JP2019066023A - 複合歯車およびギアードモータ - Google Patents

Abstract

【課題】小径歯車部の剛性が高い複合歯車を提供すること。【解決手段】第３複合歯車５３は、小径歯車部７４を備える金属製の第１歯車部材１０１と、大径歯車部７３および第１歯車部材１０１を保持する保持部１０３を備える樹脂製の第２歯車部材１０２を有する。第１歯車部材１０１は、第２歯車部材１０２の保持部１０３に嵌合して第２歯車部材１０２により外周側から覆われた連結部分１１１と、第２歯車部材１０２から第１方向Ｘ１に突出する突出部分１１２を備える。突出部分１１２は、小径歯車部７４と、小径歯車部７４と連結部分１１１との間に位置する円盤部１１３を備える。円盤部１１３は小径部材よりも大径である。連結部分１１１は、径方向の外側を向く連結部分側環状外周面１１６に、円盤部１１３の連結部分側環状外周面１１６に段差なく連続する環状外周面部分１１６ａを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、小径歯車部と大径歯車部とを備える複合歯車に関する。また、モータの駆動力を出力部材に伝達する歯車機構に複合歯車を備えるギアードモータに関する。

モータと、出力部材と、モータの回転を出力部材に伝達する歯車機構と、を備えるギアードモータは、特許文献１に記載されている。同文献では、出力部材は、被駆動部材が連結される出力軸部分と歯車部分とを備える。歯車機構は、減速歯車列であり、モータのロータに設けられたモータピニオンと、モータピニオンと噛合する第１複合歯車と、第２複合歯車と噛合する第２複合歯車と、第２複合歯車と噛合する第３複合歯車と、を備える。各複合歯車は、大径歯車部と、大径歯車部と同軸で当該大径歯車部よりも小径の小径歯車部とを備える。モータピニオンは第１複合歯車の大径歯車部に噛合している。第１複合歯車部の小径歯車部は、第２複合歯車部の大径歯車部に噛合している。第２複合歯車部の小径歯車部は、第３複合歯車部の大径歯車部に噛合している。第３複合歯車部の小径歯車部は、出力部材の歯車部分に噛合している。第１複合歯車、第２複合歯車および第３複合歯車は、いずれも樹脂製である。

特開２０１３−４４３５２号公報

被駆動部材を駆動するための負荷が大きくなると、出力部材を回転させるのに必要なトルクが大きくなるので、歯車輪列を構成する各複合歯車にかかる負荷も大きくなる。このような場合には、特に、減速歯車列の最終歯車となる複合歯車において、出力部材の歯車部分と噛合する小径歯車部の剛性を向上させる必要が生じる。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、小径歯車部の剛性が高い複合歯車を提供することにある。また、モータから出力部材に回転を伝達する歯車機構に、かかる複合歯車を備えるギアードモータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、大径歯車部と、前記大径歯車部と同軸で当該大径歯車部よりも小径の小径歯車部と、を備える複合歯車において、前記小径歯車部を備える金属製の第１歯車部材と、前記大径歯車部および前記第１歯車部材を保持する保持部を備える樹脂製の第２歯車部材と、を有し、前記第１歯車部材は、前記保持部に嵌合して前記第２歯車部材によって外周側から覆われた連結部分と、前記第２歯車部材から軸線方向の第１方向に突出する突出部分と、を備え、前記突出部分は、前記小径歯車部、および、前記小径歯車部と前記連結部分との間に位置し当該小径歯車部と同軸で当該小径歯車部よりも大径の円盤部を備えることを特徴とする。

本発明によれば、複合歯車の小径歯車部は、金属製の第１歯車部材に設けられている。従って、複合歯車の全体が樹脂製であり、小径歯車部が樹脂からなる場合と比較して、小径歯車部の剛性を向上させることができる。
ここで、大径歯車部を備える樹脂製の第２歯車部材によって小径歯車部を備える金属製の第１歯車部材を保持した複合歯車を形成する場合には、第２歯車部材に第１歯車部材を確
実に保持するために、インサート成形を行う。すなわち、金属製の第１歯車部材を金型内に配置した状態で樹脂を金型に充填して第２歯車部材を成形する。しかし、インサート成形に際して、第２歯車部材に隣り合う位置に金属製の第１歯車部材の小径歯車部があると、第２歯車部材を成形するために金型内に充填される樹脂が小径歯車部の側に移動して小径歯車部の歯底などに付着してしまうという問題が発生する。このような問題に対して、本発明では、樹脂製の第２歯車部材と金属製の第１歯車部材の小径歯部との間に円盤部が設けられており、第２歯車部材と小径歯車部とは軸線方向で離間している。よって、インサート成形時に第１歯車部材を成形するための樹脂が小径歯車部に付着することを抑制できる。

本発明において、前記円盤部は、径方向の外側を向く環状外周面を備え、前記連結部分は、その外周面に、前記環状外周面に段差なく連続する環状外周面部分を備えることが望ましい。複合歯車をインサート成形する際には、金型として、軸線方向で２分割された第１金型と第２金型とを用い、第１金型に第１歯車部材の突出部分を配置し、第２金型に第２歯車部材を成形するための空洞部を設ける。そして、第１金型と第２金型を軸線方向で積層して第２金型の空洞部内に第１歯車部材の連結部分と突出させた状態とする。その後、金型内に樹脂を充填して第２歯車部材を成形する。ここで、金属製の第１歯車部材は、第２歯車部材によって外周側から被われる連結部分の外周面に、円盤部の環状外周面に段差なく連続する環状外周面部分を備えれば、第１金型と第２金型とのパーティングラインを、第１歯車部材の円盤部の環状外周面と連結部分の環状外周面部分との段差のない境界に位置させて、インサート成形を行うことができる。これにより、第２金型の空洞部に注入された樹脂が、第１金型の側に移動することを阻止できるので、小径歯車部に樹脂が付着することを好適に抑制できる。

本発明において、前記第１歯車部材は、前記軸線方向に貫通する軸穴を備え、前記連結部分は、前記第１方向とは反対の第２方向の端に前記軸穴の開口を備える平坦な環状端面を備え、前記第２歯車部材は、前記軸穴よりも内径が大きい中心穴を備え、前記中心穴は、小径穴部分と、前記小径穴部分の前記第１方向に位置し当該小径穴部分よりも内径が大きい大径穴部分と、前記小径穴部分と前記大径穴部分との間で前記第１方向を向く環状面と、を備え、前記保持部は、前記大径穴部分と、前記環状面と、を備え、前記連結部分が前記大径穴部分に嵌合し、前記環状端面が前記環状面に当接し、前記軸穴の開口および前記環状端面における当該軸穴の開口縁部分が前記小径穴部分を介して前記第２歯車部材から第２方向に露出しているものとすることができる。このようにすれば、複合歯車を第２方向から見た場合に、軸穴の開口と連結部分の環状端面における軸穴の開口縁部分とが第２歯車部材の中心穴（小径穴部分）の内周側で第２歯車部材から露出する。換言すれば、連結部分の環状端面に形成された軸穴の開口と、第２歯車部材とは、少なくとも環状端面における軸穴の開口縁部分を間に挟んで、径方向で離間している。従って、インサート成形に際して、第２歯車部材を成形するために金型内に充填された樹脂が、第２歯車部材の側から内周側に移動して、第１歯車部材の軸穴の内部などに付着することを防止あるいは抑制できる。また、このようにすれば、第１歯車部材は、第２歯車部材の中心穴の軸線方向の途中で第１方向を向く環状面に載置された状態となる。従って、第１歯車部材の環状端面（第２方向の端）は、第２歯車部材の第２方向の端よりも第１方向の側に位置する。この結果、複合歯車の第２方向の端は、樹脂製の第２歯車部材によって規定される。ここで、金属製の部材の寸法精度と比較して、樹脂製の部材の寸法精度を高くすることは容易である。よって、複合歯車の軸線方向の一方の端（第２方向の端）を樹脂製の第２歯車部材によって規定すれば、複合歯車の軸線方向の両端を金属製の第１歯車部材によって規定する場合と比較して、軸線方向における複合歯車の長さ寸法の精度を向上させることができる。

本発明において、前記連結部分は、前記環状外周面部分よりも前記第２方向の側に、周
方向の一部分から前記径方向に突出する凸部または前記径方向に窪む凹部を備え、前記保持部は、前記凸部が嵌合する保持部側凹部または前記凹部に嵌合する保持部側凸部を備えるものとすることができる。このようにすれば、第１歯車部材が第２歯車部材から軸線方向に抜け落ちることを防止できる。また、第１歯車部材と第２歯車部材とが軸線回りに相対回転することを防止できる。

本発明において、前記連結部分は、前記環状外周面部分よりも前記第２方向の側に、前記環状外周面部分よりも外周側に突出する複数の前記凸部を備え、複数の前記凸部は、前記軸線回りの全周に亘って等角度間隔に設けられており、前記保持部は、複数の前記凸部が嵌合する複数の前記保持部側凹部を備えるものとすることができる。このようにすれば、第１歯車部材が第２歯車部材から軸線方向に抜け落ちることを確実に防止できる。また、第１歯車部材と第２歯車部材とが軸線回りに相対回転することを確実に防止できる。

本発明において、前記第２歯車部材は、前記第２方向の端面における前記小径穴部分の開口縁から当該第２方向に突出する第２歯車部材側環状突部を備えることが望ましい。このようにすれば、複合歯車が、複合歯車と軸線方向で対向する部材から突出する支軸に回転可能に支持される場合などに、当該部材に樹脂からなる第２歯車部材側環状突部を摺接させることができる。従って、第２歯車部材の第２方向の端面の全体が部材に摺接する場合と比較して、部材と複合歯車との間の摺動抵抗を抑制できる。

本発明において、前記第１歯車部材は、前記小径歯車部から前記第１方向に突出する第１歯車部材側環状突部を備え、前記第１歯車部材側環状突部は、前記小径歯車部よりも小径で前記第１方向の端面が前記軸線と直交することが望ましい。このようにすれば、複合歯車が、複合歯車と軸線方向で対向する部材から突出する支軸に回転可能に支持される場合などに、当該部材に第１歯車部材側環状突部を摺接させることができる。従って、第１歯車部材の第１方向の端面の全体が部材に摺接する場合と比較して、部材と複合歯車との間の摺動抵抗を抑制できる。また、インサート成形に際して第１歯車部材を金型内に配置する際に、軸線と直交する第１歯車部材側環状突部の端面を基準面として利用できる。

次に、本発明のギアードモータは、上記の複合歯車を備える歯車機構と、モータと、出力部材と、を有し、前記モータの回転を前記歯車機構によって前記出力部材に伝達することを特徴とする。

本発明によれば、歯車機構を構成する複合歯車では、その小径歯車部の剛性が向上している。従って、出力部材に連結された被駆動部材を駆動するための負荷が大きく、出力部材を回転させるのに必要なトルクが大きい場合でも、複合歯車の小径歯車部が、その負荷に耐えることができる。よって、モータの回転を歯車機構によって確実に出力部材に伝達できる。

本発明において、前記出力部材は、歯車部分を備え、前記複合歯車の前記小径歯車部は、前記歯車部分に噛合しているものとすることができる。複合歯車の小径歯車部が出力部材の歯車部分の噛合する構成では、小径歯車部に負荷がかかりやすい。これに対して、複合歯車は、金属製の小径歯車部を備えるので、その破損や摩耗を抑制できる。

本発明の複合歯車によれば、小径歯車部が金属製であり、その剛性が高い。従って、ギアードモータにおいて、出力部材に連結された被駆動部材を駆動するための負荷が大きく、出力部材を回転させるのに必要なトルクが大きい場合でも、複合歯車の小径歯車部が、その負荷に耐えることができる。

本発明を適用したギアードモータの全体構成を示す説明図である。 ギアードモータからカバーを外した状態の平面図である。 ギアードモータの内部構成を示す説明図である。 ギアードモータの出力部材および歯車機構の説明図である。 第３複合歯車の斜視図である。 第３複合歯車の断面図である。 第３複合歯車を構成する第１歯車部材の斜視図および側面図である。 第３複合歯車を構成する第２歯車部材の斜視図である。 第３複合歯車の製造方向の説明図である。

図面を参照して、本発明を適用した歯車機構およびモータの一例を説明する。

（全体構造）
図１は本発明を適用したギアードモータの全体構成を示す説明図である。図１（ａ）はギアードモータの斜視図であり、図１（ｂ）はギアードモータからカバーを外した状態の分解斜視図であり、図１（ｃ）はギアードモータからカバーおよびケースを外した状態の分解斜視図である。図２は本発明を適用したギアードモータからカバーを外した状態の平面図である。図３は本発明を適用したギアードモータの内部構成を示す説明図である。図３（ａ）は、ギアードモータを図２のＳ−Ｓ′線に相当する位置でギアードモータを切断したときの断面図であり、図３（ｂ）は図２のＯ−Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅに沿って歯車機構を切断したときの断面図である。図４（ａ）は出力部材３および歯車機構４の斜視図であり、図４（ｂ）は出力部材３および歯車機構４の分解斜視図である。

図１に示すように、ギアードモータ１は、モータ２と、出力部材３と、モータ２の回転を出力部材３に伝達する歯車機構４と、を備える。モータ２はステッピングモータであり、ステータ５と、ロータ６と、を備える。また、ギアードモータ１は、モータ２および歯車機構４を収容するハウジング７を備える。ハウジング７はカップ状のケース８と、ケース８に被せられて当該ケース８の開口部を塞ぐ板状のカバー９とを備える。出力部材３は、カバー９に設けられた筒部１０の中心穴を貫通して、ハウジング７の内側から外側に突出している。

図１（ｃ）に示すように、ハウジング７内において、モータ２と歯車機構４との間には、後述する支軸を支持する環状の支持板１１が配置されている。出力部材３および歯車機構４は、支持板１１よりもカバー９の側に位置する。モータ２は、ステータ５が支持板１１とケース８との間に位置し、ロータ６は支持板１１の中心穴を介して支持板１１からカバー９の側に突出している。本例では、出力部材３、ケース８およびカバー９は、いずれも、金属製である。支持板１１は金属製である。

以下の説明では、モータ２の軸線Ｌ方向をＸ方向とする。Ｘ方向は出力部材３の軸線方向であり、ギアードモータ１の軸線方向ということもできる。Ｘ方向において、ハウジング７から出力部材３が突出する方向を第１方向Ｘ１、その反対方向を第２方向Ｘ２とする。第１方向Ｘ１はギアードモータ１（モータ２）の出力側であり、第２方向Ｘ２はギアードモータ１（モータ２）の反出力側である。

図３（ａ）に示すように、モータ２のステータ５は、Ｘ方向に重ねて配置された２つのステータ組１５、１６を備える。ステータ組１５、１６の各々では、外ステータコア１７と内ステータコア１８とがＸ方向で対向するように配置されている。外ステータコア１７および内ステータコア１８は、いずれも円環状のフランジ部と、フランジ部の内周縁から
Ｘ方向に折れ曲がった極歯とを備える。外ステータコア１７および内ステータコア１８をＸ方向に配置した状態で、外ステータコア１７の極歯と、内ステータコア１８の極歯は、周方向で交互に配列される。

ステータ５の内側にはロータ６が配置されている。ロータ６は、軸穴２０を備えたロータ本体２１と、このロータ本体２１の外周面に固定された永久磁石２２とを備える。永久磁石２２の外周面は、極歯と対向している。ロータ６は、軸穴２０に嵌った支軸２３により回転可能に支持されている。支軸２３は、ケース８の底部８ａとカバー９とによってＸ方向の両端が支持された固定軸である。ロータ本体２１において、第１方向Ｘ１の側の部分は、回転軸２４になっている。回転軸２４の第１方向Ｘ１の端部分にはモータピニオン５０が設けられている。回転軸２４は、支持板１１の中心穴を介して、支持板１１から第１方向Ｘ１に突出している。ここで、Ｘ方向に重ねて配置された２つのステータ組１５、１６のうち、第２方向Ｘ２に位置するステータ組１６の外ステータコア１７は、ケース８の一部として、ケース８と一体に構成されている。

２つのステータ組１５、１６の各々において、外ステータコア１７および内ステータコア１８は、コイルボビン２５に形成されている一対のフランジ部２６の各々に重なっている。フランジ部２６は、極歯の周りを囲む円筒部２７によって繋がっており、円筒部２７とフランジ部２６によって区画された領域内にコイル２８が巻回されている。コイルボビン２５は、ステータ５の第１方向Ｘ１の端面に対して径方向外側に位置する部分に肉厚の端子保持部２９を備える。端子保持部２９は、ケース８の側面部に形成された切り欠き８ｂ（図１（ｃ）参照）から径方向外側に突出している。かかる端子保持部２９には、複数本のモータ側端子３０が保持されている。端子保持部２９は、径方向の外側が端子カバー３１で覆われ、さらに外カバー３２で覆われている。ここで、端子カバー３１の内周側には、Ｘ２方向から外部コネクタが接続される。これにより、外部コネクタのコネクタ側端子と、モータ側端子３０とが電気的に接続される。

（出力部材および歯車機構）
出力部材３は、図３に示すように、第１方向Ｘ１の側から第２方向Ｘ２の側に向かって出力軸部分４１、第１軸部分４２、歯車部分４３、第２軸部分４４をこの順に備える。

出力軸部分４１は、丸棒を相対向する２面で切り欠いた形状の板状部である。出力軸部分４１には、不図示の被駆動部材が連結される。第１軸部分４２は、図３（ａ）に示すように、カバー９の筒部１０に回転可能に支持される。歯車部分４３は、図２に示すように、外周部に、周方向に複数の歯部４５が形成された歯部形成部４６と、歯部４５が形成されていない欠歯部４７と、を備える。第２軸部分４４は、図３に示すように、支持板１１に設けられた軸受部４９に回転可能に支持される。

図２、図３（ｂ）および図４に示すように、歯車機構４は、モータピニオン５０と、第１複合歯車５１と、第２複合歯車５２と、第３複合歯車５３と、を備える。図２に示すように、第１複合歯車５１、第２複合歯車５２、第３複合歯車５３は、出力部材３とともに、モータピニオン５０を囲むように配置されている。歯車機構４は減速歯車列である。

図３（ｂ）に示すように、第１複合歯車５１はＸ方向に貫通する軸穴５５を備える。第１複合歯車５１は、Ｘ方向の両端がカバー９と支持板１１にそれぞれ固定された支軸５６が軸穴５５に挿入された状態で、支軸５６に回転可能に支持される。第１複合歯車５１は、大径歯車部５７と、大径歯車部５７と同軸で当該大径歯車部５７よりも小径の小径歯車部５８とを備える。大径歯車部５７は、小径歯車部５８の第１方向Ｘ１に位置する。大径歯車部５７はモータピニオン５０に噛合する。第１複合歯車５１は樹脂製であり、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド等からなる。

ここで、第１複合歯車５１は、図２に示すように、大径歯車部５７の外周部に、歯部が形成された歯部形成部５９と、歯部が形成されていない欠歯部６０とを備える。欠歯部６０は、第１複合歯車５１の回転角度範囲を規定する第１ストッパー機構６３として機能する。すなわち、モータピニオン５０の歯部が歯部形成部５９の周方向の一方側の端に到達すると、モータピニオン５０の歯部が欠歯部６０に当接する。これにより、第１複合歯車５１は、それまでの回転方向と同一の方向にそれ以上回転することが阻止される。同様に、モータピニオン５０の歯部が歯部形成部５９の周方向の他方側の端に到達すると、モータピニオン５０の歯部が欠歯部６０に当接する。これにより、第１複合歯車５１は、それまでの回転方向と同一の方向にそれ以上回転することが阻止される。

第２複合歯車５２は、図３（ｂ）示すように、Ｘ方向に貫通する軸穴６５を備える。第２複合歯車５２は、Ｘ方向の両端がカバー９と支持板１１にそれぞれ固定された支軸６６が軸穴６５に挿入された状態で、支軸６６に回転可能に支持される。第２複合歯車５２は、大径歯車部６７と、大径歯車部６７と同軸で当該大径歯車部６７よりも小径の小径歯車部６８とを備える。大径歯車部６７は、小径歯車部６８の第１方向Ｘ１に位置する。大径歯車部６７は、第１複合歯車５１の小径歯車部５８に噛合する。第２複合歯車５２は樹脂製であり、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド等からなる。

第３複合歯車５３はＸ方向に貫通する軸穴７１を備える。第３複合歯車５３は、Ｘ方向の両端がカバー９と支持板１１にそれぞれ固定された支軸７２が軸穴７１に挿入された状態で、支軸７２に回転可能に支持される。第３複合歯車５３は、大径歯車部７３と、大径歯車部７３と同軸で当該大径歯車部７３よりも小径の小径歯車部７４とを備える。大径歯車部７３は、小径歯車部７４の第２方向Ｘ２に位置する。大径歯車部７３は、第２複合歯車５２の小径歯車部６８に噛合する。一方、第３複合歯車５３の小径歯車部７４は、出力部材３の歯車部分４３の歯部４５に噛合する。第３複合歯車５３は、第２複合歯車５２と噛合する大径歯車部７３が樹脂からなり、出力部材３の歯部４５と噛合する小径歯車部７４が金属からなる。第３複合歯車５３の詳細は後述する。

ここで、図２に示すように、出力部材３の欠歯部４７は、出力部材３の回転角度範囲を規定する第２ストッパー機構７８として機能する。すなわち、第３複合歯車５３の小径歯車部７４の歯部７５が出力部材３の歯部形成部４６の周方向の一方側の端に到達すると、小径歯車部７４の歯部７５は欠歯部４７に当接する。これにより、出力部材３はそれまでの回転方向と同一の方向にそれ以上回転することが阻止される。同様に、小径歯車部７４の歯部７５が歯部形成部４６の周方向の他方側の端に到達すると、小径歯車部７４の歯部７５は欠歯部４７に当接する。これにより、出力部材３はそれまでの回転方向と同一の方向にそれ以上回転することが阻止される。なお、第１ストッパー機構６３により第１複合歯車５１の回転角度範囲が規制されることによって規定される出力部材３の回転角度範囲は、第２ストッパー機構７８によって規定される出力部材３の回転角度範囲よりも広い。従って、出力部材３が第３複合歯車５３に従動して回転する際、第３複合歯車５３の小径歯車部７４の歯部７５が欠歯部４７に当接することはない。

（ギアードモータの動作）
このように構成したギアードモータ１において、モータ２のステータ５に給電されてロータ６が回転すると、その回転は、モータピニオン５０、第１複合歯車５１、第２複合歯車５２、第３複合歯車５３を介して出力部材３（歯車部分４３）に伝達され、出力軸部分４１が回転する。

本形態では、ロータ６は時計回りＣＷの方向および反時計回りＣＣＷの方向に回転し、それに伴い、出力部材３は、所定の角度範囲にわたって往復回転する。従って、出力部材
３の出力軸部分４１に連結した被駆動部材の姿勢などを、所定の角度範囲にわたって切り替えることができる。ここで、出力部材３の時計回りＣＷの回転範囲および時計回りＣＣＷの回転範囲は、モータピニオン５０と第１複合歯車５１との間に構成された第１ストッパー機構６３によって規定されている。従って、被駆動部材の姿勢等が切り換えられる範囲も第１ストッパー機構６３により制限される。

（第３複合歯車）
次に、図５から図９を参照して、第３複合歯車５３を詳細に説明する。図５（ａ）は第３複合歯車５３を第１方向Ｘ１の側から見た場合の斜視図であり、図５（ｂ）は第３複合歯車５３を第２方向Ｘ２の側から見た場合の斜視図である。図６は第３複合歯車５３の断面図である。図７（ａ）は第３複合歯車５３を構成する第１歯車部材を第１方向Ｘ１の側から見た場合の斜視図であり、図７（ｂ）は第１歯車部材の側面図であり、図７（ｃ）は第１歯車部材を第２方向Ｘ２の側から見た場合の斜視図である。図８（ａ）は第３複合歯車５３を構成する第２歯車部材を第１方向Ｘ１から見た場合の斜視図であり、図８（ｂ）は第２歯車部材を第２方向Ｘ２から見た場合の斜視図である。なお、以下では、第３複合歯車５３がギアードモータ１に組み込まれている姿勢を基準に、第３複合歯車５３を説明する。かかる姿勢では、第３複合歯車５３の軸線Ｌ１はＸ方向に延びる。第３複合歯車５３の小径歯車部７４は大径歯車部７３の第１方向Ｘ１に位置する。

図５、図６に示すように、第３複合歯車５３は、小径歯車部７４を備える金属製の第１歯車部材１０１と、大径歯車部７３および第１歯車部材１０１を保持する保持部１０３を備える樹脂製の第２歯車部材１０２と、を有する。第１歯車部材１０１は金属の粉体を焼結した焼結品（焼結金属）である。第２歯車部材１０２は、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド等からなる。

第１歯車部材１０１は、全体して、円柱形状をしている。図６および図７に示すように、第１歯車部材１０１は、第２歯車部材１０２の保持部１０３に嵌合して第２歯車部材１０２により外周側から覆われた連結部分１１１と、第２歯車部材１０２からＸ方向の第１方向Ｘ１に突出する突出部分１１２と、を備える。

図５（ａ）に示すように、突出部分１１２は、小径歯車部７４と、小径歯車部７４と連結部分１１１との間に位置する円盤部１１３を備える。円盤部１１３は、小径歯車部７４と同軸で当該小径歯車部７４よりも大径である。円盤部１１３のＸ方向の高さ寸法は、小径歯車部７４のＸ方向の高さ寸法よりも短い。円盤部１１３は、径方向の外側を向く突出部分側環状外周面１１４を備える。突出部分側環状外周面１１４は軸線Ｌ１と平行に延びる。

また、突出部分１１２は、小径歯車部７４の円盤部１１３とは反対側に、小径歯車部７４から突出する第１歯車部材側環状突部１１５を備える。第１歯車部材側環状突部１１５は、小径歯車部７４よりも小径で、その第１方向Ｘ１の円環状端面１１５ａ（端面）が軸線Ｌ１と直交する。第１歯車部材側環状突部１１５は、小径歯車部７４の歯部７５の歯底円よりも内周側に位置する。第１歯車部材側環状突部１１５の中心穴は、軸穴７１である。軸穴７１は第１方向Ｘ１の端に、円環状端面１１５ａ（端面）に向かって外周側に広がるテーパー穴部分７１ａを備える。

円盤部１１３における小径歯車部７４の側の端面（第１方向Ｘ１の側の端面）には、小径歯車部７４の各歯部７５の間に、歯先の側から歯底の側に向かって第１方向Ｘ１に傾斜する傾斜面部分１１３ａが設けられている。また、小径歯車部７４の各歯部７５の第１方向Ｘ１の側の端面７５ａは、歯先の側から歯底の側に向かって（内周側に向かって）第１方向Ｘ１に傾斜する傾斜面となっている。ここで、第１歯車部材１０１は、傾斜面部分１
１３ａおよび傾斜面からなる端面７５ａを備えることにより、焼結によって形成することが容易となっている。

連結部分１１１は、図７に示すように、円柱形状であり、円盤部１１３と同一の外径寸法を備える。連結部分１１１は、径方向の外側を向く連結部分側環状外周面１１６と、第２方向Ｘ２を向き軸線Ｌ１と直交する端面１１７とを備える。図７に良く示すように、連結部分１１１は、その連結部分側環状外周面１１６の第１方向Ｘ１の端部分に、円盤部１１３の突出部分側環状外周面１１４に段差なく連続する環状外周面部分１１６ａを備える。環状外周面部分１１６ａは、軸線Ｌ１回りの全周に亘って、Ｘ方向の高さ寸法が一定である。また、連結部分１１１は、環状外周面部分１１６ａの第２方向Ｘ２の側に、環状外周面部分１１６ａよりも外周側に突出する複数の凸部１１８を備える。複数の凸部１１８は、連結部分１１１の軸線Ｌ１回りの全域に亘って等角度間隔に設けられている。各凸部１１８は、外周側に向かって先細りとなる形状を備える。

なお、円盤部１１３の突出部分側環状外周面１１４と連結部分１１１の連結部分側環状外周面１１６とはＸ方向で段差なく連続しているので、全体として、一つの環状外周面を形成している。当該環状外周面において、第２歯車部材１０２によって外周側から被われない部分が突出部分側環状外周面１１４であり、第２歯車部材１０２によって外周側から被われる部分が連結部分側環状外周面１１６である。複数の複数の凸部１１８は、当該環状外周面のＸ２方向の端部分に設けられている。連結部分１１１の環状外周面部分１１６ａは、当該環状外周面において、複数の複数の凸部１１８にＸ１方向の側で隣接する一定高さの環状外周面部分である。

連結部分１１１において第２方向Ｘ２を向く端面１１７（環状端面）は、第１歯車部材１０１の第２方向Ｘ２の端面である。端面１１７は軸線Ｌ１と直交する。ここで、軸穴７１は、連結部分１１１および突出部分１１２を貫通してＸ方向に延びている。軸穴７１の第２方向Ｘ２の端は、端面１１７の中心に開口している。従って、連結部分１１１の第２方向の端面１１７は、軸穴７１が中心に開口する平坦な環状端面である。軸穴７１は、第２方向Ｘ２の端に、端面１１７（円環状端面）に向かって外周側に広がるテーパー穴部分７１ｂを備える。

次に、第２歯車部材１０２は、図６、図８に示すように、平歯車形状であり、径方向の中央にＸ方向に貫通する中心穴１２１を備える。中心穴１２１に内径は、第１歯車部材１０１に設けられた軸穴７１よりも大きい。第２歯車部材１０２は、樹脂成形品であり、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド等からなる。大径歯車部７３は第２歯車部材１０２の外周部に構成されている。第２歯車部材１０２の中央部分には、保持部１０３が設けられている。

第２歯車部材１０２は、軸線Ｌ１と直交して、第１方向Ｘ１を向く第１環状端面１２２を備える。また、第２歯車部材１０２は、軸線Ｌ１と直交して、第２方向Ｘ２を向く第２環状端面１２３を備える。さらに、第２歯車部材１０２は、その中心穴１２１の開口縁から第２方向Ｘ２に突出する第２歯車部材側環状突部１２４を備える。すなわち、第２環状端面１２３の中心穴１２１の開口縁には、第２方向Ｘ２に突出する第２歯車部材側環状突部１２４が設けられている。第１環状端面１２２と第２環状端面１２３とによって規定される第２歯車部材１０２のＸ方向の高さ寸法（厚み）は、第１歯車部材１０１の連結部分１１１のＸ方向の高さ寸法よりも長い。

第２歯車部材１０２の中心穴１２１は、小径穴部分１２６と、小径穴部分１２６の第１方向Ｘ１に位置し当該小径穴部分１２６よりも内径が大きい大径穴部分１２７を備える。また、これにより、中心穴１２１は、小径穴部分１２６と大径穴部分１２７との間で第１
方向Ｘ１を向く環状面１２８を備える。大径穴部分１２７の内径寸法は、第１歯車部材１０１の連結部分１１１の連結部分側環状外周面１１６の外径寸法と実質的に同一である。大径穴部分１２７の内壁面には、軸線Ｌ１回りの周方向の全域に亘って等角度間隔で凹部１２９（保持部側凹部）が設けられている。各凹部１２９は、外周側に向かって先細りとなる形状を備える。

ここで、大径穴部分１２７と環状面１２８とは保持部１０３を構成している。すなわち、第２歯車部材１０２によって第１歯車部材１０１が保持された状態では、第１歯車部材１０１の連結部分１１１が大径穴部分１２７に嵌合し、連結部分１１１の第２方向Ｘ２の端面１１７（環状端面）が環状面１２８に当接する。これにより、軸穴７１の第２方向Ｘ２の開口および端面１１７（環状端面）における軸穴７１の開口縁部分１１７ａは、小径穴部分１２６を介して第２歯車部材１０２から第２方向Ｘ２に露出する。一方、連結部分１１１の端面１１７における開口縁部分１１７ａよりも外周側の環状端面部分１１７ｂと連結部分側環状外周面１１６とが、第２歯車部材１０２によって被われている。さらに、大径穴部分１２７の内壁面の各凹部１２９に連結部分１１１に設けられた各凸部１１８が嵌合している。

また、第２歯車部材１０２によって第１歯車部材１０１が保持された状態では、第１歯車部材１０１の第２方向Ｘ２の端（連結部分１１１の端面１１７）は、第２歯車部材１０２の第２方向Ｘ２の端（第２歯車部材側環状突部１２４の先端）よりも第１方向Ｘ１の側に位置する。

（第３複合歯車の製造方法）
図９は第３複合歯車５３の製造方向の説明図である。第３複合歯車５３を製造する場合には、第２歯車部材１０２に第１歯車部材１０１を確実に保持するために、インサート成形を行う。すなわち、金属製の第１歯車部材１０１を金型１５０内に配置した状態で樹脂を金型１５０に充填して第２歯車部材１０２を成形する。

図９に示すように、インサート成形に際しては、金型１５０として、軸線Ｌ１方向で２分割された第１金型１５１と第２金型１５２とを用いる。第１金型１５１には、第１歯車部材１０１の突出部分１１２と嵌合する嵌合部１５１ａを設けておく。第２金型１５２には、第２歯車部材１０２を成形するための空洞部１５３を設けておく。そして、第１金型１５１の嵌合部１５１ａに第１歯車部材１０１の突出部分１１２を配置し、第１金型１５１と第２金型１５２を軸線Ｌ１方向で積層する。これにより、第２金型１５２の空洞部１５３内に第１歯車部材１０１の連結部分１１１が突出した状態とする。その後、金型１５０内（第２金型１５２の空洞部１５３内）に樹脂を充填して、第２歯車部材１０２を成形する。

ここで、金属製の第１歯車部材１０１は、第２歯車部材１０２によって外周側から被われる連結部分１１１の連結部分側環状外周面１１６に、円盤部１１３の連結部分側環状外周面１１６に段差なく連続する環状外周面部分１１６ａを備えるものである。従って、第１金型１５１と第２金型１５２とのパーティングラインを、円盤部１１３の突出部分側環状外周面１１４と連結部分１１１の環状外周面部分１１６ａとの段差のない境界Ｐに位置させることができる。これにより、第２金型１５２の空洞部１５３に注入された樹脂が、第１金型１５１の側に移動することを阻止できるので、小径歯車部７４に樹脂が付着することを防止あるいは抑制できる。

また、樹脂製の第２歯車部材１０２に隣り合う位置に金属製の第１歯車部材１０１の小径歯車部７４があると、第２金型１５２の空洞部１５３に注入された樹脂が、第１金型１５１の側に移動した場合に、第２歯車部材１０２を成形するための樹脂が小径歯車部７４
の側に移動して小径歯車部７４の歯底などに付着しやすくなるが、本例では、第２歯車部材１０２と第１歯車部材１０１の小径歯部との間に円盤部１１３が設けられている。これにより、第２歯車部材１０２と小径歯車部７４とは円盤部１１３の突出部分側環状外周面１１４の高さ分だけＸ方向で離間している。よって、インサート成形時に第１歯車部材１０１を成形するための樹脂が小径歯車部７４に付着することを防止或いは抑制しやすい。

さらに、本例では、第１歯車部材１０１の端面１１７において、軸穴７１の開口縁部分１１７ａは、小径穴部分１２６を介して、第２歯車部材１０２から第２方向Ｘ２の側に露出しており、第２歯車部材１０２によって被われていない。換言すれば、連結部分１１１の端面１１７の開口（軸穴７１の第２方向の端）と第２歯車部材１０２とは、少なくとも軸穴７１の開口縁部分１１７ａを間に挟んで、径方向で離間している。従って、インサート成形に際して、第２歯車部材１０２を成形するために金型内に充填された樹脂が、第２歯車部材１０２の側から内周側に移動して、軸穴７１の内部に付着することを防止或いは抑制できる。

また、本例では、第１歯車部材１０１の第１方向Ｘ１の端面となる第１歯車部材側環状突部１１５の円環状端面１１５ａが軸線Ｌ１と直交している。従って、第１歯車部材１０１を第１金型１５１の嵌合部１５１ａ内に配置する際に、軸線Ｌ１と直交する第１歯車部材側環状突部１１５の円環状端面１１５ａを基準面として、利用できる。

（作用効果）
本例のギアードモータ１において、第３複合歯車５３の小径歯車部７４は、金属製の第１歯車部材１０１に設けられている。従って、第３複合歯車５３の全体が樹脂製であり、小径歯車部７４が樹脂からなる場合と比較して、小径歯車部７４の剛性を向上させることができる。

また、本例のギアードモータ１では、歯車機構４を構成する第３複合歯車５３において、小径歯車部７４が金属からなり、剛性が高い。従って、出力部材３に連結された被駆動部材を駆動するための負荷が大きく、出力部材３を回転させるのに必要なトルクが大きい場合でも、第３複合歯車５３の小径歯車部７４は、その負荷に耐えることができる。

さらに、本例のギアードモータ１のように、第３複合歯車５３の小径歯車部７４が出力部材３の歯車部分４３に噛合する構成では、小径歯車部７４に負荷がかかりやすい。これに対して、第３複合歯車５３は、金属からなる小径歯車部７４を備えるので、その破損や摩耗を防止或いは抑制できる。

また、本例のギアードモータ１では、出力部材３が金属製なので、出力部材３の歯車部分４３に噛合する第３複合歯車５３の小径歯車部７４は摩耗しやすいが、小径歯車部７４が金属製とされているので、その摩耗を抑制できる。

さらに、第３複合歯車５３において、樹脂製の第２複合歯車５２（小径歯車部６８）と噛合する大径歯車部７３は、樹脂製である。従って、第３複合歯車５３の剛性を向上させるために第３複合歯車５３の全体を金属製として、金属製の大径歯車部７３と樹脂製の第２複合歯車５２（小径歯車部６８）とを噛合させた場合と比較して、第２複合歯車５２（小径歯車部６８）の摩耗を抑制できる。

また、第３複合歯車５３では、第２歯車部材１０２によって第１歯車部材１０１が保持された状態で、第１歯車部材１０１の第２方向Ｘ２の端（連結部分１１１の端面１１７）が第２歯車部材１０２の第２方向Ｘ２の端よりも第１方向Ｘ１の側に位置する。これにより、第３複合歯車５３の第２方向Ｘ２の端は樹脂製の第２歯車部材１０２によって規定さ
れている。ここで、金属製の部材の寸法精度と比較して、樹脂製の部材の寸法精度を高くすることは容易である。よって、第３複合歯車５３の軸線Ｌ１方向の一方の端（第２方向Ｘ２の端）を樹脂製の第２歯車部材１０２によって規定した本例の第３複合歯車５３では、軸線Ｌ１方向の両端を金属製の第１歯車部材１０１によって規定する場合と比較して、軸線Ｌ１方向における長さ寸法の精度を向上させることができる。

さらに、第３複合歯車５３では、第１歯車部材１０１の連結部分１１１は、環状外周面部分１１６ａよりも外周側に突出する複数の凸部１１８を備える。また、これら複数の凸部１１８は、軸線Ｌ１回りの全周に亘って等角度間隔に設けられている。さらに、第２歯車部材１０２は、その保持部１０３に、複数の凸部１１８が嵌合する複数の凹部１２９を備える。従って、第１歯車部材１０１が第２歯車部材１０２から軸線Ｌ１方向に抜け落ちることを確実に防止できる。また、第１歯車部材１０１と第２歯車部材１０２とが軸線Ｌ１回りに相対回転することを確実に防止できる。

また、第２歯車部材１０２は、その中心穴１２１の開口縁から第２方向Ｘ２に突出する第２歯車部材側環状突部１２４を備える。従って、本例のギアードモータ１ように、第３複合歯車５３が、第３複合歯車５３と軸線Ｌ１方向で対向する支持板１１から突出する支軸７２に回転可能に支持されている場合に、樹脂からなる第２歯車部材側環状突部１２４を支持板１１に摺接させることができる。従って、第２歯車部材１０２の第２方向Ｘ２の端面の全体が支持板１１に摺接する場合と比較して、支持板１１と第３複合歯車５３との間の摺動抵抗を抑制できる。

さらに、第１歯車部材１０１は、小径歯車部７４から第１方向Ｘ１に突出する第１歯車部材側環状突部１１５を備える。従って、本例のギアードモータ１のように、第３複合歯車５３が、第３複合歯車５３と軸線Ｌ１方向で対向する金属製のカバー９から突出する支軸７２に回転可能に支持される場合などに、カバー９に第１歯車部材側環状突部１１５を摺接させることができる。従って、第１歯車部材１０１の第１方向Ｘ１の端面の全体がカバー９に摺接する場合と比較して、カバー９と第３複合歯車５３との間の摺動抵抗を抑制できる。また、金属製のカバー９と金属製の第１歯車部材１０１が摺接するので、これらの摩耗を防止或いは抑制できる。

（変形例）
上記の例では、第１歯車部材１０１は焼結品であるが、第１歯車部材１０１は、金属基材を切削したものでもよい。

また、上記の例では、連結部分１１１に、複数の凸部１１８を設けているが、凸部１１８の数は一つでもよい。従って、保持部１０３において、凸部１１８が嵌合する凹部１２９も一つとすることができる。

さらに、連結部分１１１における環状外周面部分１１６ａよりもＸ２方向の側に、径方向を内側に窪む凹部を設けてもよい。この場合には、第２歯車部材１０２の保持部１０３に、凹部に嵌合する保持部側凸部を備える。このようにしても、第１歯車部材１０１が第２歯車部材１０２から軸線Ｌ１方向に抜け落ちることを防止できる。また、第１歯車部材１０１と第２歯車部材１０２とが軸線Ｌ１回りに相対回転することを防止できる。

また、上記の例では、第３複合歯車５３のみが、金属からなる小径歯車部７４と樹脂からなる大径歯車部７３を備える複合歯車であるが、歯車機構４を構成する他の複合歯車（第１複合歯車５１、第２複合歯車５２）においても、第３複合歯車５３と同様に、金属製の第１歯車部材１０１と、樹脂製の第２歯車部材１０２とからなり、金属からなる小径歯車部７４と樹脂からなる大径歯車部７３を備える複合歯車を採用できる。

なお、本例の複合歯車５３として採用した複合歯車は、本例の歯車機構４とは異なる構成の歯車機構の一部として採用できるのは勿論である。

１…ギアードモータ、２…モータ、３…出力部材、４…歯車機構、５…ステータ、６…ロータ、７…ハウジング、８…ケース、８ａ…底部、９…カバー、１０…筒部、１１…支持板、１５・１６…ステータ組、１７…外ステータコア、１８…内ステータコア、２０…軸穴、２１…ロータ本体、２２…永久磁石、２３…支軸、２４…回転軸、２５…コイルボビン、２６…フランジ部、２７…円筒部、２８…コイル、２９…端子保持部、３０…モータ側端子、３１…端子カバー、３２…外カバー３２、４１…出力部材の出力軸部分、４２…出力部材の第１軸部分、４３…出力部材の歯車部分、４４…出力部材の第２軸部分、４５…歯部、４６…歯部形成部、４７…欠歯部、４９…軸受部、５０…モータピニオン、５１…第１複合歯車、５２…第２複合歯車、５３…第３複合歯車、５５…第１複合歯車の軸穴、５６…支軸、５７…第１複合歯車の大径歯車部、５８…第１複合歯車の小径歯車部、５９…歯部形成部、６０…欠歯部、６３…第１ストッパー機構、６５…第２複合歯車の軸穴、６６…支軸、６７…第２複合歯車の大径歯車部、６８…第２複合歯車の小径歯車部、７１…第３複合歯車の軸穴、７１ａ…テーパー穴部分、７１ｂ…テーパー穴部分、７２…支軸、７３…第３複合歯車の大径歯車部、７４…第３複合歯車の小径歯車部、７５…小径歯車部の歯部、７５ａ…歯部の端面、７８…第２ストッパー機構、１０１…第１歯車部材、１０２…第２歯車部材、１０３…保持部、１１１…連結部分、１１２…突出部分、１１３…円盤部、１１３ａ…傾斜面部分、１１４…円盤部の環状外周面、１１５…第１歯車部材側環状突部、１１５ａ…円環状端面、１１６…連結部分の環状外周面、１１６ａ…環状外周面部分、１１７…連結部分の端面（環状端面）、１１７ａ…開口縁部分、１１７ｂ…環状端面部分、１１８…凸部、１２１…中心穴、１２２…第１環状端面、１２３…第２環状端面、１２４…歯車部材側環状突部、１２６…小径穴部分、１２７…大径穴部分、１２８…環状面、１２９…凹部、１５０…金型、１５１…第１金型、１５２…第２金型、１５３…空洞部、Ｌ…モータの軸線、Ｌ１…第３歯車部材の軸線、Ｐ…境界、Ｘ…軸線方向、Ｘ１…第１方向、Ｘ２…第２方向

Claims (9)

1. 大径歯車部と、前記大径歯車部と同軸で当該大径歯車部よりも小径の小径歯車部と、を備える複合歯車において、
   前記小径歯車部を備える金属製の第１歯車部材と、
   前記大径歯車部および前記第１歯車部材を保持する保持部を備える樹脂製の第２歯車部材と、を有し、
   前記第１歯車部材は、前記保持部に嵌合して前記第２歯車部材によって外周側から覆われた連結部分と、前記第２歯車部材から軸線方向の第１方向に突出する突出部分と、を備え、
   前記突出部分は、前記小径歯車部、および、前記小径歯車部と前記連結部分との間に位置し当該小径歯車部と同軸で当該小径歯車部よりも大径の円盤部を備えることを特徴とする複合歯車。
2. 前記円盤部は、径方向の外側を向く環状外周面を備え、
   前記連結部分は、その外周面に、前記環状外周面に段差なく連続する環状外周面部分を備えることを特徴とする請求項１に記載の複合歯車。
3. 前記第１歯車部材は、前記軸線方向に貫通する軸穴を備え、
   前記連結部分は、前記第１方向とは反対の第２方向の端に前記軸穴の開口を備える平坦な環状端面を備え、
   前記第２歯車部材は、前記軸穴よりも内径が大きい中心穴を備え、
   前記中心穴は、小径穴部分と、前記小径穴部分の前記第１方向に位置し当該小径穴部分よりも内径が大きい大径穴部分と、前記小径穴部分と前記大径穴部分との間で前記第１方向を向く環状面と、を備え、
   前記保持部は、前記大径穴部分と、前記環状面と、を備え、
   前記連結部分が前記大径穴部分に嵌合し、前記環状端面が前記環状面に当接し、前記軸穴の開口および前記環状端面における当該軸穴の開口縁部分が前記小径穴部分を介して前記第２歯車部材から第２方向に露出していることを特徴とする請求項２に記載の複合歯車。
4. 前記連結部分は、前記環状外周面部分よりも前記第２方向の側に、周方向の一部分から前記径方向に突出する凸部または前記径方向に窪む凹部を備え、
   前記保持部は、前記凸部が嵌合する保持部側凹部または前記凹部に嵌合する保持部側凸部を備えることを特徴とする請求項３に記載の複合歯車。
5. 前記連結部分は、前記環状外周面部分よりも前記第２方向の側に、前記環状外周面部分よりも外周側に突出する複数の前記凸部を備え、
   複数の前記凸部は、前記軸線回りの全周に亘って等角度間隔に設けられており、
   前記保持部は、複数の前記凸部が嵌合する複数の前記保持部側凹部を備えることを特徴とする請求項４に記載の複合歯車。
6. 前記第２歯車部材は、前記第２方向の端面における前記小径穴部分の開口縁から当該第２方向に突出する第２歯車部材側環状突部を備えることを特徴とする請求項３から５のうちのいずれか一項に記載の複合歯車。
7. 前記第１歯車部材は、前記小径歯車部から前記第１方向に突出する第１歯車部材側環状突部を備え、
   前記第１歯車部材側環状突部は、前記小径歯車部よりも小径で前記第１方向の端面が前記軸線と直交することを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の複合歯
   車。
8. 請求項１から７のうちのいずれか一項に記載の複合歯車を備える歯車機構と、
   モータと、
   出力部材と、を有し、
   前記モータの回転を前記歯車機構によって前記出力部材に伝達することを特徴とするギアードモータ。
9. 前記出力部材は、歯車部分を備え、
   前記複合歯車の前記小径歯車部は、前記歯車部分に噛合していることを特徴とする請求項８に記載のギアードモータ。

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