专利名称：树脂齿轮和树脂的旋转动力传动件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种树脂齿轮，该树脂齿轮构成一种用于诸如打印机、复印机、录像机和汽车部件的各种机器的动力传动装置。本发明还涉及一种树脂的旋转动力传动件，诸如树脂齿轮、树脂皮带轮或者树脂链轮。
背景技术：
现有用于机器诸如复印机和汽车部件的动力传动装置使用树脂齿轮来降低零件的成本、重量和操作噪音。通常，这样树脂齿轮的制造是通过注射模制而获得一种预定的形状。将树脂齿轮的形状设计成使其根据指定的目的具有希望的齿廓精度和希望的强度。
图16至图18示出了一种现有的树脂齿轮30。在这些图所示出的树脂齿轮30中，轮缘31通过辐板33连接到轮毂32上。在轮毂32的一端的侧面上形成了键安装部分34。将键安装部分34设计成能将一个驱动轴35的键36容纳在其中并与该键啮合，从而使该键安装部分能与驱动轴35一起旋转(参见，例如日本专利公开说明书第2001-289311号)。
在图16至图18示出的现有树脂齿轮30中，键安装部分34的底壁37和与其具有基本上相同厚度的辐板33沿宽度方向(图17所示的左右方向)基本位于相同的位置上。这样，在动力传动过程中，由键36施加的力而引起的应力(弯曲应力和/或剪切应力)作用在中心部40上，其中，该中心部40是由键安装部分34的底壁37和侧壁38来构成，所以就存在键安装部分34会被损坏的可能性。在这种情况下，如果增加辐板33的厚度，使该辐板能接收施加在该键安装部分34上的应力，就能避免键安装部分34的损坏。然而，在树脂齿轮30中，需要抑制在注射模制之后由于收缩等引起的齿廓精度的降低，以便保持所希望的齿廓精度，这样，为了保持齿廓的精度，辐板33的厚度就受到限制。因此，难以充分确保现有树脂齿轮30的键安装部分34的强度。
发明内容
因此，本发明的目的在于解决前述的问题并提供一种树脂齿轮和一种树脂的旋转动力传动件，通过改进围绕键安装部分的部分的形状，使该树脂齿轮和树脂的旋转动力传动件在动力传动过程中都能提高强度。
为了实现前述和其它的目的，本发明的一方面提供一种树脂齿轮，该树脂齿轮包含一个在其外圆周上设有齿的轮缘；一个用于把一驱动轴容纳在其内的轮毂，在该轮毂的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一辐板，该辐板沿径向延伸从而将所述轮缘连接到所述轮毂上，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该轮毂旋转的侧壁，和一个用于使该键和该轮毂沿平行于驱动轴的方向定位的底壁，以及包围在该轮毂和键安装部分周围的那部分辐板被设置成能够从键安装部分之底壁向一个接触部分移动的结构形式，其中在该接触部分上，所述的键与键安装部分的侧壁相接触。
在该树脂齿轮中，该接触部可以设置于一个包含所述辐板的所述部分的一个表面的平面和一个包含所述辐板的所述部分的另一表面的平面之间。该接触部可以基本上位于一个平面上，该平面包括所述辐板沿厚度方向的所述部分的中心，并且该平面平行于所述辐板的所述部分。
本发明的另一方面提供了一种树脂齿轮，该树脂齿轮包含一个在其外圆周上设有齿的轮缘；一个用于把一驱动轴容纳在其内的轮毂，在该轮毂的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一辐板，该辐板沿径向延伸从而将所述轮缘连接到所述轮毂上，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该轮毂旋转的侧壁，和一个接触部，在该接触部分上，该键接触该键安装部分的侧壁，所述的接触部分设置于一个包含了包围在该轮毂和键安装部分周围的那部分辐板的一个表面的平面和一个包含所述辐板的所述部分的另一个表面的平面之间。
本发明的再一方面提供了一种树脂的旋转动力传动件，该树脂的旋转动力传动件包含一外圆筒部分；一个具有一轴孔的内圆筒部分，该轴孔用于把一个驱动轴容纳在其内，并且该内圆筒部分位于该外圆筒部分之内，该内圆筒部分的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一个沿径向延伸的以将该外圆筒部分连接到该内圆筒部分上的薄板部分，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该内圆筒部分旋转的侧壁，和一个用于使该键和该内圆筒部分沿平行于驱动轴的方向定位的底壁，以及包围在该内圆筒部分和键安装部分周围的那部分薄板被设置成从键安装部分之底壁向一个接触部分偏移，其中在该接触部分上，所述的键与键安装部分的侧壁相接触。
在该旋转动力传动件中，该接触部可以设置于一个包含所述薄板部分的所述部分的一个表面的平面和一个包含所述薄板部分的所述部分的另一个表面的平面之间。该接触部可以基本上位于一个平面上，该平面包括所述薄板部分沿厚度方向的所述部分的中心，并且该平面平行于所述薄板部分的所述部分。
本发明的又一方面提供了一种树脂的旋转动力传动件，该树脂的旋转动力传动件包含一外圆筒部分；一个具有一轴孔的内圆筒部分，该轴孔用于把一个驱动轴容纳在其内，并且该内圆筒部分位于该外圆筒部分之内，该内圆筒部分的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一个沿径向延伸的以将该外圆筒部分连接到该内圆筒部分上的薄板部分，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该内圆筒部分旋转的侧壁，和一个接触部分，在该接触部分上，该键接触该键安装部分的侧壁，所述的接触部分设置于一个包含了包围在该内圆筒部分和键安装部分周围的那部分薄板的一个表面的平面和一个包含所述薄板的所述部分的另一个表面的平面之间。
本发明将结合下面的详细描述和对优选实施方式的
变得更清楚。然而，附图仅仅用于理解和解释本发明，而不是为了将其限制成一个特定的实施方式。图中图1是本发明树脂齿轮的第一个实施方式的正视图；图2是沿图1中线II-II剖开的树脂齿轮的剖视图；图3是图1中树脂齿轮的后视图；图4是本发明树脂齿轮的第二个实施方式的正视图；图5是沿图4中线V-V剖开的树脂齿轮的剖视图；图6是图4中树脂齿轮的后视图；图7是图4中树脂齿轮的一部分的放大视图，示出了键安装部分和键的啮合；图8是本发明树脂齿轮的第三个实施方式的正视图；图9是沿图8中线IX-IX剖开的树脂齿轮的剖视图；图10是图8中树脂齿轮的后视图；图11是本发明树脂齿轮的第四个实施方式的正视图；图12是沿图11中线XII-XII剖开的树脂齿轮的剖视图；
图13是图11中树脂齿轮的后视图；图14是本发明树脂齿轮的一个优选实施方式中键安装部分的第一实施例的放大视图；图15是本发明树脂齿轮的一个优选实施方式中键安装部分的第二实施例的放大视图；图16是现有树脂齿轮的正视图；图17是沿图16中线XVII-XVII剖开的树脂齿轮的剖视图；以及图18是图16中树脂齿轮的后视图；具体实施方式
现在，参照附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。
(第一个实施方式)图1至图3示出了本发明树脂齿轮(树脂的旋转动力传动件)1的第一个实施方式。图1是树脂齿轮1的正视图，图2是沿图1中线II-II剖开的树脂齿轮1的剖视图。图3是树脂齿轮1的后视图。
如这些图所示，树脂齿轮1是通过注射模制一种树脂材料，诸如聚醛树脂或氟化碳酸酯来制成的，并且包括一个基本上圆筒形的轮毂(内圆筒部分)4，该轮毂具有一个能够将驱动轴2容纳在其中并且与之啮合的轴孔3；一个基本上圆筒形的轮缘(外圆筒部分)6，该轮缘在其外圆周上设有齿5；以及辐板(薄板部分)7(7a，7b)，该辐板将沿径向向内设置的轮毂4连接到沿径向向外设置的轮缘6上。
在轮毂4一端的侧面上，设有一个键安装部分10，该键安装部分用于将一个圆条形键8容纳在其内并与该键啮合，其中该键8从驱动轴2的外圆周突伸出来。键安装部分10具有一个侧壁11、一个底壁12和一个键槽14，其中，侧壁11从轮毂4的外圆周表面突出来并作为键8的棘爪，用作定位装置的底壁12设计成与键8相接触，键槽14在轮毂4一端的侧面上具有从端面13到底壁12延伸的一凹槽深度。当驱动轴2安装到树脂齿轮1的轴孔3中时，通过使树脂齿轮1沿驱动轴2滑动，键安装部分10的键槽14能够将驱动轴2的键8容纳在其中。侧壁11沿径向在外圆周的侧面上基本为圆形，这样，当通过注射模制形成树脂齿轮时，不会阻碍树脂的流动性。键8并不仅限于圆条形的销。例如，键8可以是方条形的销。只要键8可与键安装部分10的键槽14啮合并且将动力能传送出去，则键8的形状可为任何形状。
在图2中，辐板7围绕轮毂4和键安装部分10的那部分(将在下面称为内辐板7a)沿厚度方向的中心线基本上与接触点P相一致，在图2中，键安装部分10的侧壁11在该接触点P处接触键8。结果，内辐板7a被设置成从键安装部分10之底壁12向轮毂4的一端(图2中的左侧)偏移。如果轮毂7太厚，在注射模制后冷却过程中收缩量将增加，从而使树脂齿轮1的精度降低。因此，根据树脂齿轮1的外径等确定出辐板7的一预定厚度。
在内辐板7a的外圆周上，设有一个与轮毂4基本上同中心的环形肋15。在环形肋15的外圆周表面上设有沿径向延伸的外辐板7b，该外辐板7b将环形肋15连接到轮缘6上。外辐板7b基本上位于轮缘6沿宽度方向的中心位置上，而且该外辐板7b的厚度基本上等于内辐板7a的厚度。尽管在该优选实施方式中，外辐板7b基本上设置于轮缘6沿宽度方向的中心位置上，但是本发明不仅限于此。例如，可将外辐板7b设计成从内辐板7a沿径向向外延伸，或者该外辐板7b可位于轮缘6沿宽度方向的一个端部上。
按照具有这样结构的本发明优选实施方式，由于能将驱动轴2的键8和键安装部分10的侧壁11的接触部分支承在内辐板7a上，所以就能够减小作用在角部16上的应力(弯曲应力和/剪切应力)，其中该角部16是由键安装部分10的侧壁11和底壁12形成的，因而能够提高键安装部分10的强度。结果，根据本实施方式构成的树脂齿轮1，能够避免键安装部分10损坏，而且还能够可靠地传送旋转动力。
(第二个实施方式)图4至图7示出了本发明树脂齿轮101的第二个实施方式。图4是树脂齿轮101的正视图。图5是沿图4中线V-V剖开的树脂齿轮101的剖视图。图6是树脂齿轮101的后视图。图7是树脂齿轮101的一部分的放大视图，示出了键安装部分10和键8的啮合。在本实施方式中，与上述第一实施方式中相同的附图标记代表与第一实施方式相同或者相似的部分，并且省略对其重复性说明。
如这些图所示，在轮毂4的外圆周表面的侧面上，设有一对与该轮毂4基本上同中心的环形加强肋17。将这对环形加强肋17的每个端部连接到与键安装部分10的侧壁11的诸部分(该诸部分与接触点P对应)的一相应部分上，该部分接触键8的端部。这对环形加强肋17相对于中心线C1对称。这对环形加强肋17中的每一个位于内辐板7a的两侧上。
如果通过驱动轴2的键8驱动具有这样结构的树脂齿轮101，由于在键8和键槽14之间存在间隙，则导致该键8在该键槽14中略微倾斜，从而使键8的端面接触到键安装部分10的侧壁11，并在键8的端面和键安装部分10的侧壁11之间的接触点P上施加了较大的驱动力(参见图7)。因此，如果键8的端面接触键安装部分10的侧壁11的点(接触点P)受到环形加强肋17的支承，则就能提高键安装部分10的强度。
因此，按照本实施方式的树脂齿轮101，由于上述在第一实施方式中的有益效果和上述环形加强肋17的加强效果的共同效应，能够进一步提高键安装部分10的强度。
(第三个实施方式)图8至图10示出本发明树脂齿轮201的第三个实施方式。图8是树脂齿轮201的正视图，图9是沿图8中线IX-IX剖开的树脂齿轮201的剖视图。图10是树脂齿轮201的后视图。在本实施方式中，与上述第一和第二实施方式中相同的附图标记代表与第一和第二实施方式相同或者相似的部分，并且省略对其重复性说明。
如这些图所示，在本实施方式的树脂齿轮201中，通过多个外侧径向肋18把一对环形加强肋17连接到环形肋15上，而且通过多个内侧径向肋20把这对环形加强肋17连接到轮毂4上。将外侧径向肋18和内侧径向肋20设置成相对于轮毂4的中心沿基本上径向的方向而延伸。考虑到注射模制后冷却过程中收缩量的因素，内侧径向肋20的数量要少于外侧径向肋18的数量。每个外侧径向肋18都设置在内辐板7a的两侧上。每个内侧径向肋20仅设置在内辐板7a的前侧(图9的左侧)上。
因此，根据具有这种结构的本实施方式，内辐板7a和环形加强肋17通过外侧径向肋18和内侧径向肋20而获得了有效的增强，因此，由于本实施方式中和上述第一和第二实施方式中的有益效果的共同效应，能够进一步提高键安装部分10的强度。
(第四个实施方式)图11至图13示出本发明树脂齿轮301的第四个实施方式。图11是树脂齿轮301的正视图，而图12是沿图11中线XII-XII剖开的树脂齿轮301的剖视图。图13是树脂齿轮301的后视图。在本实施方式中，与上述第一至第三实施方式中相同的附图标记代表与第一至第三实施方式相同或者相似的部分，并且省略对其重复性说明。
如这些图所示，在本实施方式的树脂齿轮301中，在环形肋15和轮缘6之间的外辐板7b的两侧上，设有多个沿径向延伸的径向肋21，该径向肋21把环形肋15连接到轮缘6上。此外，在环形肋15和轮缘6之间的外辐板7b的两侧上，还设有与环形肋15同中心的一外侧环形肋22。而且，外侧环形肋22的端面23设置于树脂齿轮301的两个侧面之内(朝向外辐板7b)。
因此，根据具有这种结构的本实施方式，能够提高树脂齿轮301的键安装部分10的强度以及整个树脂齿轮301的强度，而且还能够提高旋转传动的精度。
(其它实施方式)尽管，图中内辐板7a沿厚度方向的中心线与上述第一至第三实施方式的图中所示键安装部分10和键8的接触点P基本上重合，但是本发明并不限于此。如图14所示，内辐板7a可以从键安装部分10的底壁12向轮毂4的一端(图中的左侧)偏移，从而支承键安装部分10的侧壁11和键8的接触点P附近的那部分。这样，内辐板7a与由键安装部分10的侧壁11和底壁12构成的转角部16重叠，这样就能够加固由侧壁11和底壁12构成且易于损坏的转角部16。
可替换的是，如图15所示，可将内辐板7a设计成用以支承键安装部分10的侧壁11和键8相接触的接触点P。在图15所示的该实施方式中，图中内辐板7a沿厚度方向的中心线从图中键安装部分10的侧壁11和键8相接触的接触点P发生略微偏移，但是侧壁11和键8的接触点P位于由内辐板7a的两个侧面沿厚度方向限定的范围之内。而且，本实施方式与第一个实施方式相类似，能够减小作用在由侧壁11和底壁1 2构成的转角部分的应力(弯曲应力和/或剪切应力)，而且能够通过内辐板7a加固键安装部分10。除第一个实施方式和图14和15所示的实施方式之外，只要内辐板7a能支承键安装部分10的侧壁11和键8的接触点P附近的那部分，则键安装部分10就能获得增强。
按照本发明，键安装部分10的结构并不限于上述实施方式。如果设有其它的使键8和轮毂4沿平行于驱动轴的方向定位的结构，则底壁12不必总是抵靠键8。可替换的是，按照本发明，键安装部分10的底壁12可以被省略，这样，键槽14可从前侧向后侧穿过树脂齿轮1。在这种情况下，内辐板7a最好能支承侧壁11和键8的接触点P或者支承接近接触点P的那部分。因此，在旋转动力传动的过程中，内辐板7a还能吸收作用在侧壁11上的外力，从而可避免因外力而损坏该侧壁11。
本发明能广泛应用在一种树脂的旋转动力传动件上，例如除了本发明第一至第三实施方式中的树脂齿轮1(101，201)外，还可是树脂皮带轮、链轮或者辊子。换言之，本发明能广泛应用在一种树脂的旋转动力传动件上，该树脂的旋转动力传动件包括一个皮带或者链条绕过其上的外圆筒部分，一个具有轴孔的内圆筒部分，一个沿径向将该外圆筒部分连接到内圆筒部分上的薄板。本发明还可应用在一种用于输送物体的树脂辊子上，其中，接触待输送物体的外圆筒部分通过薄板部分连接到具有轴孔的内圆筒部分上。
按照本发明，将辐板设计成用于支承接触点或者接近接触点的一部分，其中，在旋转动力的传送过程中外力作用在该接触点上，而且键在该接触点接触键安装部分。因此，能够提高键安装部分的强度，而且也能避免键安装部分损坏，从而能可靠地传送旋转动力。
尽管为了便于更好地理解本发明，只针对具体实施方式
进行了如上描述，但是很明显在不偏离本发明实质范围内，本发明还可进行许多改变。因此可以理解的是，在不偏离后附的权利要求所限定的本发明范围内，本发明显然包括各种可能的实施方式和改变。
权利要求
1.一种树脂齿轮，该树脂齿轮包含一轮缘，在其外圆周上设有齿；一轮毂，该轮毂用于把一驱动轴容纳在其内，在该轮毂的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一辐板，该辐板沿径向延伸从而将所述轮缘连接到所述轮毂，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该轮毂旋转的侧壁，和一个用于使该键和该轮毂沿平行于驱动轴的方向定位的底壁，以及包围在该轮毂和键安装部分周围的那部分辐板被设置成从键安装部分之底壁向一个接触部分偏移，其中在该接触部分上，所述的键与键安装部分相接触。
2.根据权利要求1所述的树脂齿轮，其特征在于，所述的接触部分设置于一个包含所述辐板的所述部分的一个表面的平面和一个包含所述辐板的所述部分的另一表面的平面之间。
3.根据权利要求1所述的树脂齿轮，其特征在于，所述的接触部分基本上位于一个平面上，该平面包括所述辐板沿厚度方向的所述部分的中心，并且该平面平行于所述辐板的所述部分。
4.一种树脂齿轮，该树脂齿轮包含一轮缘，在其外圆周上设有齿；一轮毂，该轮毂用于把一驱动轴容纳在其内，在该轮毂的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一辐板，该辐板沿径向延伸从而将所述轮缘连接到所述轮毂，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该轮毂旋转的侧壁，和一个接触部分，在该接触部分上，该键接触该键安装部分的侧壁，所述的接触部分设置于一个包含了包围在该轮毂和键安装部分周围的那部分辐板的一个表面的平面和一个包含所述辐板的所述部分的另一个表面的平面之间。
5.一种树脂的旋转动力传动件，该树脂的旋转动力传动件包含一外圆筒部分；一个具有一轴孔的内圆筒部分，该轴孔用于把一个驱动轴容纳在其内，并且该内圆筒部分设置于该外圆筒部分之内，该内圆筒部分的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一个沿径向延伸将该外圆筒部分连接到该内圆筒部分上的薄板部分，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该内圆筒部分旋转的侧壁，和一个用于使该键和该内圆筒部分沿平行于驱动轴的方向定位的底壁，以及包围在该内圆筒部分和键安装部分周围的那部分薄板被设置成从键安装部分之底壁向一个接触部分偏移，其中在该接触部分上，所述的键与键安装部分的侧壁相接触。
6.根据权利要求5所述的旋转动力传动件，其特征在于，所述的接触部设置于一个包含所述薄板部分的所述部分的一个表面的平面和一个包含所述薄板部分的所述部分的另一表面的平面之间。
7.根据权利要求5所述的旋转动力传动件，其特征在于，所述的接触部基本上位于一个平面上，该平面包括所述薄板部分沿厚度方向的所述部分的中心，并且该平面平行于所述薄板部分的所述部分。
8.一种树脂的旋转动力传动件，该树脂的旋转动力传动件包含一外圆筒部分；一个具有一轴孔的内圆筒部分，该轴孔用于把一个驱动轴容纳在其内，并且该内圆筒部分位于该外圆筒部分之内，该内圆筒部分的一端部设有一用于啮合该驱动轴的键的键安装部分；以及一个沿径向将该外圆筒部分连接到该内圆筒部分上的薄板部分，其中，所述键安装部分具有一用于防止该键相对该内圆筒部分旋转的侧壁，和一个接触部分，在该接触部分上，该键接触该键安装部分的侧壁，所述的接触部分设置于一个包含了包围在该内圆筒部分和键安装部分周围的那部分薄板的一个表面的平面和一个包含所述薄板的所述部分的另一个表面的平面之间。
全文摘要
本发明公开了一种能够提高键安装部分的强度的树脂齿轮1，其中键安装部分可与一驱动轴的键啮合，从而能防止该键安装部分在旋转过程中由施加的外力引起的损坏。在树脂齿轮1中，外轮缘6通过沿径向的辐板7连接到内轮毂4上。在轮毂4一端的侧面上，设有一个用于啮合驱动轴2的键的键安装部分10。该键安装部分10具有一用于防止该键8相对该轮毂4旋转的侧壁11，和一个用于使该键8和该轮毂4沿平行于驱动轴2的方向定位的底壁12。将内辐板7a，即辐板7围绕该轮毂4和键安装部分10的那部分，设置成使键8与键安装部分10的侧壁11相接触的接触点P基本上位于一个平面上，该平面包括所述内辐板7a沿厚度方向的中心，并且该平面平行于所述内辐板7a。
文档编号F16H55/17GK1542311SQ200410032698
公开日2004年11月3日 申请日期2004年4月2日 优先权日2003年4月4日
发明者高山胜 申请人:株式会社恩普乐