特許 7495022 歯車及びロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-27

(45)【発行日】2024-06-04

(54)【発明の名称】歯車及びロボット

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/17 20060101AFI20240528BHJP

   F16H 55/06 20060101ALI20240528BHJP

   C08L 81/02 20060101ALI20240528BHJP

【ＦＩ】

F16H55/17 Z

F16H55/06

C08L81/02

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024504905

(86)(22)【出願日】2023-03-13

(86)【国際出願番号】 JP2023009697

(87)【国際公開番号】W WO2024004284

(87)【国際公開日】2024-01-04

【審査請求日】2024-01-25

(31)【優先権主張番号】P 2022105065

(32)【優先日】2022-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002886

【氏名又は名称】ＤＩＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100177426

【弁理士】

【氏名又は名称】粟野 晴夫

(74)【代理人】

【識別番号】100141601

【弁理士】

【氏名又は名称】貴志 浩充

(74)【代理人】

【識別番号】100176728

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 慎吾

(72)【発明者】

【氏名】黒川 隆平

(72)【発明者】

【氏名】倉田 地人

(72)【発明者】

【氏名】高橋 良尚

(72)【発明者】

【氏名】森 耕太郎

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－２７６１９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｈ ５５／１７

Ｆ１６Ｈ ５５／０６

Ｃ０８Ｌ ８１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸又は軸を取り付けるための軸穴が形成された中心部と、
複数の歯が形成された外周部と、
前記中心部と前記外周部とを接続する接続部であって、複数枚の羽根が形成された接続部と
を備える歯車であって、
前記接続部は、前記歯車の周方向において隣り合う羽根同士の間に、前記接続部の径方向全体で前記歯車の軸方向に貫通している貫通穴が形成されている歯車。

【請求項2】

軸又は軸を取り付けるための軸穴が形成された中心部と、
複数の歯が形成された外周部と、
前記中心部と前記外周部とを接続する接続部であって、複数枚の羽根が形成された接続部と
を備える歯車であって、
前記複数枚の羽根は、
前記歯車の周方向に沿って並べられた１群の羽根を含み、
前記歯車の径方向において前記１群の羽根よりも外側で、前記歯車の周方向に沿って並べられた他の１群以上の羽根を更に含み、
前記歯車の軸方向の一端側で、前記歯車の周方向において各羽根に共通の向きで前記歯車の径方向に対して斜めにせり上がっている歯車。

【請求項3】

前記複数枚の羽根は、前記歯車の軸方向の他端側で、前記歯車の周方向において前記歯車の軸方向の一端側とは逆の向きで前記歯車の径方向に対して斜めにせり上がっている請求項２に記載の歯車。

【請求項4】

前記他の１群以上の羽根は、前記１群の羽根と直接接続されている請求項２に記載の歯車。

【請求項5】

前記他の１群以上の羽根は、それぞれ前記１群の羽根とは周方向位置がずれている請求項２に記載の歯車。

【請求項6】

ポリアリーレンスルフィド樹脂で形成された請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の歯車。

【請求項7】

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の歯車を備えるロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、歯車及びロボットに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、樹脂製歯車が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０２０－０５６５０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の歯車は、耐熱性に課題があり、冷却する必要がある。しかし、歯車を冷却する部品によってコスト及び重量が増加するという課題がある。

【0005】

本開示の目的は、コスト又は重量の増加を抑えつつ歯車を冷却できるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

以下に本開示の幾つかの態様を示す。
［態様１］
軸又は軸を取り付けるための軸穴が形成された中心部と、
複数の歯が形成された外周部と、
前記中心部と前記外周部とを接続する接続部であって、複数枚の羽根が形成された接続部と
を備える歯車。
［態様２］
前記複数枚の羽根は、前記歯車の軸方向の一端側で、前記歯車の周方向において各羽根に共通の向きで前記歯車の径方向に対して斜めにせり上がっている態様１の歯車。
［態様３］
前記複数枚の羽根は、前記歯車の軸方向の他端側で、前記歯車の周方向において前記歯車の軸方向の一端側とは逆の向きで前記歯車の径方向に対して斜めにせり上がっている態様２の歯車。
［態様４］
前記複数枚の羽根は、前記歯車の径方向における両端がそれぞれ前記中心部及び前記外周部に直接接続している態様１から態様３のいずれか１態様の歯車。
［態様５］
前記接続部は、前記歯車の周方向において隣り合う羽根同士の間に貫通穴が形成されている態様１から態様４のいずれか１態様の歯車。
［態様６］
前記複数枚の羽根は、前記歯車の周方向に沿って並べられた１群の羽根を含む態様１から態様５のいずれか１態様の歯車。
［態様７］
前記複数枚の羽根は、前記歯車の径方向において前記１群の羽根よりも外側で、前記歯車の周方向に沿って並べられた他の１群以上の羽根を更に含む態様６の歯車。
［態様８］
ポリアリーレンスルフィド樹脂で形成された態様１から態様７のいずれか１態様の歯車。
［態様９］
態様１から態様８のいずれか１態様の歯車を備えるロボット。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、コスト又は重量の増加を抑えつつ歯車を冷却できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本開示の実施形態に係る歯車の斜視図である。

【図2】本開示の実施形態に係る歯車の平面図である。

【図3】本開示の実施形態に係る歯車の側面図である。

【図4】本開示の実施形態に係る歯車の底面図である。

【図5】本開示の実施形態の変形例に係る歯車の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の一実施形態について、図を参照して説明する。

【0010】

各図中、同一又は相当する部分には、同一符号を付している。本実施形態の説明において、同一又は相当する部分については、説明を適宜省略又は簡略化する。

【0011】

図１から図４を参照して、本実施形態に係る歯車１０の構成を説明する。

【0012】

各図中、歯車１０の上面及び底面と平行な面をＸＹ平面、歯車１０の中心軸と平行な軸をＺ軸とする。説明の便宜上、歯車１０の図２及び図４に示す面を、それぞれ上面及び底面としているが、逆に底面及び上面とみなしてもよいし、正面及び背面、若しくは逆に背面及び正面とみなしてもよいし、又は側面及び反対の側面とみなしてもよい。同様に、歯車１０の図３に示す面を側面としているが、別の面とみなしてもよい。

【0013】

歯車１０は、本実施形態では樹脂で形成されているが、金属で形成されていてもよい。樹脂としては、任意の樹脂が使用されてよいが、本実施形態では、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）樹脂などのポリアリーレンスルフィド（ＰＡＳ）樹脂が使用されている。

【0014】

歯車１０は、中心部２０と、外周部３０と、中心部２０と外周部３０とを接続する接続部４０とを備える。中心部２０には、軸を取り付けるための軸穴２１が形成されている。外周部３０には、複数の歯３１が形成されている。接続部４０には、複数枚の羽根が形成されている。羽根の枚数は、任意の数でよいが、本実施形態では６枚である。すなわち、接続部４０には、複数枚の羽根として、６枚の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆが形成されている。

【0015】

このような構成により、歯車１０の回転時には、複数枚の羽根によって歯車１０の近傍の気体又は流体が攪拌輸送され、自動的に冷却効果が得られる。そのため、歯車１０のかみ合いによる摩擦熱又は駆動モータの発熱に起因して歯車１０の近傍の温度が上昇することを回避しやすくなる。その結果、材料の劣化、又は熱膨張による歯車１０のバックラッシュ若しくは強度低下を防止しやすくなる。

【0016】

本実施形態によれば、冷却のために歯車１０とは別個の冷却部品を設ける必要がなくなる。その結果、歯車１０を使用する製品のコスト削減、軽量化、又は省電力などの省エネルギーを実現しやすくなる。

【0017】

歯車１０の回転数の増減と発熱量の増減との間には相関がある。本実施形態では、回転数の増減に応じて、各羽根の回転数が増減すれば、冷却能力も自動的に増減されるため、発熱量を検知又は推定して冷却能力の増減を調整する機構を設ける必要もなくなる。

【0018】

歯車１０は、任意の種類の歯車でよいが、本実施形態では平歯車であり、中心部２０が円筒状のハブ、外周部３０が環状のリム、接続部４０がハブとリムとを接続するウェブになっている。本実施形態の一変形例として、歯車１０は、軸一体型の歯車でもよく、そのような場合、中心部２０には、軸穴２１の代わりに、軸が形成される。

【0019】

羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の一端側で、歯車１０の周方向において各羽根に共通の向きで歯車１０の径方向に対して斜めにせり上がっている。そのため、歯車１０の回転時には、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆによって歯車１０の軸方向の一端側の気体又は流体が攪拌され、自動的に冷却効果を得られる。

【0020】

本実施形態では、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の他端側でも、歯車１０の周方向において各羽根に共通の向きで歯車１０の径方向に対して斜めにせり上がっている。具体的には、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の他端側で、歯車１０の周方向において歯車１０の軸方向の一端側とは逆の向きで歯車１０の径方向に対して斜めにせり上がっている。そのため、歯車１０の回転時には、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆによって歯車１０の軸方向の他端側の気体又は流体が攪拌され、自動的に冷却効果を得られる。

【0021】

図３に示すように、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の一端側で、外周部３０の端面３２よりも高い位置まで突き出している。そのため、歯車１０の回転時には、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆによって歯車１０の軸方向の一端側の気体又は流体が十分に攪拌され、所望の冷却効果を得られる。本実施形態では、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の一端側で、中心部２０の端面２２よりも高い位置まで更に突き出している。すなわち、各羽根の、リムの端面３２よりも軸方向に突き出した部分の高さ寸法Ｄ３は、ハブの端面２２とリムの端面３２との高さ位置の差Ｄ１よりも大きい。各羽根の、リムの端面３２よりも軸方向に突き出した部分の高さ寸法Ｄ３は、好ましくはリムの厚さ寸法Ｄ０よりも小さく、本実施形態ではリムの厚さ寸法Ｄ０の半分未満である。

【0022】

図３に示すように、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の他端側でも、外周部３０の端面３３よりも高い位置まで突き出している。そのため、歯車１０の回転時には、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆによって歯車１０の軸方向の他端側の気体又は流体が十分に攪拌され、所望の冷却効果を得られる。本実施形態では、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の他端側で、中心部２０の端面２３よりも高い位置まで更に突き出している。すなわち、各羽根の、リムの端面３３よりも軸方向に突き出した部分の高さ寸法Ｄ４は、ハブの端面２３とリムの端面３３との高さ位置の差Ｄ２よりも大きい。各羽根の、リムの端面３３よりも軸方向に突き出した部分の高さ寸法Ｄ４は、好ましくはリムの厚さ寸法Ｄ０よりも小さく、本実施形態ではリムの厚さ寸法Ｄ０の半分未満である。

【0023】

羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の一端側で、必ずしも外周部３０の端面３２よりも高い位置まで突き出していなければならないわけではなく、外周部３０の端面３２と同じ高さ、又は外周部３０の端面３２よりも低い位置でも一定の冷却効果を奏する。羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の軸方向の他端側でも、必ずしも外周部３０の端面３３よりも高い位置まで突き出していなければならないわけではなく、外周部３０の端面３２と同じ高さ、又は外周部３０の端面３２よりも低い位置でも一定の冷却効果を奏する。

【0024】

本実施形態では、羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆは、歯車１０の径方向における両端がそれぞれ中心部２０及び外周部３０に直接接続している。そのため、接続部４０の限られた領域内でも所望の冷却能力を得るための羽根サイズを適用することができる。

【0025】

必須ではないが、本実施形態では、接続部４０の、歯車１０の周方向において隣り合う羽根同士の間に貫通穴が形成されている。具体的には、図２及び図４に示すように、接続部４０の羽根４１Ａ，４１Ｂの間、羽根４１Ｂ，４１Ｃの間、羽根４１Ｃ，４１Ｄの間、羽根４１Ｄ，４１Ｅの間、羽根４１Ｅ，４１Ｆの間、及び羽根４１Ｆ，４１Ａの間には、それぞれ貫通穴４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆが形成されている。そのため、歯車１０の軸方向の一端側の気体又は流体が歯車１０の軸方向の他端側に流れ込むことが可能であり、その逆も可能である。よって、冷却能力が向上する。

【0026】

接続部４０の複数枚の羽根は、本実施形態では、歯車１０の周方向に沿って並べられた１群の羽根のみを含んでいるが、本実施形態の一変形例として、図５に示すように、歯車１０の径方向において当該１群の羽根よりも外側で、歯車１０の周方向に沿って並べられた他の１群以上の羽根を更に含んでいてもよい。具体的には、図１に示した例では、１群の羽根として、６枚の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆが周方向に沿って並んでいるが、図５に示した例のように、６枚の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆよりも径方向外側で、他の１群の羽根として、６枚の羽根４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆが周方向に沿って並んでいてもよい。外側の羽根４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆは、内側の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆと直接接続されていてもよいが、この変形例では、内側の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆと環状のブリッジ４４を介して接続されている。外側の羽根４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆは、それぞれ内側の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆと周方向位置が揃っていてもよいが、この変形例では、それぞれ内側の羽根４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆとは周方向位置がずれている。具体的には、外側の羽根４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆは、それぞれ周方向において内側の羽根４１Ａ，４１Ｂの間、内側の羽根４１Ｂ，４１Ｃの間、内側の羽根４１Ｃ，４１Ｄの間、内側の羽根４１Ｄ，４１Ｅの間、内側の羽根４１Ｅ，４１Ｆの間、及び内側の羽根４１Ｆ，４１Ａの間に位置するように形成されている。この変形例では、２群の羽根が群ごとに周方向に沿って並んでいるが、別の変形例として、３群以上の羽根が群ごとに周方向に沿って並んでいてもよい。

【0027】

歯車１０は、例えば、ロボット用ギヤに適用することができる。すなわち、本実施形態によれば、歯車１０を備えるロボットを提供することができる。ロボットは、例えば、介護用ロボット、海洋ごみ回収ロボット、又は医療用手術ロボットである。歯車１０は、ドローンプロペラ駆動用ギヤに適用されてもよい。

【0028】

本実施形態では、樹脂が歯車１０の成形に用いられる。よって、本実施形態に係る歯車１０は、樹脂の成形品に相当する。

【0029】

本実施形態で用いられる樹脂としては、熱可塑性樹脂が好ましい。当該熱可塑性樹脂は特に制限されることは無いが、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン等のポリオレフィン系樹脂；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂；ナイロン－６やナイロン６，６等のポリアミド系樹脂又は芳香族ポリアミド樹脂；熱可塑性ポリイミド樹脂；ポリアミドイミド系樹脂；ポリスチレン、シンジオタクチックポリスチレン、アクリロニトリル－スチレン共重合体樹脂又はアクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体樹脂等のポリスチレン系樹脂；ポリフェニレンスルフィド等のポリアリーレンスルフィド系樹脂；ポリフェニレンエーテル系樹脂；ポリウレタン系樹脂；ポリ乳酸；ポリエーテルエーテルケトン系樹脂；ポリエーテルイミド系樹脂；ポリケトン系樹脂；非晶性ポリアリレートや液晶性ポリアリレート等のポリアリレート系樹脂；液晶ポリエステル系樹脂等が挙げられる。

【0030】

これらの中でも、本実施形態で用いられる熱可塑性樹脂としては、耐熱性、機械的特性等に優れる、いわゆるエンジニアリングプラスチック又はスーパーエンジニアリングプラスチックスである、熱可塑性ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド系樹脂、ポリアリーレンスルフィド系樹脂、ポリフェニレンエーテル系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリケトン系樹脂、ポリアリレート系樹脂及び液晶性ポリエステル樹脂が好ましく、耐薬品性、耐熱性及び機械的特性の観点から、ポリアリーレンスルフィド系樹脂がより好ましく、さらにポリアリーレンスルフィド系樹脂（以下「ＰＡＳ樹脂」とも言う）の中でも特に、ポリフェニレンスルフィド（以下「ＰＰＳ樹脂」とも言う）樹脂が好ましい。

【0031】

本実施形態において、上記樹脂を単独で使用しても、あるいは上記樹脂を複数混合したポリマーアロイの形態で使用してもよい。また、本実施形態に係る樹脂は、必要により後述の任意の添加成分（フィラー、着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、発泡剤、難燃剤、難燃助剤、防錆剤、カップリング剤、シランカップリング剤、熱可塑性エラストマー又は合成樹脂）を含有する組成物の形態であってもよい。

【0032】

ポリアリーレンスルフィド樹脂は、芳香族環と硫黄原子とが結合した構造を繰り返し単位とする樹脂構造を有するものであり、具体的には、下記一般式（１）で表される構造部位と、必要に応じてさらに下記一般式（２）で表される３官能性の構造部位と、を繰り返し単位とする樹脂である。

【0033】

【化1】

式（１）中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ独立して水素原子、炭素原子数１～４の範囲のアルキル基、ニトロ基、アミノ基、フェニル基、メトキシ基、エトキシ基を表す。

【0034】

【化2】

式（２）で表される３官能性の構造部位は、他の構造部位との合計モル数に対して０．００１～３モル％の範囲が好ましく、特に０．０１～１モル％の範囲であることが好ましい。

【0035】

ここで、上記一般式（１）で表される構造部位は、特に該式中のＲ^１及びＲ^２は、上記ＰＡＳ樹脂の機械的強度の点から水素原子であることが好ましく、その場合、下記式（３）で表されるパラ位で結合するもの、及び下記式（４）で表されるメタ位で結合するものが挙げられる。

【0036】

【化3】

これらの中でも、特に繰り返し単位中の芳香族環に対する硫黄原子の結合は上記一般式（３）で表されるパラ位で結合した構造であることが上記ＰＡＳ樹脂の耐熱性や結晶性の面で好ましい。

【0037】

また、上記ＰＡＳ樹脂は、上記一般式（１）や（２）で表される構造部位のみならず、下記の構造式（５）～（８）で表される構造部位を、上記一般式（１）と一般式（２）で表される構造部位との合計の３０モル％以下で含んでいてもよい。

【0038】

【化4】

特に本実施形態では上記一般式（５）～（８）で表される構造部位は１０モル％以下であることが、ＰＡＳ樹脂の耐熱性、機械的強度の点から好ましい。上記ＰＡＳ樹脂中に、上記一般式（５）～（８）で表される構造部位を含む場合、それらの結合様式としては、ランダム共重合体、ブロック共重合体の何れであってもよい。

【0039】

また、上記ＰＡＳ樹脂は、その分子構造中に、ナフチルスルフィド結合などを有していてもよいが、他の構造部位との合計モル数に対して、３モル％以下が好ましく、特に１モル％以下であることが好ましい。

【0040】

また、ＰＡＳ樹脂の物性は、本実施形態の効果を損ねない限り特に限定されないが、以下の通りである。

【0041】

（溶融粘度）
ＰＡＳ樹脂の溶融粘度は特に限定されないが、流動性および機械的強度のバランスが良好となることから、３００℃で測定した溶融粘度（Ｖ６）が、好ましくは２Ｐａ・ｓ以上の範囲であり、好ましくは１０００Ｐａ・ｓ以下の範囲、より好ましくは５００Ｐａ・ｓ以下の範囲であり、さらに好ましくは２００Ｐａ・ｓ以下の範囲である。ただし、溶融粘度（Ｖ６）の測定は、ポリアリーレンスルフィド樹脂を島津製作所製フローテスター、ＣＦＴ－５００Ｄを用いて行い、３００℃、荷重：１．９６×１０^６Ｐａ、Ｌ／Ｄ＝１０（ｍｍ）／１（ｍｍ）にて、６分間保持した後に測定した溶融粘度の測定値とする。

【0042】

（非ニュートン指数）
ＰＡＳ樹脂の非ニュートン指数は特に限定されないが、０．９０以上から、２．００以下の範囲であることが好ましい。リニア型ポリアリーレンスルフィド樹脂を用いる場合には、非ニュートン指数が、好ましくは０．９０以上の範囲、より好ましくは０．９５以上の範囲から、好ましくは１．５０以下の範囲、より好ましくは１．２０以下の範囲である。このようなポリアリーレンスルフィド樹脂は機械的物性、流動性、耐磨耗性に優れる。ただし、本実施形態において非ニュートン指数（Ｎ値）は、キャピログラフを用いて融点＋２０℃、オリフィス長（Ｌ）とオリフィス径（Ｄ）の比、Ｌ／Ｄ＝４０の条件下で、剪断速度（ＳＲ）及び剪断応力（ＳＳ）を測定し、下記式を用いて算出した値である。非ニュートン指数（Ｎ値）が１に近いほど線状に近い構造であり、非ニュートン指数（Ｎ値）が高いほど分岐が進んだ構造であることを示す。

【0043】

【数1】

ただし、ＳＲは剪断速度（秒^－１）、ＳＳは剪断応力（ダイン／ｃｍ^２）、そしてＫは定数を示す。

【0044】

本実施形態で用いられる樹脂は、必要に応じて、充填剤を任意成分として含有することができる。これら充填剤としては本実施形態の効果を損なうものでなければ公知慣用の材料を用いることもでき、例えば、繊維状のものや、粒状や板状などの非繊維状のものなど、さまざまな形状の充填剤等が挙げられる。具体的には、ガラス繊維、炭素繊維、シランガラス繊維、セラミック繊維、アラミド繊維、金属繊維、チタン酸カリウム、炭化珪素、珪酸カルシウム、ワラストナイト等の繊維、天然繊維等の繊維状充填剤が使用でき、またガラスビーズ、ガラスフレーク、硫酸バリウム、クレー、パイロフィライト、ベントナイト、セリサイト、マイカ、雲母、タルク、アタパルジャイト、フェライト、珪酸カルシウム、炭酸カルシウム、ガラスビーズ、ゼオライト、ミルドファイバー、硫酸カルシウム等の非繊維状充填剤も使用できる。

【0045】

本実施形態において充填剤は必須成分ではなく、配合する場合、その含有量は本実施形態の効果を損ねなければ特に限定されるものではない。充填剤の配合量としては、例えば、樹脂１００質量部に対して、好ましくは１質量部以上、より好ましくは１０質量部以上から、好ましくは６００質量部以下、より好ましくは２００質量部以下の範囲である。かかる範囲において、樹脂が良好な機械的強度と成形性を示すため好ましい。

【0046】

本実施形態で用いられる樹脂は、必要に応じて、シランカップリング剤を任意成分として配合することができる。シランカップリング剤としては、本実施形態の効果を損ねなければ特に限定されないが、カルボキシ基と反応する官能基、例えば、エポキシ基、イソシアナト基、アミノ基または水酸基を有するシランカップリング剤が好ましいものとして挙げられる。このようなシランカップリング剤としては、例えば、γ－グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β－（３，４－エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン等のエポキシ基含有アルコキシシラン化合物、γ－イソシアナトプロピルトリメトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルトリエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルメチルジメトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルメチルジエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルエチルジメトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルエチルジエトキシシラン、γ－イソシアナトプロピルトリクロロシラン等のイソシアナト基含有アルコキシシラン化合物、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ－（２－アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ－アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン化合物、γ－ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、γ－ヒドロキシプロピルトリエトキシシラン等の水酸基含有アルコキシシラン化合物が挙げられる。本実施形態においてシランカップリング剤は必須成分ではないが、配合する場合、その配合量は、本実施形態の効果を損ねなければその添加量は特に限定されないが、樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下までの範囲である。かかる範囲において、樹脂が良好な耐コロナ性と成形性、特に離形性を有し、かつ成形品がエポキシ樹脂と優れた接着性を呈しつつ、さらに機械的強度が向上するため好ましい。

【0047】

本実施形態で用いられる樹脂は、必要に応じて、熱可塑性エラストマーを任意成分として含有することができる。熱可塑性エラストマーとしては、ポリオレフィン系エラストマー、弗素系エラストマーまたはシリコーン系エラストマーが挙げられ、このうちポリオレフィン系エラストマーが好ましいものとして挙げられる。これらのエラストマーを添加する場合、その配合量は、本実施形態の効果を損ねなければ特に限定されないが、樹脂（Ａ）１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上、より好ましくは０．１質量部以上から、好ましくは１０質量部以下、より好ましくは５質量部以下までの範囲である。かかる範囲において、得られる樹脂の耐衝撃性が向上するため好ましい。

【0048】

例えば、上記ポリオレフィン系エラストマーは、α－オレフィンの単独重合体、または２以上のα－オレフィンの共重合体、１または２以上のα－オレフィンと、官能基を有するビニル重合性化合物との共重合体が挙げられる。この際、上記α－オレフィンとしては、エチレン、プロピレン、１－ブテン等の炭素原子数が２以上から８以下までの範囲のα－オレフィンが挙げられる。また、上記官能基としては、カルボキシ基、酸無水物基（－Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ（＝Ｏ）－）、エポキシ基、アミノ基、水酸基、メルカプト基、イソシアネート基、オキサゾリン基等が挙げられる。そして、上記官能基を有するビニル重合性化合物としては、酢酸ビニル；（メタ）アクリル酸等のα，β－不飽和カルボン酸；アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル等のα，β－不飽和カルボン酸のアルキルエステル；アイオノマー等のα，β－不飽和カルボン酸の金属塩（金属としてはナトリウムなどのアルカリ金属、カルシウムなどのアルカリ土類金属、亜鉛等）；グリシジルメタクリレート等のα，β－不飽和カルボン酸のグリシジルエステル等；マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等のα，β－不飽和ジカルボン酸；上記α，β－不飽和ジカルボン酸の誘導体（モノエステル、ジエステル、酸無水物）等の１種または２種以上が挙げられる。上述の熱可塑性エラストマーは、単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。

【0049】

更に、本実施形態で用いられる樹脂は、上記成分に加えて、さらに用途に応じて、適宜、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリスルフォン樹脂、ポリエーテルスルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリアリーレン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ四弗化エチレン樹脂、ポリ二弗化エチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、液晶ポリマー等の合成樹脂（以下、単に合成樹脂という）を任意成分として配合することができる。本実施形態において上記合成樹脂は必須成分ではないが、配合する場合、その配合の割合は本実施形態の効果を損ねなければ特に限定されるものではなく、また、それぞれの目的に応じて異なり、一概に規定することはできないが、本実施形態に係る樹脂中に配合する合成樹脂の割合として、例えば樹脂１００質量部に対し５質量部以上の範囲であり、１５質量部以下の範囲の程度が挙げられる。換言すれば、樹脂（Ａ）と合成樹脂との合計に対して樹脂（Ａ）の割合は質量基準で、好ましくは（１００／１１５）以上の範囲であり、より好ましくは（１００／１０５）以上の範囲である。

【0050】

また本実施形態で用いられる樹脂は、その他にも着色剤、帯電防止剤、酸化防止剤、耐熱安定剤、紫外線安定剤、紫外線吸収剤、発泡剤、難燃剤、難燃助剤、防錆剤、およびカップリング剤等の公知慣用の添加剤を必要に応じ、任意成分として含有してもよい。これらの添加剤は必須成分ではなく、例えば、樹脂１００質量部に対して、好ましくは０．０１質量部以上の範囲であり、好ましくは１０００質量部以下の範囲で、本実施形態の効果を損なわないよう目的や用途に応じて適宜調整して用いればよい。

【0051】

本実施形態で用いられる樹脂の製造方法について、以下、詳述する。

【0052】

本実施形態で用いられる樹脂は、各必須成分、および必要に応じてその他の任意成分を配合してなる。本実施形態に用いる樹脂を製造する方法としては、特に限定されないが、必須成分と必要に応じて任意成分を配合して、溶融混錬する方法、より詳しくは、必要に応じてタンブラーまたはヘンシェルミキサー等で均一に乾式混合し、次いで、二軸押出機に投入して溶融混練する方法が挙げられる。

【0053】

溶融混錬は、樹脂温度が樹脂の融点以上となる温度範囲、好ましくは該融点＋１０℃以上となる温度範囲、より好ましくは該融点＋１０℃以上、さらに好ましくは該融点＋２０℃以上から、好ましくは該融点＋１００℃以下、より好ましくは該融点＋５０℃以下までの範囲の温度に加熱して行うことができる。

【0054】

上記溶融混練機としては分散性や生産性の観点から二軸混練押出機が好ましく、例えば、樹脂成分の吐出量５～５００（ｋｇ／ｈｒ）の範囲と、スクリュー回転数５０～５００（ｒｐｍ）の範囲とを適宜調整しながら溶融混練することが好ましく、それらの比率（吐出量／スクリュー回転数）が０．０２～５（ｋｇ／ｈｒ／ｒｐｍ）の範囲となる条件下に溶融混練することがさらに好ましい。また、溶融混練機への各成分の添加、混合は同時に行ってもよいし、分割して行っても良い。例えば、上記成分のうち、添加剤を添加する場合は、上記二軸混練押出機のサイドフィーダーから該押出機内に投入することが分散性の観点から好ましい。かかるサイドフィーダーの位置は、上記二軸混練押出機のスクリュー全長に対する、該押出機樹脂投入部（トップフィーダー）から該サイドフィーダーまでの距離の比率が、０．１以上であることが好ましく、０．３以上であることがより好ましい。また、かかる比率は０．９以下であることが好ましく、０．７以下であることがより好ましい。

【0055】

このように溶融混練して得られる本実施形態に係る樹脂は、上記必須成分と、必要に応じて加える任意成分およびそれらの由来成分を含む溶融混合物であり、該溶融混練後に、公知の方法、例えば、溶融状態の樹脂をストランド状に押出成形した後、ペレット、チップ、顆粒、粉末などの形態に加工してから、必要に応じて１００～１５０℃の温度範囲で予備乾燥を施すことが好ましい。

【0056】

本実施形態の成形品は樹脂を成形してなる。また、本実施形態の成形品の製造方法は、上記樹脂を溶融成形する工程を有する。以下、詳述する。

【0057】

本実施形態で用いられる樹脂は、射出成形、ガスインジェクション成形、圧縮成形、コンポジット、シート、パイプなどの押出成形、引抜成形、ブロー成形、トランスファー成形など各種成形に供することが可能であるが、特に離形性にも優れるため射出成形用途に適している。射出成形にて成形する場合、各種成形条件は特に限定されず、通常一般的な方法にて成形することができる。例えば、射出成形機内で、樹脂温度が樹脂の融点以上の温度範囲、好ましくは該融点＋１０℃以上の温度範囲、より好ましくは融点＋１０℃～融点＋１００℃の温度範囲、さらに好ましくは融点＋２０～融点＋５０℃の温度範囲で上記樹脂を溶融する工程を経た後、樹脂吐出口よりを金型内に注入して成形すればよい。その際、金型温度も公知の温度範囲、例えば、室温（２３℃）～３００℃、好ましくは１２０～１８０℃に設定すればよい。

【0058】

本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない範囲での変更が可能である。

【符号の説明】

【0059】

１０ 歯車
２０ 中心部
２１ 軸穴
２２，２３ 端面
３０ 外周部
３１ 歯
３２，３３ 端面
４０ 接続部
４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄ，４１Ｅ，４１Ｆ，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ，４３Ｅ，４３Ｆ 羽根
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，４２Ｆ 貫通穴
４４ ブリッジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】