研究開発された技術紹介

歯車の大きな需要を占める自動車産業では、「軽量化」と「静粛性」が求められており、樹脂製歯車のニーズが高まっているが、強度に対する課題がある。本研究開発では、現状の樹脂歯車に比して、精度を維持しながら、歯元の曲げ強度を現状の樹脂歯車の2倍以上とするために、炭素繊維織物とナイロン樹脂を金型内で一体成形する金型システムの研究開発により解決するものである

炭素繊維織物を歯車中にインサートして樹脂製歯車の強度を向上させるために、炭素繊維織物と樹脂を金型内での一体成形を可能とする革新的な金型システムを開発する
(新技術)
炭素繊維織物を樹脂中に適した位置に引張応力が作用した状態でインサートすることによる長繊維化
(新技術の特徴)
射出成形金型にコアバック機構を導入し、一度の射出成形で炭素繊維織物を樹脂内にインサートし、高強度化が可能

・コアバック機構を有する金型および射出成形機プログラムを開発し、コアバックピンの動作パラメータを調整して1回の射出成形で炭素繊維織物を樹脂歯車中に配置する技術を開発した
・炭素繊維織物をインサートした樹脂歯車を成形し、静的強度試験と動的強度(耐久)試験を行い、静的強度には大きな違いは見られなかったものの、インサートした炭素繊維織物が3K1周であっても大幅な耐久性の向上が確認でき、12Kとすることでさらに耐久性が向上することを確認した
・炭素繊維織物を自動挿入装置に設置し、自動挿入装置により炭素繊維織物を金型のコアバックピンの配置に合わせた形状に変形させる技術を確立し、これを金型のコアバックピンに受け渡す機構についても構築した

・炭素繊維織物をインサートした樹脂歯車
・コアバック機構による炭素繊維織物のインサート金型
‐炭素繊維織物と樹脂の一体成形を実現
・炭素繊維織物の自動挿入装置

・樹脂歯車への切替え効果
‐低コスト、軽量化、静粛化

・自動車、電動工具、二輪車、自転車、白物家電、ロボット部品、農業機械の各業界からの問合せ、説明、話し合い等数多く承っている
・1年から1.5年にて要素技術の開発を続けながら各メーカーからの具体的案件の開発も進める予定で、各業界の部品を、3年後を目処に量産化を進めたい