間隔で形成されたラックである。そして、ラックギヤ２０の左右いずれか一端部には、図３に示すように、上面にノゾキ部２１がテーパ状に加工されている。
【００２３】
ベース板１０の左右両端部には、カードリッジヒータ１５，１５が所要深さに挿入され、また、温度センサ１６が組み込まれることで、ベース板１０は、これに取り付けられたラックギヤ２０を加熱して、所定温度に維持する温度コントロールが可能になっている。
【００２４】
ラックギヤ２０の前後には、底部がラックギヤホルダ１１の下方に入り込み、ベース板１０とラックギヤホルダ１１と、ベース板１０の前後両側縁に沿って配置されたレール１２，１２とにより拘束されて案内される一対の軸保持板３０，３０が、ベース板１０の長手方向すなわちラックギヤ２０の長手方向に沿ってスライド可能に設けられている。
【００２５】
一対の軸保持板３０，３０の上部には、回転軸３１の両端を回転可能に軸支する軸受けが取り付けられ、この軸受けにより、回転軸３１がその両端を軸保持板３０，３０に回転可能に取り付けられるようになっている。
【００２６】
回転軸３１の両端間中央には、熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材としてのプラスチック円柱４０が、カートリッジヒータ１５からの熱が直接伝わらないように断熱リング３２，３２で挟み込んだうえ、その両側を断熱リング押さえ部材３３，３３により固定される。
【００２７】
プラスチック円柱４０の材料すなわち熱可塑性の合成樹脂としては、適宜のものを使用することができる。例えば、熱可塑性の合成樹脂であるフッ素樹脂を用いて、円柱状部材すなわちプラスチック円柱４０を構成することができる。
【００２８】
軸保持板３０，３０の上部には一対の押し冶具３５，３５が配置される。両押し冶具３５，３５は、連結板３６の両端にボルトで固定され、連結板３６の中央には押しグリップ３７が設置されている。そして、連結板３６および両押し冶具３５，３５は、ジョイントボルト３８，３８により、軸保持板３０，３０と着脱可能になっている。
【００２９】
軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）の高さは、回転軸３１に取り付けたプラスチック円柱４０の周面が、ラックギヤ２０のノゾキ部２１の入り口（低部）では接触せず、ノゾキ部２１を進むにつれてその上面と接触したうえ、図４に示すように、ノゾキ部２１以外ではラックギヤ２０のラック（凹凸）と干渉する高さに設定される。
【００３０】
また、これに加えて、軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）の高さは、プラスチック円柱４０が転写により成形される歯車のピッチ円直径の円周の長さが、ラックギヤ２０の基準ピッチの歯数倍になるように設定される。つまり、プラスチック円柱４０がラックギヤ２０上を回転して転写により成形される歯車の、最初の歯と最後の歯とが丁度一致するように、回転軸３１の高さが設定される。
【００３１】
次に、上記のように構成した周面凹凸製品の製造装置１の作用について説明する。
【００３２】
まず、軸保持板３０，３０をベース板１０から外した状態で、軸保持板３０，３０の回転軸３１の中央に、プラスチック円柱４０を取り付け固定する。また、この軸保持板３０，３０に、ジョイントボルト３８，３８により、連結板３６および両押し冶具３５，３５を装着しておく。
【００３３】
つぎに、この組立体の軸保持板３０，３０を、ラックギヤ２０のノゾキ部２１側からベース板１０にセットし、プラスチック円柱４０の周面がラックギヤ２０と接触しない位置（ノゾキ部２１の入り口）に静止させる。
【００３４】
つぎに、ジョイントボルト３８，３８を緩めて、押しグリップ３７を引き上げ、連結板３６および両押し冶具３５，３５を、軸保持板３０，３０から離脱させておく。
【００３５】
つぎに、カートヒッジヒータ１５に通電して加熱を始め、温度センサ１６で確認しながら、ベース板１０の温度をプラスチック円柱４０のガラス転移温度より数十度高めに保持する。
【００３６】
この状態で、再びジョイントボルト３８，３８により、連結板３６および両押し冶具３５，３５を軸保持板に装着し、押しグリップ３７を持って、プラスチック円柱４０を、ノゾキ部２１から徐々にラックギヤ２０の反対端方向へ動かしていく。
【００３７】
このとき、プラスチック円柱４０の周面は、ラックギヤ２０との接触部分が受ける熱により可塑化するので、ラックギヤ２０の形状が転写され歯車の歯が成形される。
【００３８】
このプラスチック円柱４０周面の可塑化と転写のバランスを見ながら、継続的に一定速度で押しグリップ３７をスライドさせることで、プラスチック円柱４０の周面全体（全周）に歯車の歯が成形される（図５参照）。
【００３９】
得られた歯車（プラスチック円柱４０）は平歯車として活用できる。また、必要に応じて、歯車（プラスチック円柱４０）を軸線方向に沿って複数に輪切りし、複数個の平歯車を得ることもできる。
【００４０】
また、図６に示すように、プラスチック円柱（４０）の回転軸（３１）がラックギヤ（２０）のピッチに沿った方向と直交しない所定の角度を保って、プラスチック円柱（４０）をラックギヤ（２０）に沿って回転移動させることで、はすば（ヘリカル）歯車を得ることができる。
【００４１】
この場合も、必要に応じて、軸線方向に沿って複数に輪切りすることで、複数個のはすば（ヘリカル）歯車を得ることもできる。
【００４２】
また、図７に示すように、ラックギヤ（２０）を、直線に対して角度を付けたラックがその直線を挟んで線対称に形成された対称ラック（対称ラックギヤ）で構成し、プラスチック円柱（４０）の回転軸（３１）が対称ラックギヤ（２０）の前記直線に沿った方向と直交する角度を保って、プラスチック円柱（４０）を対称ラックギヤ（２０）に沿って回転移動させることで、やまば歯車を得ることができる。
【００４３】
また、図８に示すように、ラックギヤ（２０）を、直線状に延びる実質的に１本の歯形が形成されたギヤ（２０）で構成し、プラスチック円柱（４０）の回転軸（３１）がギヤ（２０）の前記歯形に沿った方向と直交しない所定の角度を保って、プラスチック円柱（４０）をギヤ（２０）に沿って回転移動させることで、ウォームギヤまたはねじ類を得ることができる。
【００４４】
ねじ類としては、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば三角に形成することで、三角ねじを得ることができる。
【００４５】
また、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば四角に形成することで、角ねじを得ることができる。
【００４６】
また、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば台形に形成することで、台形ねじを得ることができる。
【００４７】
また、ギヤ（２０）の歯形の断面形状を、例えば半円形に形成することで、ボールねじを得ることができる。
【００４８】
また、この周面凹凸製品の製造装置１では、軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）の高さを変更できる構造（可変構造）とすることも可能である。このような可変構造とした場合は、同じモジュールでしかも円ピッチが異なる径違いの歯車を何種類も製作することが可能である。
【００４９】
さらに、この周面凹凸製品の製造装置１では、図９に示すような通常の平歯車だけでなく、軸保持板３０，３０の回転軸３１（の中心線）とラックギヤ２０との間隔を転位量だけずらして位置決めすることで、図１０に示すような転位歯車（平歯車）を製作することが可能である。
【００５０】
平歯車だけでなく、はすば（ヘリカル）歯車、やまば歯車の場合も、同様にして、転位歯車（はすば（ヘリカル）歯車）、転位歯車（やまば歯車）を製作することが可能である。
【００５１】
この周面凹凸製品の製造装置１によれば、（ａ）インジェクション金型や射出成形機を使用しないで、プラスチック製歯車等の周面凹凸製品を製作することができる。
【００５２】
また、（ｂ）円ピッチが異なる歯車でも、同じ金型で製作することができる。
【００５３】
また、（ｃ）インボリュート歯形でなく、直線加工のラックギヤ金型で歯車を製作することができる。
【００５４】
また、（ｄ）はすば歯車も、ラックギヤ金型を斜めに配設することで製作することができる。
【００５５】
さらに、（ｅ）射出成形では製作不可能なやまば歯車も製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】この発明による周面凹凸製品の製造装置の一実施形態を示す概略的斜視図である。
【図２】図１の周面凹凸製品の製造装置の側面図である。
【図３】ラックギヤのノゾキ部を示す正面図である。
【図４】ラックギヤとプラスチック円柱との干渉を示す正面図である。
【図５】平歯車の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図６】はすば（ヘリカル）歯車の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図７】やまば歯車の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図８】ウォームギヤまたはねじ類の製作方法を示す概略的斜視図である。
【図９】通常の平歯車とラックギヤとの噛み合いを示す説明図である。
【図１０】転位歯車（平歯車）とラックギヤとの噛み合いを示す説明図である。
【符号の説明】
【００５７】
１ 周面凹凸製品の製造装置
１０ ベース板
１１ ラックギヤホルダ
１２ レール
１５ カードリッジヒータ
１６ 温度センサ
２０ ラックギヤ（表面に凹凸を有する平板状の金型）
２１ ノゾキ部
３０ 軸保持板
３１ 回転軸
３２ 断熱リング
３３ 断熱リング押さえ部材
３５ 押し冶具
３６ 連結板
３７ 押しグリップ
３８ ジョイントボルト
４０ プラスチック円柱（熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に凹凸を有する平板状の金型と、
熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、
前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させることを特徴とする周面凹凸製品の製造装置。
【請求項２】
前記熱可塑性の合成樹脂は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項１記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項３】
前記金型は、前記凹凸が一方向に一定間隔で形成されたラックで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項５】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項６】
前記金型は、直線に対して角度を付けたラックが前記直線を挟んで線対称に形成された対称ラックで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項７】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記対称ラック金型の前記直線に沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項６記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項８】
前記金型は、直線状に延びる実質的に１本の歯形が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項９】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記金型の前記歯形に沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項８記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項１】
表面に凹凸を有する平板状の金型と、
熱可塑性の合成樹脂からなる円柱状部材を回転可能に保持し、前記円柱状部材の回転軸と前記金型表面との距離を一定に保って相対的に移動させる移動機構とを備え、
前記金型を加熱した状態で、前記移動機構により前記金型表面の凹凸に沿って前記円柱状部材を回転させることで、前記円柱状部材の周面部分に熱可塑性を利用して前記金型表面の凹凸を転写させることを特徴とする周面凹凸製品の製造装置。
【請求項２】
前記熱可塑性の合成樹脂は、フッ素樹脂であることを特徴とする請求項１記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項３】
前記金型は、前記凹凸が一方向に一定間隔で形成されたラックで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項４】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項５】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記ラック金型のピッチに沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項６】
前記金型は、直線に対して角度を付けたラックが前記直線を挟んで線対称に形成された対称ラックで構成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項７】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記対称ラック金型の前記直線に沿った方向と直交する角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項６記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項８】
前記金型は、直線状に延びる実質的に１本の歯形が形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の周面凹凸製品の製造装置。
【請求項９】
前記移動機構は、前記円柱状部材の回転軸が前記金型の前記歯形に沿った方向と直交しない所定の角度を保って、前記円柱状部材と前記金型を相対的に移動させることを特徴とする請求項８記載の周面凹凸製品の製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−１２００６３（Ｐ２００８−１２００６３Ａ）
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−７７４７２（Ｐ２００７−７７４７２）
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【特許番号】特許第４０５８４６０号（Ｐ４０５８４６０）
【特許公報発行日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００１４７３５０）株式会社精工技研 (154)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年５月２９日（２００８．５．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２３日（２００７．３．２３）
【特許番号】特許第４０５８４６０号（Ｐ４０５８４６０）
【特許公報発行日】平成２０年３月１２日（２００８．３．１２）
【出願人】（０００１４７３５０）株式会社精工技研 (154)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]