纤维强化树脂齿轮的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及含有玻璃棉的纤维强化树脂齿轮。
【背景技术】
[0002] 目前，开发了具有一定纤维直径的玻璃纤维的纤维强化树脂齿轮。该纤维强化树 脂齿轮由于比仅由树脂材料制作的齿轮强度高且比金属制的齿轮轻量，所W被广泛用作实 现提高燃耗率的汽车或实现轻量化的各种机械的动力传动零件（参照专利文献1)。
[0003] 现有技术文献
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1 :(日本）特开2008 - 8404号公报
[0006] 发明所要解决的课题
[0007] 但是，近年来，在使用纤维强化树脂齿轮的汽车业界，寻求对于纤维强化树脂齿轮 的在高溫使用下（i3(rc环境下）的耐磨损性的提高。
【发明内容】
[0008] 于是，本发明的目的在于，提供使在高溫使用下的耐磨损性提高的纤维强化树脂 齿轮。
[0009] 本发明设及通过向模型的模腔注射含有玻璃棉的树脂材料而成形的纤维强化树 脂齿轮。本发明中，所述玻璃棉使用纤维直径在0. 1~15ym的范围扩展分散，且纤维直径 的频度最高值在2~5ym之间出现而分布，平均纤维直径为3~5ym的结构。
[0010] 根据本发明的纤维强化树脂齿轮，与现有的纤维强化树脂齿轮相比，高溫下的耐 磨损性提高。
【附图说明】
[0011] 图1是表示本发明实施方式的纤维强化树脂齿轮的图，图1 (a)是纤维强化树脂齿 轮的正面图，图1化）是沿着图1 (a)的A-A线切断表示的纤维强化树脂齿轮的剖面图；
[0012] 图2是表示用于第一试制品的玻璃棉的纤维直径的分布状态的图（柱状图）；
[0013] 图3是表示用于第二试制品的玻璃棉的纤维直径的分布状态的图（柱状图）；
[0014] 图4是表示用于第S试制品的玻璃棉的纤维直径的分布状态的图（柱状图）；
[0015] 图5(a)是表示第一试制品的齿的磨损状态的图，图5(b)是表示第一现有品的齿 的磨损状态的图；
[0016] 图6(a)是表示第二试制品的齿的磨损状态的图，图6(b)是表示第二现有品的齿 的磨损状态的图；
[0017] 图7(a)是表不第二试制品的齿的磨损状态的图，图7 (b)是表不第二现有品的齿 的磨损状态的图。 阳〇1引符号说明
[0019] 1纤维强化树脂齿轮
【具体实施方式】
[0020] W下，基于附图详述本发明的实施方式。
[0021] (本实施方式的纤维强化树脂齿轮的说明）
[0022] 图1是表示本实施方式的纤维强化树脂齿轮1的图。该纤维强化树脂齿轮1通过 向模型的模腔内注射含有玻璃棉的树脂材料（例如聚酷胺（PA)、聚缩醒（P0M)、聚苯硫酸 (PPS)、聚邻苯二甲酯胺（PPA)、聚酸酷亚胺、聚酸讽、聚酬、聚酸酸酬、聚讽、聚苯酸、聚酷亚 胺、聚酷胺酷亚胺、苯氧基等热塑性树脂，优选为PA、P0M、PPS、PPA等）而成形，在圆板状的 网状物2的外周侧形成有轮缘3,并且在轮缘3的外周侧形成有多个齿4(图1中仅图示一 个），且在网状物2的中屯、部形成有具备轴孔5的轴嵌合部6。
[0023] 玻璃棉为通过离屯、法及/或火焰法等将C玻璃或E玻璃玻璃纤维化的结构，并使 用纤维直径在0. 1~15ym、优选在0. 5~11ym的范围扩展分散且纤维直径的频度最高值 在2~5ym之间出现而分布，平均纤维直径为3~5ym、优选为4~5ym的结构。该玻璃 棉通常被称作短纤维，与加工长纤维所得的切短玻璃丝束及研磨纤维等不同。
[0024](试制品和现有品的对比）
[0025] 接着，将本实施方式的纤维强化树脂齿轮1的试制品的耐久试验及磨损试验的结 果与现有品的耐久试验及磨损试验的结果进行对比说明。 阳0%] A.试制品
[0027](第一试制品）
[0028] 第一试制品为向模型的模腔内注射含有33重量％的玻璃棉（通过离屯、法将C玻 璃玻璃纤维化所得的玻璃棉）的聚酷胺（PA66)而成形的直齿轮，形成为与图1所示的纤维 强化树脂齿轮相同的形状。而且，该第一试制品为模数1、压力角20°、齿数30个的标准渐 开线直齿轮。
[0029] 图2是表示用于第一试制品的玻璃棉的纤维直径的分布状态的图（柱状图）。该 图2中，横轴表示玻璃棉的纤维直径（ym)的级别，纵轴表示属于各级别的玻璃棉量占玻璃 棉的整体量（属于1~11的各级别的玻璃棉的重量的总和）的比例（％ )。此外，W下的 表1表示图2的级别和纤维直径（d)的关系的图。
[0030][表U
[0031]
阳03引如图2所示，用于试制品的玻璃棉是纤维直径在0. 5~11ym的范围扩展分散的 玻璃棉，其纤维直径的频度最高值在3~4ym之间出现，平均纤维直径为4. 7ym(实测 值）。 阳03引（第二试制品）
[0034]第二试制品为通过向模型的模腔内注射含有43重量％的玻璃棉（通过离屯、法将C玻璃玻璃纤维化所得的玻璃棉）的聚酷胺（PA66)而成形的直齿轮，形成为与图1所示的 纤维强化树脂齿轮相同的形状。而且，该第二试制品与第一试制品相同，为模数1、压力角 20°、齿数30个的标准渐开线直齿轮。
[0035] 图3是表示用于第二试制品的玻璃棉的纤维直径的分布状态的图（柱状图）。该 图3中，横轴表示玻璃棉的纤维直径（ym)的级别，纵轴表示属于各级别的玻璃棉量占玻璃 棉的整体量（属于1~11的各级别的玻璃棉的重量的总和）的比例（％ )。
[0036] 如图3所示，用于试制品的玻璃棉是纤维直径在1ymW下~9ym的范围扩展分 散的玻璃棉，其纤维直径的频度最高值在4~5ym之间出现，平均纤维直径为4. 8ym(实 测值）。
[0037](第二试制品）
[0038]第=试制品为通过向模型的模腔内注射含有33重量％的玻璃棉（通过离屯、法将C玻璃玻璃纤维化所得的玻璃棉）的聚酷胺（PA66)而成形的直齿轮，形成为与图1所示的 纤维强化树脂齿轮相同的形状。而且，该第=试制品与第一试制品相同，为模数1、压力角 20°、齿数30个的标准渐开线直齿轮。
[0039] 图4是表示用于第S试制品的玻璃棉的纤维直径的分布状态的图（柱状图）。该 图4中，横轴表示玻璃棉的纤维直径（ym)的级别，纵轴表示属于各级别的玻璃棉量占玻璃 棉的整体量（属于1~11的各级别的玻璃棉的重量的总和）的比例（％ )。
[0040] 如图4所示，用于第S试制品的玻璃棉是W纤维直径为1ymW下~11ym的范 围扩展分散的玻璃棉，其纤维直径的频度最高值在2~3ym之间出现，平均纤维直径为 4. 3ym(实测值）。 阳〇W B.现有品
[0042](第一现有品）
[0043]第一现有品为通过向模型的模腔内注射含有33重量％的玻璃长纤维的聚酷胺 (PA66)而成形的直齿轮，形成为与图1所示的纤维强化树脂齿轮1相同的形状。而且，该 第一现有品与上述第一试制品相同，为模数1、压力角20°、齿数30个的标准渐开线直齿 轮。此外，该第一现有品中，含有33重量％的玻璃长纤维的聚酷胺（PA66)与旭化成株式 会社的レ才ナ（注册商标）1300G相对应。用于该第一现有品的玻璃长纤维的纤维直径为 13 4111(实测值）。
[0044](第二现有品）
[0045] 第二现有品为通过向模型的模腔内注射含有43重量％的玻璃长纤维的聚酷胺 (PA66)而成形的直齿轮，形成为与图1所示的纤维强化树脂齿轮1相同的形状。而且，该 第二现有品与上述第二试制品相同，为模数1、压力角20°、齿数30个的标准渐开线直齿 轮。此外，该第二现有品中，含有43重量％的玻璃长纤维的聚酷胺（PA66)与旭化成株式 会社的レ才ナ（注册商标）13G43相对应。用于该第二现有品的玻璃长纤维的纤维直径为 13 4111(实测值）。
[0046](第S现有品）
[0047] 第=现有品为通过向模型的模腔内注射含有33重量％的玻璃长纤维的聚酷胺 (PA66)而成形的直齿轮，形成为与图1所示的纤维强化树脂齿轮1相同的形状。而且，该第 =现有品与上述第=试制品相同，为模数1、压力角20°、齿数30个的标准渐开线直齿轮。 此外，该第S现有品中，含有33重量％的玻璃长纤维的聚酷胺（PA66)与尹术シ株式会社 的子^テ；レ（注册商标）70G3化相对应。用于该第S现有品的玻璃长纤维的纤维直径为 1〇^111(实测值）。 W4引 C.耐久试验 W例（第一耐久试验）
[0050] 该第一耐久试验在使一对第一试制品彼此、一对第一现有品彼此晒合的状态下进 行，在130°C的高溫环境下，250rpm的转速且负荷1. 5Nm的试验扭矩，在齿面涂布了润滑脂 (东k?父9 3-二シ少株式会社：EM - 50L)的状态下进行，直至齿破损（破坏）。表2表 示该第一耐久试验的结果。 阳〇5U [表引
[0052]
[0053] 根据该第一耐久试验的结果，第一试制品与第一现有品相比，高溫（13(rC)环境 下的耐久性也提高。该第一耐久试验的结果被认为起因于：第一试制品的玻璃棉的纤维直 径扩展分散为0. 5~11ym，并且，第一试制品的玻璃棉W比平均纤维直径4. 7ym小的纤维 直径范围（0. 5~4. 7ym)大量分散存在，且由于第一试制品的玻璃棉的纤维直径（0. 5~ 11ym)比第一现有品的玻璃长纤维的纤维直径（13ym)细，所W如果第一试制品和第一现 有品的纤维含量为相同，则第一试制品的玻璃棉和基体树脂（PA66)的接触面积比第一现 有品的玻璃长纤维和基体树脂（PA66)的接触面积大，第一试制品的纤维（玻璃棉）的加强