JP2020112048A - アクチュエータ - Google Patents

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Masafumi Yamaguchi
雅史 山口
悦豪 柳田
Yoshitoshi Yanagida
悦豪 柳田
山中 哲爾
Tetsuji Yamanaka
哲爾 山中
田中 篤
Atsushi Tanaka
篤 田中
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Naoaki Kono
尚明 河野
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Kunio Nanba
邦夫 難波
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Abstract

【課題】複合ギヤの樹脂ギヤと金属ギヤとのすべりやガタツキを抑制する。【解決手段】アクチュエータ10は、モータ36と、出力シャフト26と、前記モータの回転を減速して前記出力シャフトに伝達する減速部37と、を備え、前記減速部は、前記出力シャフトに接続される出力ギヤ54を含む複数のギヤ51〜54を含み、前記複数のギヤは、前記複数のギヤは、大歯62tを有する大径のギヤ62と小歯63tを有する小径のギヤ63とをする複合ギヤ53を有し、軸61の回りを回転する複合ギヤ53を含み、前記大径のギヤと前記小径のギヤのうちの一方のギヤは、金属部材で形成された金属ギヤであり、他方のギヤは、樹脂部材で前記金属ギヤに一体成形された樹脂ギヤである。【選択図】図8

Description

本開示は、アクチュエータに関する。
特許文献1には、ブレーキ機構部を作動させる駐車ブレーキ用のアクチュエータが開示されている。このアクチュエータに用いられている複合ギヤは、金属製の小歯と、樹脂製の大歯と、金属プレートを備えている。この複合ギヤでは、金属プレートの外周部が樹脂製の大歯と連結し、金属プレートの内周部で金属製の小歯と連結し、樹脂製の大歯は、金属製の小歯と金属プレートにより挟まれている。
特開2004−308694号公報
しかし、特許文献1のアクチュエータでは、樹脂と金属の連結部における寸法精度・組み付け精度、あるいは、温度変化・トルク・振動によるストレスによって、樹脂ギヤと金属ギヤとの間の連結部において、隙間が空いてガタつく、あるいは破損するおそれがあった。こうした不具合は、駐車ブレーキ用のアクチュエータに限られず、高負荷のアクチュエータ、例えば、過給機における過給圧を制御するアクチュエータに関しても同様の課題を生じ得る。
本開示の一形態によれば、アクチュエータ(10)が提供される。このアクチュエータは、モータ(36)と、出力シャフト(26)と、前記モータの回転を減速して前記出力シャフトに伝達する減速部(37)と、を備え、前記減速部は、前記出力シャフトに接続される出力ギヤ(54)を含む複数のギヤ(51〜54)を含み、前記複数のギヤは、前記複数のギヤは、大歯(62t)を有する大径のギヤ(62)と小歯(63t)を有する小径のギヤ(63)とをする複合ギヤ(53)とを有し、軸(61)の回りを回転する複合ギヤ(53)を含み、前記大径のギヤと前記小径のギヤのうちの一方のギヤは、金属部材で形成された金属ギヤであり、他方のギヤは、樹脂部材で前記金属ギヤに一体成形された樹脂ギヤである。この形態によれば、複合ギヤの樹脂ギヤは、樹脂部材で金属ギヤに一体成形されているので、金属ギヤと樹脂ギヤとの間は隙間を空けること無く結合されている。その結果、温度変化やギヤトルク、振動の少なくとも一つに対する耐久性を向上できる。
第1実施形態のアクチュエータが適用されたエンジンの吸排気部の概略図である。 過給機の説明図である。 アクチュエータの上面図である。 減速部の各ギヤを示す説明図である。 図3のV−V線断面図である。 図3のVI−VI線断面図である。 第2大径外歯部を軸方向から見た平面図である。 第2中間ギヤの断面図である。 突起部に括れがある場合の第2小径外歯部樹脂の変化を示す説明図である。 第2中間ギヤをその回転の中心となる中心軸と垂直な方向から見た正面図である。 第2中間ギヤを第2ハウジング部側から見た上面図である。 第2中間ギヤを第1ハウジング部側から見た下面図である。 突起部の厚さを説明する説明図である。 樹脂製の第2小径外歯部を形成するときの第2大径外歯部と、成形型、の一部を拡大して示す説明図である。 突起部がテーパ形状を有している場合の説明図である。 第2大径外歯部の断面から見た第2中間ギヤを示す説明図である。 小歯の根元の形状の説明図である。 位置決め部の位置の説明図である。 位置決め部が突起部の外縁にある場合の突起部近傍の拡大図である。 位置決め部が突起部の外縁にある場合の突起部近傍の断面図である。 位置決め部が突起部の内部にある場合の突起部近傍の拡大図である。 位置決め部が突起部の内部にある場合の突起部近傍の断面図である。 ゲート跡の位置の説明図である。 他の実施形態におけるゲート跡の位置の説明図である。 他の実施形態におけるゲート跡の位置の説明図である。 第2実施形態における第2大径外歯部を示す説明図である。 第3実施形態における第2大径外歯部を示す説明図である。 第4実施形態における第2大径外歯部を示す説明図である。 第4実施形態における第2大径外歯部の平面図である。 第4実施形態における第2大径外歯部を示す説明図である。 第5実施形態における第2小径外歯部を軸に沿った方向から見た平面図である。 第5実施形態における第2中間ギヤの断面図である。 第5実施形態における第2中間ギヤを示す側面図である。 第5実施形態における第2中間ギヤを示す上面図である。 突起部の厚さを説明する説明図である。 突起部がテーパ形状を有している場合の説明図である。 位置決め部とゲート跡を示す説明図である。
・第1実施形態:
図1に示すように、第1実施形態によるアクチュエータ10は、車両走行用の動力源であるエンジン11に適用されている。
エンジン11には、吸気をエンジン11の気筒内へ導く吸気通路12と、気筒内で発生した排ガスを大気中に排出する排気通路13とが設けられている。吸気通路12の途中には、過給機24の吸気コンプレッサ14のコンプレッサホイール14aと、スロットルバルブ15とが設けられている。コンプレッサホイール14aは、エンジン11への吸気を過給する。スロットルバルブ15は、車両のアクセルペダル(図示せず)の踏み込み量に応じてエンジン11に供給される吸気量の調整を行う。
排気通路13の途中には、過給機24の排気タービン16のタービンホイール16aと、排ガスの浄化を行う触媒17とが設けられている。タービンホイール16aは、回転軸30によりコンプレッサホイール14aに接続されている。すなわち、エンジン11の排気エネルギーでタービンホイール16aを回転させ、コンプレッサホイール14aを回転させる。触媒17はモノリス構造を採用する周知な三元触媒であり、排ガスにより活性化温度に昇温されることで排ガス中に含まれる有害物質を酸化作用と還元作用により浄化する。
排気通路13には、タービンホイール16aと並列に、タービンホイール16aを迂回して排ガスを流すバイパス通路18が設けられている。このバイパス通路18には、過給圧制御用バルブであるウェイストゲートバルブ19が設けられている。ウェイストゲートバルブ19が開弁すると、エンジン11からの排ガスの一部は、バイパス通路18を通って触媒17へ直接導かれる。ウェイストゲートバルブ19は、エンジン11からの排ガスの圧力がウェイストゲートバルブ19の開弁圧力を超えたときに開弁する。また、ウェイストゲートバルブ19の開閉は、ECU(エンジン・コントロール・ユニット)22によっても制御される。すなわち、ECU22は、アクチュエータ10を駆動し、アクチュエータ10とウェイストゲートバルブ19との間に設けられたリンク機構25によってウェイストゲートバルブ19の開閉を実行する。
図2に示すように、過給機24は、排気タービン16と、吸気コンプレッサ14と、アクチュエータ10と、を備える。排気タービン16は、エンジン11から排出された排ガスによって回転駆動されるタービンホイール16a(図1)と、このタービンホイール16aを収容する渦巻形状のタービンハウジング16bと、を備えている。吸気コンプレッサ14は、タービンホイール16aの回転力を受けて回転するコンプレッサホイール14a(図1)と、このコンプレッサホイール14aを収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング14bとを備えている。タービンホイール16aとコンプレッサホイール14aとは、回転軸30(図1)により接続されている。
タービンハウジング16bには、タービンホイール16aの他、バイパス通路18が設けられている。バイパス通路18は、タービンハウジング16bに流入した排ガスをタービンホイール16aに供給せずにタービンハウジング16bの排気出口へ直接導く。このバイパス通路18は、ウェイストゲートバルブ19により開閉される。ウェイストゲートバルブ19は、タービンハウジング16bの内部でバルブ軸20により回動可能に支持されているスイングバルブである。ウェイストゲートバルブ19は、排ガスの圧力がウェイストゲートバルブ19の開弁圧力を超えると開弁するが、アクチュエータ10によっても駆動され、開閉する。
アクチュエータ10を格納するハウジング35は、過給機24の排気タービン16から離れた吸気コンプレッサ14側に取り付けられている。こうすれば、排ガスの熱の影響を回避できる。過給機24には、アクチュエータ10の出力をウェイストゲートバルブ19に伝達するためのリンク機構25(図1)が設けられている。本実施形態では、リンク機構25として、アクチュエータレバー27と、ロッド28と、バルブレバー29と、を備える4節リンク機構を採用している。アクチュエータレバー27は、アクチュエータ10の出力シャフト26に接続され、アクチュエータ10によって回動操作される。バルブレバー29は、バルブ軸20に結合される。ロッド28は、アクチュエータレバー27に付与される回動トルクをバルブレバー29に伝える。
アクチュエータ10は、マイクロコンピュータを搭載するECU22により動作が制御される。具体的に、ECU22は、エンジン11の高回転時などにウェイストゲートバルブ19の開度を調整するようにアクチュエータ10を制御して過給機24による過給圧を制御する。また、ECU22は、例えば冷間始動直後など、触媒17の温度が活性化温度に達していない時には、ウェイストゲートバルブ19を全開になるようにアクチュエータ10を制御して触媒17の暖機を行う。これにより、タービンホイール16aに熱を奪われていない高温の排ガスを触媒17へ直接導くことができ、触媒17を短時間で暖機できる。
次に、アクチュエータ10について、図3〜図6を参照して説明する。アクチュエータ10は、吸気コンプレッサ14に取り付けられるハウジング35に格納されている。図3に示すように、ハウジング35は、第1ハウジング部41および第2ハウジング部42を有している。第2ハウジング部42は、「ケース42」とも呼ぶ。第1ハウジング部41及び第2ハウジング部42は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、鉄鋼等の金属材料で形成されている。なお、第1ハウジング部41及び第2ハウジング部42は、樹脂で形成されていてもよい。また、第1ハウジング部41及び第2ハウジング部42は、ダイキャスト、重力鋳造、射出成形、プレスのいずれの製法で形成されてもよい。第2ハウジング部42は、締結部材43により第1ハウジング部41に締結されている。第2ハウジング部42からは、出力シャフト26が突き出ており、アクチュエータレバー27に接続されている。
図4、図5に示すように、第1ハウジング部41は、第2ハウジング部42と共に収容空間44を形成している。モータ36は、収容空間44に収容されている。具体的に、モータ36は、第1ハウジング部41に形成されたモータ挿入穴46に挿入され、スクリュ47により第1ハウジング部41に固定されている。モータ36とモータ挿入穴46の底面との間にはウェーブワッシャ45が設置されている。ウェーブワッシャ45は、備えられなくても良い。モータ36は、形式を問わず、例えば周知の直流モータであっても良いし、周知のステッピングモータ等であっても良い。
図4、図6に示すように、アクチュエータ10は、減速部37を有する。減速部37は、モータ36の回転を減速して出力シャフト26に伝達する平行軸式の減速機であり、複数のギヤを有している。本実施形態では、複数のギヤとして、ピニオンギヤ51、第1中間ギヤ52、第2中間ギヤ53および出力ギヤ54を有している。
ピニオンギヤ51は、モータ36のモータ軸55に固定されている。ピニオンギヤ51は、金属で形成された金属ギヤである。金属としては、例えば鉄系焼結金属が用いられる。
第1中間ギヤ52は、第1大径外歯部57と第1小径外歯部58とを有する複合ギヤであり、第1金属シャフト56により回転自在に支持されている。第1中間ギヤ52は軸である第1金属シャフト56の回りを回転する。第1大径外歯部57は、大径ギヤであり、モータ36のモータ軸55に固定されたピニオンギヤ51に噛み合っている。第1小径外歯部58は、第1大径外歯部57と比べて小径な小径ギヤである。第1大径外歯部57と第1小径外歯部58は、いずれも金属で形成された金属ギヤである。同様に、金属としては、例えば鉄系焼結金属が用いられる。第1大径外歯部57は、イナーシャを低減するために、複数の開口57oを有する。
第2中間ギヤ53は、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63とを有する複合ギヤであり、第2金属シャフト61により回転自在に支持されている。第2中間ギヤ53は軸である第2金属シャフト61の回りを回転する。第2大径外歯部62は、大径ギヤであり第1中間ギヤ52の第1小径外歯部58に噛み合っている。第2大径外歯部62は、金属で形成されている金属ギヤである。同様に、金属としては、例えば鉄系焼結金属が用いられる。第2小径外歯部63は、第2大径外歯部62と比べて小径な小径ギヤであり、樹脂で形成されている樹脂ギヤである。樹脂としては、例えばポリアミド樹脂、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂が使用可能である。樹脂ギヤは、金属ギヤに比べて、イナーシャが小さい。そのため、エンジン11の排気圧の脈動からウェイストゲートバルブ19、バルブレバー29、ロッド28、アクチュエータレバー27、出力シャフト26、出力ギヤ54を介して第2中間ギヤ53に大きな衝撃荷重が掛かった場合、第2中間ギヤ53を含め、その上流側(モータ側)のギヤ、例えば、第1中間ギヤ52やピニオンギヤ51にもその衝撃を伝達され難くできる。さらに出力ギヤ54を樹脂ギヤとしているので、出力ギヤ54に大きな衝撃荷重が掛かった場合、出力ギヤを含めその上流側(モータ側)のギヤ、例えば、第2中間ギヤ53、第1中間ギヤ52やピニオンギヤ51にもその衝撃を伝達され難くできる。
出力ギヤ54は、第2小径外歯部63に噛み合っており、出力ギヤ54の中心軸AX3に沿って、出力シャフト26が接続され、固定されている。中心軸AX3を、単に「軸AX3」とも呼ぶ。他の中心軸AX1、AX2についても同様に「軸AX1」「軸AX2」とも呼ぶ。出力ギヤ54は、樹脂で形成された樹脂ギヤである。従って、第1実施形態においては、上流側のピニオンギヤ51から第2大径外歯部62までが金属ギヤであり、下流側の第2小径外歯部63から出力ギヤ54までが樹脂ギヤである。すなわち、減速部37が備えるギヤは、出力ギヤ54と、出力ギヤ54に噛み合う複合ギヤである第2中間ギヤ53の第2小径外歯部63と、を除いたギヤが金属ギヤである。そのため、各ギヤの噛み合いは、樹脂ギヤ同士、金属ギヤ同士の噛合となり、樹脂ギヤと金属ギヤの噛み合いがない。その結果、樹脂ギヤの摩耗を抑制できる。
図5、図6に示すように、アクチュエータ10は、モータ36と出力シャフト26と減速部37とを格納する第1ハウジング部41と、第1ハウジング部41に蓋をするケースである第2ハウジング部42と、を備えており、第2金属シャフト61の一方の端部は第1ハウジング部41に固定され、他方の端部は第2ハウジング部42で支持されている。そのため、第2金属シャフト61の一方の端部を第1ハウジング部41に固定し、他方の端部を支持しない場合に比べて、モータ36の駆動や、ウェイストゲートバルブ19からの脈動に起因する振動・トルクに対する第2金属シャフト61の変形を低減できる。
出力ギヤ54には、磁束発生部である磁石66、67と、磁束伝達部であるヨーク68、69が設けられている。磁石66、67およびヨーク68、69は、出力シャフト26の軸方向視において弧状の閉磁気回路を形成する磁気回路部64を構成している。磁気回路部64は、出力ギヤ54および出力シャフト26と一体に回動する。
出力ギヤ54の磁気回路部64の閉磁気回路の内側には、磁石66、67の磁束を検出する磁束検出部65が配置されている。磁束検出部65は、例えばホールICを用いて構成されている。磁気回路部64および磁束検出部65は、出力シャフト26の回転角度を検出する回転角センサ39として機能する。磁気回路部64および磁束検出部65の基本的な用途や機能は、特開2014−126548号に開示されているものと同様である。回転角センサ39により検出される出力シャフト26の回転角は、ECU22(図1参照)に出力される。なお、図6に示す磁気回路部64および磁束検出部65の構成は一例であり、他の構成であってもよい。
図6に示すように、出力シャフト26は、第1ハウジング部41に設けられた軸受48と、第2ハウジング部42に設けられた軸受49とにより回転自在に支持されている。出力シャフト26の一端部は、ハウジング35の第2ハウジング部42から外に延び出ている。アクチュエータレバー27は、第2ハウジング部42の外で出力シャフト26に固定されている。
図7は、第2大径外歯部62を軸AX2に沿った方向から見た平面図である。図8は、図7に示す第2大径外歯部62に第2小径外歯部63を一体成形した後の第2中間ギヤ53のC8−C8線断面を示す説明図である。第2大径外歯部62は、外周に形成された大歯62tと、中央に開けられた開口62kと、開口62kに突き出る3つの突起部62cを備える。開口62kには、図8に示すように第2小径外歯部63を構成する樹脂が侵入する。この構造については、後述する。図7の3つの突起部62cは、それぞれ作用面62sを有する。作用面62sとは、第2小径外歯部63に摩擦力以外の回転方向の力を与え、あるいは、第2小径外歯部63から摩擦力以外の回転方向の力を受ける面である。作用面62sは、第2大径外歯部62の回転方向に対し、平行でない面を有している。作用面62sを有することで、力を受けたときに、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間の相対的な動きを抑制し、摩耗を抑制できる。なお、作用面62sは有った方がより好ましいが、無くても良い。例えば、突起部62cの形状を内フランジ形状のような円盤形状とした場合、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間の境界が、第2大径外歯部62の回転方向に対し、平行となり、作用面は存在しなくなる。しかし、この場合、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間は、密着しているので、静止摩擦力が働く。そのため、静止摩擦力により、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間の相対的な動きを抑制できるからである。
図7に示すように、突起部62cは、作用面62sに、先端62ct側に比べて根元62cb側が括れた形状を有している。先端62ct側に比べて根元62cb側が括れた形状とは、軸AX2から突起部62cを見た時に、根元62cb側の中心角θbが、先端62ctにおける中心角θtよりも小さいことを意味する。なお、突起部62cの根元62cbにおける周方向の幅が、先端62ctにおける周方向の幅よりも狭いとしてもよい。根元62cb側が括れていると、図9に示すように、樹脂を硬化したときに、収縮した樹脂が突起部62cに、より密着するため、作用面62sにおいて、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間の隙間の発生を抑制できる。また、温度変化・トルク・振動によるストレスによって、樹脂ギヤと金属ギヤとの間の連結部において、隙間が空いてガタつく、あるいは破損することを抑制できる。例えば、樹脂を金属ギヤに一体成形すると、樹脂と金属の線膨張差による、樹脂と金属の連結部に応力の発生や、高温と低温とが繰り返されることで生じる応力振幅による、樹脂冷熱クラックの発生を抑制できる。また高温で長時間放置された場合、応力発生部において樹脂が高温クリープ変形し、樹脂と金属の間に隙間の発生も抑制できる。また、ギヤにトルクが加わった場合、樹脂と金属の接触部における応力集中部において疲労破壊による破損を抑制できる。さらに、ギヤに加わるトルク・振動により、樹脂と金属の連結部に相対すべりが発生し、樹脂あるいは金属が摩耗し、隙間ができることも抑制できる。なお、突起部62cは、作用面62sに、先端62ct側に比べて根元62cb側が括れた形状を有していなくてもよい。また、3つの突起部62cのうちの1つは、位置決め部62hを有するが、位置決め部62hについては、後で説明する。開口62kと突起部62cとの境界には、開口62kの内周に沿って角62cc、隅62csが形成されている。角62cc、隅62csについては、後述する。
図8に示すように、樹脂ギヤである第2小径外歯部63は、金属ギヤである第2大径外歯部62と一体成形されており、軸AX2に沿った方向から突起部62cを挟んでいる。ここで、樹脂ギヤが金属ギヤに一体成形されているとは、樹脂ギヤである第2小径外歯部63は、樹脂の射出成形により、破壊すること無く分解できない1個のかたまりとして形成され、金属ギヤである第2大径外歯部62と隙間をあけることなく結合されていることを意味する。樹脂成形としては、射出成形の他、積層成形、粉末成形など、種々の樹脂成形の方法を採用してもよい。突起部62cは、軸AX2に沿った方向に第2小径外歯部63と接触する接触面62dを有し、第2小径外歯部63は、接触面62dと接触する接触面63dを有し、接触面62dと接触面63dとは、隙間無く接触している。一般に、金属ギヤと樹脂ギヤとを別個に製造し、両者を組み付ける場合、それぞれの製造精度により、金属ギヤと樹脂ギヤとの間に隙間が生じる。しかし、本実施形態の第2中間ギヤ53は、このような一体成形された樹脂ギヤである第2小径外歯部63を備えるので、金属ギヤである第2大径外歯部62の製造精度に関わりなく、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63とを隙間無く結合できる。また、樹脂が金属に密着しているので、第2中間ギヤ53の温度が変化し、あるいは、第2中間ギヤ53に掛かるギヤトルクや振動が変化しても、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間に隙間が生じにくく、第2中間ギヤ53の耐久性を向上できる。また、第2小径外歯部63の成形後、低温時など、第2小径外歯部63を形成する樹脂が収縮した際に、第2大径外歯部62の突起部62cと樹脂との間の隙間が減少する方向に収縮する。
図8に示すように、突起部62cは、軸AX2に沿った方向から樹脂に挟まれている。そのため、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63とが、スラスト方向、すなわち、軸AX2に沿った方向に抜けることを抑制できる。その結果、軸AX2に沿った方向の荷重や振動に対する信頼性を向上できる。なお、突起部62cは、軸AX2に沿った方向から樹脂に挟む構成を採用した方が好ましい。突起部62cが軸AX2に沿った方向から樹脂に挟まれている場合、第2小径外歯部63の成形後、低温時など、第2小径外歯部63を形成する樹脂が収縮した際に、第2大径外歯部62の突起部62cと突起部62cを挟む樹脂との間の隙間が減少する方向に収縮する。ただし、突起部62cが軸AX2に沿った方向から樹脂に挟む構成を採用しなくても良い。すなわち、突起部62cの一方の面にのみ樹脂が存在する構成であってもよい。また、ある断面では、突起部62cの小歯63t側に樹脂が存在し、別の断面では、突起部62cの小歯63tと反対側に樹脂が存在するように、断面の位置を周方向に移動したときに、突起部62cが軸AX2方向に対してジグザグに位置するように突起部62cを設けても良い。
図10は、第2中間ギヤ53をその回転の中心となる中心軸AX2と垂直な方向から見た正面図である。図11は、第2中間ギヤ53を中心軸AX2に沿った方向第2ハウジング部42側から見た平面図であり、図12は、第2中間ギヤ53を中心軸AX2に沿った方向第2ハウジング部42側から見た下面図である。第2中間ギヤ53は、外側に金属ギヤである第2大径外歯部62を備え、内側に樹脂ギヤである第2小径外歯部63を備える。第2小径外歯部63は、第2大径外歯部62から第1ハウジング部41側に突き出ている。第2大径外歯部62は、上述したように、外周に大歯62tを備える。ここで、大歯とは、部材の材質によらず、大径のギヤの歯、すなわち、第2大径外歯部62の歯、を意味する。第2小径外歯部63は、図10、12に示すように、第2大径外歯部62から第1ハウジング部41側に突き出た部分に小歯63tを有する。小歯とは、部材の材質にかかわらず、小径のギヤの歯、第2小径外歯部63の歯を意味する。
第2小径外歯部63は、第2金属シャフト61が貫通する軸穴53hを備える。樹脂ギヤである第2小径外歯部63が軸穴53hを備えることで、アクチュエータ10の構成部品の数を低減し、組み付けるときの工数も低減できる。第2小径外歯部63は、図11に示すように軸AX2に沿った方向の第1ハウジング41側の端部に大歯62tの歯底円直径D1より内側に端面63eを備え、図12に示すように第2ハウジング42側の端部に小歯63tの歯底円直径d1より内側に端面63fを備える。第2小径外歯部63が端面63e、63fを備えることで、第2大径外歯部62の歯62tが第1ハウジング41に接触し、第2小径外歯部63の歯63tが第2ハウジング42に接触することを抑制できる。
図13を用いて、突起部62cの厚さについて説明する。第2大径外歯部62の大歯62tにおける軸AX2に沿った方向の厚さをt1とし、樹脂と結合する部位である突起部62cにおける軸方向に沿った厚さをt2、樹脂部材と突起部62cの嵌合部における軸にAX2に沿った方向の厚さをt3とすると、第2中間ギヤ53では、t1、t2、t3の間にt1>t2、かつ、t1≧t3の関係を満たしている。また、嵌合部においては、第2大径外歯部62の軸AX2の軸AX2と垂直な2つの端面62s1から軸の方向にはみ出ていない。なお、図13では、図示の都合上、t2を示す位置とt3を示す位置を異ならせているが、同一の位置である。また、この構成は、第2大径外歯部62の軸AX2に沿った方向の2つの端面62s1の間で、第2小径外歯部63を構成する樹脂部材が突起部62cを挟む構成である。このような構成とすれば、樹脂ギヤである第2小径外歯部63と、第2小径外歯部63に噛み合いの相手ギヤである出力ギヤ54との干渉を抑制できる。また、第2大径外歯部62や、第2小径外歯部63に噛み合う出力ギヤ54の歯の幅を大きくでき、ギヤの歯の強度を大きくできる。なお、t1>t2、かつ、t1≧t3の関係を満たした方が好ましいが、この関係は、必ずしも満たさなくても良い。
図13において、突起部62cにおいて、角62cc、隅62csは、面取がされている。角62ccとは、突起部62cを外側から見た時に尖って突き出た部分を意味し、隅62csとは、突起部62cを内側から見た時に尖って突き出た部分を意味する。なお、角62ccや隅62csは、図7に示すように、開口62kの内周に沿って一周するように存在している。したがって、図7の突起部62cの先端62ctや根元62cbには、角62ccあるいは隅62csが形成されており、同様に面取がされている。面取とは、R面取、C面取、あるいは、他の角度で角62ccや隅62csを落とすことを意味する。R面取とは、角62ccや隅62csを曲面で角を落とすことを意味する。C面取は、45度の角度で角を落とすことを意味する。角62cc、隅62csは、応力が集中するので、面取をすることで、応力を緩和できる。また、角62ccや隅62csに接する樹脂の割れや疲労破壊を抑制できる。なお、面取は、されていなくても良い。
図13に示すように、第2大径外歯部62は、軸AX2に沿った方向の端面62s1、62s2を有し、第2小径外歯部63は、突起部62cを挟む部分において軸AX2に沿った方向の端面63sを有している。端面62s1、62s2は、階段形状を形成しており、端面62s2は、端面62s1よりも突起部62c側にΔtだけ低く凹んでいる。端面63sは、端面62s2と同一の平面を形成している。
図14は、第2中間ギヤ53の樹脂製の第2小径外歯部63を形成するときの第2大径外歯部62と、成形型80、82と、の一部を拡大して示す説明図である。成形型80、82の間のスペースが、キャビティ81である。キャビティ81に樹脂が充填され、硬化されることで、第2小径外歯部63が形成される。図14から分かるように、成形型80、82の外縁側の端部80e、82eは、端面62s2に接している。そのため、キャビティ81に射出された樹脂は、端面62s2を越えて端面62s1までは流れない。また、樹脂が流れ込むキャビティの大きさを小さくできるので、樹脂の封止性を向上させることができる。また、樹脂封止の際に、平面度が必要な範囲、具体的には、端面63sの範囲を小さくできるので、製造性を向上できる。なお、第2大径外歯部62は、2つの端面62s1、62s2を持たず、1つの端面62s1のみを有し、端面63sを端面62s1と同一平面となるようにしてもよい。
図15に示すように、突起部62cは、突起部62cの先端62ct側における軸AX2に沿った方向の厚さwtに比べて突起部62cの根元62cb側における軸AX2に沿った方向の厚さwbが薄い。厚さwtが厚さwbより薄くするためには、例えば、突起部62cの接触面62dの形状を、軸AX2と垂直な面に対する傾斜がφとなるように形成すれば良い。樹脂が収縮したときに、収縮した樹脂が突起部62cにより密着するため、第2大径外歯部62と第2小径外歯部63との間の隙間の発生を抑制できる。テーパ形状は、図15に示すような直線形状に限られず、凹面、凸面であってもよい。また、テーパ形状の代わりに、階段形状であってもよい。また、テーパ形状は、2つの接触面62dのうち、一方、あるいは両方に形成されていても良い。なお、突起部62cは、突起部62cの先端62ct側における軸AX2に沿った方向の厚さwtと、突起部62cの根元62cb側における軸AX2に沿った方向の厚さwbと、が等しい形状、あるいは、厚さwtが厚さwbよりも薄い形状を有していても良い。厚さwtと厚さwbとが等しいと、突起部62cをプレスにより形成し易い。また、厚さwtが厚さwbよりも薄いと、後述する位置決め部を突起部62cの先端62ctに形成し易い。
図16、図17を用いて、樹脂ギヤである第2小径外歯部63の小歯63tの根元の形状について説明する。図17は、図16のC17−C17線断面を示す説明図である。C17−C17線断面の左側は、小歯63tの歯先を通り、右側は、小歯63tの歯底、すなわち根元を通っている。小歯63tの根本の半径r2の曲面の小歯63tの端部63bsが、端面62ts1よりも小歯63t側に来ると、小歯63tの他の歯と噛み合い可能な歯幅が減少する。そのため、端部63bsの位置を端面62ts1よりも小歯63tと反対側にしたい。一方、第2外径外歯部62との結合強度を大きくするには、樹脂の厚さとしてtaを確保したい。また、小歯63tの根元側の強度を大きくするには、r2を大きくしたい。これらを満たすため、本実施形態では、図17に示すように、樹脂ギヤである第2小径外歯部63は、小歯63tの第2大径外歯部62側の端面にテーパ形状部63tpを有する。
図17に示すように、テーパ形状部63tpを備えることで、小歯63tの他の歯と噛み合い可能な歯幅を減少させず、第2外径外歯部62との結合強度を大きくし、小歯63tの根元側の強度を大きくできる。
次に、図18を用いて、位置決め部62hとゲート跡63gについて説明する。金属ギヤである第2大径外歯部62を成形型80、82(図14)に設置するときに、成形型80、82のピン(図示せず)に位置決め穴62hを位置決めする。樹脂は、成形型80、82に設けられたゲート(図示せず)からキャビティ81に樹脂が充填される。ゲートの部分は成形型の面が存在しないため、樹脂上に跡が残る。この跡がゲート跡63gである。金属ギヤである第2大径外歯部62が位置決め部62hを備えることで、成形型80、82に第2大径外歯部62の回転方向の位置決めを容易にできる。このとき、第2大径外歯部62の位置決めに、位置決め部62hを用いると、第2大径外歯部62の位置決めに、大歯62tを用いなくて済むので、大歯62tをピンとの接触によるキズから保護できる。また、第2大径外歯部62の大歯62tと、第2小径外歯部63の小歯63tと、ゲート(ゲート跡63g)と、の間の相対的な位置を規定し、その位置精度を向上できる。
図18に示すように、位置決め部62hは、樹脂ギヤである第2小径外歯部63の隣接する2つの歯底63tbの中間と、回転の中心の軸AX2とを結ぶ線63l上に設けられている。図14で説明したように、第2小径外歯部6は、成形型80、80に設けられたゲートからキャビティ81に樹脂が充填されることで、形成される。このとき、例えば、ゲートが2個以上有る場合、2つのゲートの略中間の位置は、2つのゲートからそれぞれ射出された樹脂が合流する位置となる。このような樹脂が合流する位置では、合流した樹脂の密着不足によりウェルドと呼ばれる脆弱部分が形成される。ウェルドは、ウェルドでない場所に比べて樹脂の強度が高くないので、力が掛かりにくい部分にウェルドが形成されるように、射出成形のゲートの位置が決められる。本実施形態では、位置決め部62hは、樹脂ギヤである第2小径外歯部63の隣接する2つの歯底63tbの中間と、回転の中心の軸AX2とを結ぶ線63l上に設けることで、ウェルドを第2小径外歯部63の歯底63tbに形成させないようなゲートの位置を容易に設定できる。
位置決め部62hは、図19、図20に示すように、突起部62cの先端側の外縁部に設けられても良い。この場合、位置決め部62hの形状は、穴の一部が開放された切り欠き形状となる。位置決め部62hは、プレスによる打ち抜きによって第2大径外歯部62を形成するときに、同時に形成される。位置決め部62hの大きさは、突起部62cにおける厚さt2と、幅L1で決まり、厚さt2が薄く、円周に沿った方向の幅L1が大きいほど小さくすることができる。また、位置決め部62hの形状を切り欠き形状とすると、ピンの形状の全てを打ち抜かなくてもよいので、プレス性を向上させることができる。また、位置決め部62hを切り欠き形状として突起部62cの先端側の外縁部に設けると、突起部62cの形状の自由度が増す。
第2大径外歯部62の軸AX2に沿った方向の厚さをt1、樹脂と結合する部位である突起部62cにおける軸AX2に沿った方向の厚さをt2、とするときに、突起部62cの厚さt2がt1>t2を満たす位置は、板の厚さが薄く、位置決め部62hを開けやすい位置なので、プレス性が向上する。なお、位置決め部62hの形状は、図18、図19に示すように、円形であるが、楕円形や、長方形、多角形形状、あるいは、それらの形状から一部を切り取った切り欠き形状であってもよい。
位置決め部62hは、図21、図22に示すように、突起部62cの先端62ctからL2だけ内部に設けられても良い。この場合、位置決め部62hの形状は、ピンの形状と同じ形状であってもよい。位置決め部62hが突起部62cの内部に設けられていれば、切り欠きの開放方向にピンがずれないので、成形型80、82に第2大径外歯部62を、より高精度に設置できる。
図23を用いて、ゲート跡63gと、小歯63tの位置関係について説明する。樹脂ギヤである第2小径外歯部63は、9個の小歯63tと、3つのゲート跡63gと、を有している。3つのゲート跡63gは、軸AX2を中心とする同心円上にある。そして、3つのゲート跡63gのうち隣接する2つのゲート跡を結ぶ垂直二等分線53lは、軸AX2よりも隣接する2つのゲート跡63g側において、小歯63tの隣接する2つの歯底63tbの間を通っている。一般にウェルドは、隣接する2つのゲート跡から等距離、すなわち垂直二等分線53l上に生じやすい。本実施形態によれば、垂直二等分線53lは、隣接する2つの歯底63tbの間、すなわち歯先63ttを通り、歯底63tbを通らない。すなわち、垂直二等分線53l上に生じやすいウェルドは、力のかかる歯底63tb上に形成されない。その結果、第2小径外歯部63の強度を低下させず、耐久性を向上できる。したがって、このようなゲート跡63gを生じさせる位置に成形型80、80のゲートを設けて、第2小径外歯部63を形成することが好ましい。
図23において、ゲート跡63gは、小歯63tの歯底円63tbcと、第2小径外歯部63の樹脂の最外周63otとの中間線63ceよりも外縁側に存在している。このような位置にゲート跡を残すゲートを用いると、樹脂を射出したときにおける円周方向の樹脂の流れを均一化できる。
図24にゲート跡の数を増加させた例について説明する。図24に示す例では、樹脂ギヤである第2小径外歯部63は、9個の小歯63tと、9つのゲート跡63g、を有している。9つのゲート跡63gは、軸AX2を中心とする同心円上にある。そして、9つのゲート跡63gのうち隣接する2つのゲート跡を結ぶ垂直二等分線53lは、軸AX2よりも隣接する2つのゲート跡63g側において、小歯63tの隣接する2つの歯底63tbの間、すなわち歯先63ttを通っている。従って、図23で説明した実施形態と同様に、垂直二等分線53l上に生じやすいウェルドは、歯底63tb上に形成されない。その結果、第2小径外歯部63の強度を低下させない。したがって、このようなゲート跡63gを生じさせる位置に成形型80、80のゲートを設けて、第2小径外歯部63を形成することが好ましい。
以上説明した図23、図24に示す例では、小歯63tの数は、ゲート跡63gの数の整数倍となっている。すなわち、小歯63tの数を、ゲート跡63gの数の整数倍となるように、逆に言えば、ゲート跡63gの数を小歯63tの数の整数分の1とすれば、垂直二等分線53lが歯先63ttを通るように、すなわちウェルドが歯先63ttの生じ、歯底63tbに生じないように成形型80、80のゲートの位置を設定できる。その結果、第2小径外歯部63に大きな力がかかっても、破壊され難くできる。したがって、小歯63tの数を、ゲート跡63gの数の整数倍となるようにし、このようなゲート跡63gを生じさせる位置に成形型80、80のゲートを設けて、第2小径外歯部63を形成することが好ましい。
なお、図25に示す例では、小歯63tの数は9であり、ゲート跡63gの数は6であり、小歯63tの数は、ゲート跡63gの数の整数倍となっていない。このような、小歯63tの数がゲート跡63gの数の整数倍となっていない場合であっても、図25に示すように、垂直二等分線53lが歯底63tbを通らないようにできる。したがって、小歯63tの数をゲート跡63gの数の整数倍とした方が好ましいが、小歯63tの数をゲート跡63gの数の整数倍としなくても良い。この場合、例えば、小歯63tの数をM、ゲート跡63gの数をNとするとき、M/Nが奇数のとき、小歯63tの歯底63tbにゲート跡63gが位置するようにし、M/Nが偶数のとき、小歯63tの歯先63ttにゲート跡63gが位置するようにし、M/Nが割り切れない場合には、小歯63tの歯底63tbにゲート跡63gの一つが位置するようにすれば、ウェルドが歯底63tb上に形成されないようにできる。
また、図23に示すように、ゲート跡63gは、軸AX2に沿った方向から見た時に、突起部62cと重ならない位置、すなわち、ゲート跡63gを通り軸AX2に沿った方向に突起部62cが存在しない位置に、ゲート跡63gを有することが好ましい。すなわち、ゲートから射出された樹脂の射出先に、突起部62cが存在しない。このように、樹脂の射出先に突起部62cが存在しないようにすれば、突起部62cのゲートと反対側に樹脂を流れやすくできる。また、射出された樹脂が第2大径外歯部62に直接当たらないので、第2大径外歯部62が樹脂の射出圧により動いたり振動したりすることがなく、第2小径外歯部63の成形性を向上できる。但し、ゲート跡63gは、ゲート跡63gを通り軸AX2に沿った方向に突起部62cが存在する位置にゲート跡63gがあってもよい。例えば、3つの突起部63にゲートから射出された樹脂がバランスよく当たれば第2大径外歯部62が樹脂の射出圧により動いたり振動したりすることが起こり難い。
ゲート跡63gは、第2小径外歯部63に形状等の痕跡として残っていなくてもよい。例えば、やすりなどでゲート跡63gを消去しても、消去した位置は、依然としてゲート跡63gである。
・第2実施形態:
図26に、第2実施形態における第2大径外歯部62xを示す。第2実施形態の第2大径外歯部62xでは、第2大径外歯部62xの内側に内フランジ62cxが形成されている。内フランジ62cxは、第1実施形態の突起部62cに対応する部材である。突起部62cが第2大径外歯部62xの内側の全周に渡って形成されているとも言える。内フランジ62cxの内側には、大きな開口62kxが形成されている。また、内フランジ62cxには、複数の開口62mxが形成されている。第2小径外歯部が形成されると、第2小径外歯部を形成する樹脂は、内フランジ62cxの上面と下面に形成され、内フランジ62cxを挟む。上面の樹脂と下面の樹脂は、開口62mxおよび開口62kxを介して繋がり、一体となっている。すなわち、第2実施形態においても、第1実施形態と同様に、樹脂ギヤである第2小径外歯部は、金属ギヤである第2大径外歯部62xに一体成形されたギヤとなる。
また、第2実施形態においても、第2小径外歯部を構成する樹脂は、金属部材の一部である内フランジ62cxを、第2中間ギヤの軸AX2に沿った方向から挟んでいる。なお、内フランジ62cxの一方の面にのみ樹脂を有する構成であってもよい。
第2実施形態においても、第2大径外歯部62xの軸AX2に沿った方向の厚さをt1、金属部材の一部である内フランジ62cxにおける軸AX2に沿った方向の厚さをt2、t2を測る位置における樹脂部材の内フランジ62cxを含む軸AX2に沿った方向の厚さをt3、とすると、t1>t2、かつ、t1≧t3を満たしていてもよい。
第2実施形態において、内フランジ62cxの樹脂部材との境界となる角や隅は、面取がされていてもよい。
第2実施形態において内フランジ62cxに形成された複数の開口62mxの内周面は、樹脂ギヤである第2小径外歯部に摩擦力以外の回転方向の力を与え、あるいは、第2小径外歯部から摩擦力以外の回転方向の力を受ける作用面として機能してもよい。
第2実施形態においても、内フランジ62cxは、先端側における軸AX2に沿った方向の厚さに比べて根元側における軸AX2に沿った方向の厚さが薄いテーパ形状を有していてもよい。
・第3実施形態:
図27に第3実施形態における第2大径外歯部62yを示す。第3実施形態の第2大径外歯部62yは、第2実施形態の第2大径外歯部62xと同様に内フランジ63czを備える点は共通する。第2実施形態の第2大径外歯部62xでは、内フランジ62cxの内側に大きな開口62kxが形成され、内フランジ62cxに複数の開口62mxを備えている。これに対し、第3実施形態の第2大径外歯部62yでは、大きな開口62kyと内フランジ62cyとの境界の円周面62cyrに凹凸形状を有する点が異なる。
第3施形態においても、第1実施形態、第2実施形態と同様に、樹脂ギヤである第2小径外歯部は、金属ギヤである第2大径外歯部62yに一体成形されたギヤとなる。また、第2小径外歯部を構成する樹脂は、金属部材の一部である内フランジ62cyを、第2中間ギヤの軸AX2に沿った方向から挟んでいてもよい。また、第2実施形態で説明した厚さt1、t2、t3の間にt1>t2、かつ、t1≧t3の関係を満たしていてもよい。内フランジ62cyの樹脂部材との境界となる角や隅は、面取がされていてもよい。また、円周面62cyrに凹凸形状は、作用面として機能しても良い。円周面62cyrに凹凸形状は、先端側における軸AX2に沿った方向の厚さに比べて根元側における軸AX2に沿った方向の厚さが薄いテーパ形状を有していてもよい。
第3実施形態の第2大径外歯部62yにおいて、第2実施形態の第2大径外歯部62xと同様の複数の開口62mxをさらに備えても良い。同様の効果を得ることができる。
・第4実施形態:
図28、図29、図30に第4実施形態における第2大径外歯部62zを示す。第4実施形態における第2大径外歯部62zは、第2実施形態、第3実施形態と同様に内フランジ63czを備える点は共通する。第2実施形態では、内フランジ62cxに、複数の開口62mxを備えているが、第4実施形態における第2大径外歯部62zは、内フランジ62czの上面62czuが凹凸を有する面である点で異なる。第3施形態においても、第1実施形態、第2実施形態、第3実施形態と同様に、樹脂ギヤである第2小径外歯部は、金属ギヤである第2大径外歯部62zに一体成形されたギヤとなる。第4実施形態では、内フランジ62cxの上面62czuの凹凸は、作用面として機能する。第4実施形態では、図30に示すように、内フランジ62czの下面62czdは、凹凸のない平坦な面であるが、上面62czuと同様に凹凸のある面であってもよい。また、内フランジ62czの下面62czdが凹凸のある面、上面62czuが平坦な面であってもよい。
第4実施形態においても、第2実施形態と第3形態で説明した構成、例えば、複数の開口62mxや、円周面62cyrの凹凸形状のうち一方または両方を採用しても良い。第2実施形態、第3実施形態と同様の効果を奏する。
・第5実施形態:
上記、第1実施形態から第4実施形態では、第2中間ギヤ53の第2大径外歯部62が金属ギヤ、第2小径外歯部63が樹脂ギヤであった。これに対し、第5実施形態では、第2中間ギヤ153の第2大径外歯部162が樹脂ギヤ、第2小径外歯部163が金属ギヤである点が異なる。なお、第5実施形態の第1実施形態と対応する構成要素については、第1実施形態の符号に100を加えた符号を付し、以後の説明では、簡単な説明に留め、または説明を省略する。
図31は、第2小径外歯部163を軸AX2に沿った方向から見た平面図である。第2小径外歯部163は、外縁側に突出する3つの突起部163cを備える。3つの突起部163cは、第1実施形態の突起部62cと同様に、それぞれ作用面163sを有する。作用面163sは、第2小径外歯部163の回転方向に対し、平行でない面である。作用面163sを有することで、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間の相対的な動きを抑制し、摩耗を抑制できる。なお、作用面163sは有った方がより好ましいが、無くても良い。例えば、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間の境界が、第2小径外歯部163の回転方向に対し、平行な円筒面の場合、作用面は存在しないが、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間には、摩擦力が働く。そのため、摩擦力により、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間の相対的な動きを抑制できるからである。
図32は、図31に第2大径外歯部162を一体成形した後の第2中間ギヤ153のC32−C32線断面を示す説明図である。図32に示すように、金属ギヤである第2小径外歯部163は、外周側に突出する突起部163cを備える。樹脂ギヤである第2大径外歯部162は、金属ギヤである第2小径外歯部163と一体成形されており、軸AX2に沿った方向から突起163cを挟んでいる。突起163cは、軸AX2に沿った方向に第2大径外歯部162と接触する接触面163dを有し、第2大径外歯部162は、接触面163dと接触する接触面162dを有し、接触面163dと接触面162dとは、隙間無く接触している。第2中間ギヤ153は、このような一体成形された樹脂ギヤである第2大径外歯部162を備えるので、金属ギヤである第2小径外歯部163の製造精度に関わりなく、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163とを隙間無く結合できる。また、第2中間ギヤ153の温度が変化し、あるいは、第2中間ギヤ153に掛かるギヤトルクや振動が変化しても、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間に隙間が生じにくく、第2中間ギヤ153の耐久性を向上できる。
図32に示すように、突起部163cは、軸AX2に沿った方向から樹脂に挟まれている。そのため、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163とが、スラスト方向、すなわち、軸AX2に沿った方向に抜けることを抑制できる。その結果、軸AX2に沿った方向の荷重や振動に対する信頼性を向上できる。なお、突起部163cは、軸AX2に沿った方向から樹脂に挟まれている構成を採用した方が好ましいが、採用しなくても良い。すなわち、突起部163cの一方の面にのみ樹脂が存在する構成であってもよい。
図33は、第2中間ギヤ153をその回転の中心となる中心軸AX2と垂直な方向から見た正面図である。図34は、第2中間ギヤ153を中心軸AX2に沿った方向第2ハウジング部42側から見た平面図である。第2中間ギヤ153は、外側に樹脂である第2大径外歯部162を備え、内側に金属ギヤである第2小径外歯部163を備える。第2小径外歯部163は、第2大径外歯部162から第1ハウジング部41側に突き出ている。第2大径外歯部162は、外周に大歯162tを備える。
図35を用いて、突起部163cの厚さについて説明する。第2中間ギヤ153は、第2大径外歯部162の軸AX2に沿った方向の厚さをt1とし、突起部163cの軸方向に沿った厚さをt2、t2を測る位置における樹脂部材の突起部163cを含む軸にAX2に沿った方向の厚さをt3とすると、t1>t2、かつ、t1≧t3を満たしている。なお、図35では、図示の都合上、t2を示す位置とt3を示す位置を異ならせているが、同一の位置である。また、この構成は、第2大径外歯部162の軸AX2に沿った方向の2つの端面の間で、樹脂部材が突起部163cを挟む構成である。このような構成とすれば、樹脂ギヤである第2大径外歯部162の樹脂と、第2大径外歯部162に噛み合うギヤである第1中間ギヤ52との干渉を抑制できる。なお、t1>t2、かつ、t1≧t3を満たした方が好ましいが、必ずしも満たさなくても良い。
図31、図35において、突起部163cと、樹脂部材との境界となる角163ccや隅163csは、面取がされていてもよい。面取をすることで、応力を緩和できる。また、角163ccや隅163csに接する樹脂の割れや疲労破壊を抑制できる。なお、面取は、されていなくても良い。図35に示すように、第2小径外歯部163は、軸AX2に沿った方向の端面163s1、163s2を有し、第2大径外歯部162は、突起部62cを挟む部分において軸AX2に沿った方向の端面162sを有している。端面163s1、163s2は、階段形状を形成しており、端面163s2は、端面163s1よりも突起部163c側にΔtだけ低く凹んでいる。端面162sは、端面163s2と同一の平面を形成している。こうすれば、樹脂ギヤである第2大径外歯部162の成形における樹脂の射出時に、樹脂が端面163s2を越えて端面163s1までは流れないように、樹脂切りできる。
図36に示すように、突起部163cは、突起部163cの先端163ct側における軸AX2に沿った方向の厚さwtに比べて突起部163cの根元163cb側における軸AX2に沿った方向の厚さwbが薄いテーパ形状を有していても良い。樹脂を硬化したときに、収縮した樹脂が突起部163cにより密着するため、作用面163sにおいて、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間の隙間の発生を抑制できる。厚さwtに対して厚さwbを薄くするには、図36に示すように、接触面163dを軸AX2と垂直な面に対して傾斜がφのテーパ形状とすればよい。テーパ形状は、図15に示すような直線形状に限られず、凹面、凸面であってもよい。また、テーパ形状の代わりに、階段形状であってもよい。また、テーパ形状は、2つの接触面163dのうち、一方、あるいは両方に形成されていても良い。なお、突起部163cは、突起部163cの先端163ct側における軸AX2に沿った方向の厚さwtに比べて突起部62cの根元62cb側における軸AX2に沿った方向の厚さwbが薄くない形状を有していても良い。
図36に示すように、突起部163cは、作用面163sに、先端163ct側に比べて根元163cb側が括れた形状を有してもよい。根元163cb側が括れていると、図示は省略するが、図9で説明したのと同様に、樹脂を硬化させるときに、収縮した樹脂が突起部163cに、より密着するため、作用面163sにおいて、第2大径外歯部162と第2小径外歯部163との間の隙間の発生を抑制できる。すなわち、樹脂ギヤを成形する時の樹脂収縮による樹脂ギヤと金属ギヤとの間の隙間の発生を抑制できる。
図37に示すように、位置決め部163hは、樹脂ギヤである第2小径外歯部63の隣接する2つの歯底163tbの中間、すなわち歯先163ttと、回転の中心の軸AX2とを結ぶ線上に設けられている。この位置であれば、ウェルドを第2大径外歯部162の隣接する2つの歯底162tbに形成させないようなゲートの位置を容易に設定できる。図37では、ゲートの位置をゲート跡162gとして図示している。ゲート跡162gは、例えば、軸AX2を中心とする同心円上で、かつ、大歯162の歯底162tbに対応する位置である。ウェルドが歯底162tbに生じ難くできる。
第5実施形態において、内フランジでは無く、外フランジとなるが、突起部163cを第2実施形態から第5実施形態の同様のフランジ形状としてもよい。
上記各実施形態では、アクチュエータ10の第2中間ギヤ53を例にとり説明したが、第1中間ギヤ52においても採用できる。また、アクチュエータ10は、過給機における過給圧を制御するウェイストゲートバルブ19の開閉を駆動するアクチュエータ10を例に挙げて説明したが、他の用途に用いられるアクチュエータ10であってもよい。例えば、各実施形態で説明したアクチュエータは、過給機24のタービンに当たる排気の向きを変えるノズルを駆動するアクチュエータ、タービンを2つ備えるツインターボや2ステージターボのタービンの切り替え用のアクチュエータ、可変容量ターボのタービンの切り替え用のアクチュエータなど、過給機における過給圧を制御する弁を駆動するアクチュエータとしても利用できる。
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
(1)本開示の一形態によれば、アクチュエータ(10)が提供される。このアクチュエータは、モータ(36)と、出力シャフト(26)と、前記モータの回転を減速して前記出力シャフトに伝達する減速部(37)と、を備え、前記減速部は、前記出力シャフトに接続される出力ギヤ(54)を含む複数のギヤ(51〜54)を含み、前記複数のギヤは、大歯(62t)を有する大径のギヤ(62)と小歯(63t)を有する小径のギヤ(63)とをする複合ギヤ(53)を含み、前記大径のギヤと前記小径のギヤのうちの一方のギヤは、金属部材で形成された金属ギヤであり、他方のギヤは、樹脂部材で前記金属ギヤに一体成形された樹脂ギヤである。
(2)上記形態において、前記樹脂ギヤを形成する樹脂部材は、前記金属ギヤを構成する金属部材の一部を前記複合ギヤの軸(AX2)に沿った方向から挟んでいてもよい。この形態によれば、樹脂部材が属部材の一部を軸に沿った方向から挟んでいるので、樹脂ギヤと金属ギヤとが、スラスト方向、すなわち、軸に沿った方向に抜けることを抑制できる。
(3)上記形態において、前記大径のギヤの前記大歯の前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt1、前記金属部材の一部であって前記金属部材の樹脂と結合する部位における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt2、前記樹脂部材と前記金属部材の嵌合部における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt3、とすると、t1>t2、かつ、t1≧t3を満たし、前記嵌合部は、前記大径のギヤの前記複合ギヤの軸に垂直な2つの端面から前記複合ギヤの軸に沿った方向に、はみ出ていなくてもよい。この形態によれば、樹脂ギヤの樹脂と、樹脂ギヤの噛み合いの相手のギヤとの干渉を抑制できる。
(4)上記形態において、前記金属部材の一部と、前記樹脂部材との境界となる角(62cc、62ct)または隅(62cs、62cb)は、面取がされていてもよい。この形態によれば、面取をすることで、応力を緩和できる。また、角や隅に接する樹脂の割れや疲労破壊を抑制できる。
(5)上記形態において、前記金属ギヤの前記複合ギヤの軸に沿った方向の端面(62s1)に対し、前記樹脂部材の前記複合ギヤの軸に沿った方向の端面(63s)が前記金属部材の一部の方向に凹んでいてもよい。この形態によれば、樹脂ギヤの成形における樹脂の射出時に、樹脂が大径のギヤの軸に沿った方向の端面までは流れないように、樹脂切りできる。
(6)上記形態において、前記金属部材の一部は、前記樹脂部材と接触する面であって、前記樹脂ギヤに摩擦力以外の回転方向の力を与え、あるいは、前記樹脂ギヤから摩擦力以外の回転方向の力を受ける作用面(62s)を有していてもよい。この形態によれば、樹脂ギヤと金属ギヤとの間の相対的な動きを抑制し、摩耗を抑制できる。
(7)上記形態において、前記金属部材の一部は、前記作用面を有する突起部(62c)を有し、前記作用面は、前記突起部の先端(62ct)側に比べて根元(62cb)側が括れた形状を有してもよい。この形態によれば、樹脂ギヤを成形する時の樹脂収縮による樹脂ギヤと金属ギヤの金属部材の一部との間の隙間の発生を抑制できる。
(8)上記形態において、前記金属部材の一部は、先端63ct側における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さ(wt)に比べて根元63cb側における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さ(wb)が薄いテーパ形状を有していてもよい。この形態によれば、樹脂の硬化時に収縮した樹脂が金属部材の一部により密着するため、樹脂ギヤと金属ギヤとの間の隙間の発生を抑制できる。
(9)上記形態において、前記金属ギヤは、前記樹脂ギヤを一体成形するときに用いられる位置決め部(62h)を備えてもよい。この形態によれば、樹脂ギヤを成形するときに金属ギヤの位置合わせをするときに、歯を用いずに位置決め部を用いるので、金属ギヤの歯を保護できる。
(10)上記形態において、位置決め部は、穴の一部が開放した切り欠き形状を有してもよい。位置決め部は、例えばプレスにより形成される。この形態によれば、穴の一部が開放した切り欠き形状であるので、位置決め部の位置は金属部材の端部の穴の開けやすい位置となるので、位置決め部を形成し易い。
(11)上記形態において、前記位置決め部は、前記樹脂ギヤの隣接する2つの歯底(63tb)の中間と、前記複合ギヤの回転の中心とを結ぶ線上に設けられていてもよい。この形態によれば、樹脂の注入により生じるウェルドを樹脂ギヤの歯底63に形成させないようなゲートの位置を容易に設定できる。
(12)上記形態において、前記大径のギヤの前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt1、前記金属部材の一部であって前記金属部材の樹脂と結合する部位における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt2、とするときに、前記金属部材の一部における厚さt2がt1>t2を満たす前記金属部材の一部に前記位置決め部が設けられていてもよい。この形態によれば、金属部材の一部の厚さが薄部分に位置決め部を形成できるので、位置決め部を形成し易い。
(13)上記形態において、前記樹脂ギヤは、樹脂が射出された跡である複数のゲート跡を有し、前記複数のゲート跡のうち隣接する2つのゲート跡を結ぶ線の垂直二等分線は、前記複合ギヤの軸よりも前記隣接する2つのゲート跡側において、前記樹脂ギヤの隣接する2つの歯底の間を通ってもよい。この形態によれば、このようなゲート跡を生じさせるように充填された樹脂のウェルドは、樹脂ギヤの隣接する2つの歯底の間を通り、最も力の掛かる歯底を通らない。その結果、樹脂ギヤを破壊され難くできる。
(14)上記形態において、前記樹脂ギヤの歯の数は、前記ゲート跡の数の整数倍であり、前記ゲート跡は、前記複合ギヤの回転の中心を中心とする同心円上に均等に存在していてもよい。この形態によれば、樹脂ギヤの歯の数は、ゲート跡の数の整数倍となっているので、垂直二等分線が隣接する2つの歯底の間を通るように、すなわちウェルドが歯底に生じないようにゲートの位置を設定し易い。
(15)上記形態において、前記ゲート跡を通り前記複合ギヤの軸に沿った方向は、前記金属部材の一部を通らなくてもよい。この形態によれば、ゲートから射出された樹脂の射出先に、金属部材の一部が存在しないので、金属部材の一部のゲートと反対側に樹脂を流れやすくできる。
(16)上記形態において、前記大径のギヤが前記金属ギヤであり、前記小径のギヤが前記樹脂ギヤであってもよい。この形態によれば、小径のギヤに噛み合う出力ギヤが樹脂ギヤである場合に、樹脂ギヤ同士の噛み合いになるため、樹脂ギヤの摩耗を抑制できる。
(17)上記形態において、前記樹脂ギヤは、前記複合ギヤのシャフト(61)が挿入される軸穴(53h)を有してもよい。
(18)上記形態において、前記樹脂ギヤは、前記小径のギヤの歯の前記大歯側の根元にテーパ形状部(63tp)を有してもよい。この形態によれば、樹脂ギヤにおける樹脂の厚さを確保した上で、小径のギヤの歯の大径のギヤ側の端面を大径のギヤ側に移動させることができ、る。その結果、小径のギヤの歯の根元側のR形状の半径大きくでき、小径のギヤの歯の根元側の強度を大きくできる。
(19)上記形態において、前記小径のギヤの歯は、前記大径のギヤ側の端面にR形状部を有し、前記R形状部は、前記大径のギヤの歯の前記小径のギヤの歯側の端面(62ts1)よりも前記大径のギヤの歯の前記小径のギヤの歯と反対側の端面(62ts2)側に存在していてもよい。この形態によれば、小径のギヤの歯の噛み合いの長さを長く設定することが可能となる。
(20)上記形態において、前記樹脂ギヤは、複数のゲート跡を有し、前記ゲート跡は、前記小径のギヤの歯の歯底円(63tbc)と、前記樹脂部材の最外周(63ot)との中間線(63ce)よりも外縁側に存在していてもよい。この形態によれば、樹脂を射出したときにおける円周方向の樹脂の流れを均一化できる。
(21)上記形態において、過給機(24)の過給圧制御用バルブ(19)を駆動してもよい。
なお、本開示は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、ターボチャージャーのウェイストゲートバルブの開閉に用いられるアクチュエータの他、タービンを2つ備えるツインターボのタービンの切り替え用のアクチュエータや、可変容量ターボのタービンの切り替え用のアクチュエータなど過給機における過給圧を制御するアクチュエータとしても実現することができる。また、過給機における過給圧を制御すること以外の他の用途に用いられるアクチュエータであってもよい。また、金属ギヤに樹脂ギヤが一体成形された複合ギヤの製造法等としても実現できる。
10 アクチュエータ 11 エンジン 12 吸気通路 13 排気通路 14 吸気コンプレッサ 14a コンプレッサホイール 14b コンプレッサハウジング 15 スロットルバルブ 16 排気タービン 16a タービンホイール 16b タービンハウジング 17 触媒 18 バイパス通路 19 ウェイストゲートバルブ 20 バルブ軸 22 エンジン・コントロール・ユニット 24 過給機 25 リンク機構 26 出力シャフト 27 アクチュエータレバー 28 ロッド 29 バルブレバー 30 回転軸 35 ハウジング 36 モータ 37 減速部 39 回転角センサ 41 第1ハウジング部 42 第2ハウジング部(ケース) 43 締結部材 44 収容空間 45 ウェーブワッシャ 46 モータ挿入穴 47 スクリュ 48、49 軸受 51 ピニオンギヤ 52 第1中間ギヤ 53 第2中間ギヤ 53h 軸穴 53l 垂直二等分線 54 出力ギヤ 55 モータ軸 56 第1金属シャフト 57 第1大径外歯部 57o 開口 58 第1小径外歯部 61 第2金属シャフト 62 第2大径外歯部 62c 突起部 62cc (突起部の)角 62cb 根元 62cs 隅 62ct 先端 62cyr 円周面 62cx、62cy、62cz 内フランジ 62czd (内フランジの)下面 62czu (内フランジの)上面 62d 接触面 62h、 位置決め部 62kx、62ky、62kz、62mx 開口 62s 作用面 62s1 端面 62s2 端面 62t 大歯 62ts1、62ts2 端面 62x、62y、62z 第2大径外歯部 63 第2小径外歯部 63bs 端面 63ce 中心線 63d 接触面 63e、63f 端面 63g ゲート跡 63l 線 63ot 外周線 63r R形状部 63s 端面 63t 小歯 63tb 歯底 63tbc 歯底円 63tp テーパ形状部 63tt 歯先 64 磁気回路部 65 磁束検出部 66、67 磁石 68、69 ヨーク 80、82 成形型 80e 端部 81 キャビティ 153 第2中間ギヤ 162 第2大径外歯部 162d 接触面 162g ゲート跡 162s 端面 162t 歯 162tb 歯底 163 第2小径外歯部 163c 突起部 163cc 角 163cs 隅 163d 接触面 163l 線 163s 作用面 163s1、163s2 端面 163t 歯 163tb 歯底 163tt 歯先 AX1、AX2、AX3 中心軸(軸)

Claims (21)

  1. アクチュエータ(10)であって、
    モータ(36)と、
    出力シャフト(26)と、
    前記モータの回転を減速して前記出力シャフトに伝達する減速部(37)と、
    を備え、
    前記減速部は、前記出力シャフトに接続される出力ギヤ(54)を含む複数のギヤ(51〜54)を含み、
    前記複数のギヤは、大歯(62t)を有する大径のギヤ(62)と小歯(63t)を有する小径のギヤ(63)とを有する複合ギヤ(53)を含み、
    前記大径のギヤと前記小径のギヤのうちの一方のギヤは、金属部材で形成された金属ギヤであり、他方のギヤは、樹脂部材で前記金属ギヤに一体成形された樹脂ギヤである、
    アクチュエータ。
  2. 請求項1に記載のアクチュエータであって、
    前記樹脂ギヤを形成する樹脂部材は、前記金属ギヤを構成する金属部材の一部を前記複合ギヤの軸(AX2)に沿った方向から挟んでいる、
    アクチュエータ。
  3. 請求項2に記載のアクチュエータであって、
    前記大径のギヤの前記大歯の前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt1、
    前記金属部材の一部であって前記金属部材の樹脂と結合する部位における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt2、
    前記樹脂部材と前記金属部材の嵌合部における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt3、とすると、
    t1>t2、かつ、t1≧t3を満たし、
    前記嵌合部は、前記大径のギヤの前記複合ギヤの軸に垂直な2つの端面から前記複合ギヤの軸に沿った方向に、はみ出ていない、
    アクチュエータ。
  4. 請求項2または請求項3に記載のアクチュエータであって、
    前記金属部材の一部と、前記樹脂部材との境界となる角(62cc、62ct)または隅(62cs、62cb)は、面取がされている、アクチュエータ。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記金属ギヤの前記複合ギヤの軸に沿った方向の端面(62s1)に対し、前記樹脂部材の前記複合ギヤの軸に沿った方向の端面(63s)が前記金属部材の一部の方向に凹んでいる、アクチュエータ。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記金属部材の一部は、前記樹脂部材と接触する面であって、前記樹脂ギヤに摩擦力以外の回転方向の力を与え、あるいは、前記樹脂ギヤから摩擦力以外の回転方向の力を受ける作用面(62s)を有している、アクチュエータ。
  7. 請求項6に記載のアクチュエータであって、
    前記金属部材の一部は、前記作用面を有する突起部(62c)を有し、
    前記作用面は、前記突起部の先端(62ct)側に比べて根元(62cb)側が括れた形状を有する、アクチュエータ。
  8. 請求項1から請求項7のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記金属部材の一部は、先端63ct側における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さ(wt)に比べて根元63cb側における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さ(wb)が薄いテーパ形状を有する、アクチュエータ。
  9. 請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記金属ギヤは、前記樹脂ギヤを一体成形するときに用いられる位置決め部(62h)を備える、アクチュエータ。
  10. 請求項9に記載のアクチュエータであって、
    前記位置決め部は、穴の一部が開放した切り欠き形状を有する、アクチュエータ。
  11. 請求項9または請求項10に記載のアクチュエータであって、
    前記位置決め部は、前記樹脂ギヤの隣接する2つの歯底(63tb)の中間と、前記複合ギヤの回転の中心とを結ぶ線上に設けられている、
    アクチュエータ。
  12. 請求項9から請求項11のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記大径のギヤの前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt1、
    前記金属部材の一部であって前記金属部材の樹脂と結合する部位における前記複合ギヤの軸に沿った方向の厚さをt2、
    とするときに、前記金属部材の一部における厚さt2がt1>t2を満たす前記金属部材の一部に前記位置決め部が設けられている、アクチュエータ。
  13. 請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記樹脂ギヤは、樹脂が射出された跡である複数のゲート跡(63g)を有し、
    前記複数のゲート跡のうち隣接する2つのゲート跡を結ぶ線の垂直二等分線(53l)は、前記複合ギヤの軸よりも前記隣接する2つのゲート跡側において、前記樹脂ギヤの隣接する2つの歯底の間を通る、
    アクチュエータ。
  14. 請求項13に記載のアクチュエータであって、
    前記樹脂ギヤの歯の数は、前記ゲート跡の数の整数倍であり、
    前記ゲート跡は、前記複合ギヤの回転の中心を中心とする同心円上に均等に存在している、
    アクチュエータ。
  15. 請求項13または14に記載のアクチュエータであって、
    前記ゲート跡を通り前記複合ギヤの軸に沿った方向は、前記金属部材の一部を通らない、アクチュエータ。
  16. 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記大径のギヤが前記金属ギヤであり、前記小径のギヤが前記樹脂ギヤである、
    アクチュエータ。
  17. 請求項16に記載のアクチュエータであって、
    前記樹脂ギヤは、前記複合ギヤのシャフト(61)が挿入される軸穴(53h)を有する、
    アクチュエータ。
  18. 請求項16または請求項17に記載のアクチュエータであって、
    前記樹脂ギヤは、前記小径のギヤの歯の前記大歯側の根元にテーパ形状部(63tp)を有する、アクチュエータ。
  19. 請求項16から請求項18のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記小径のギヤの歯は、前記大径のギヤ側の端面にR形状部を有し、
    前記R形状部は、前記大径のギヤの歯の前記小径のギヤの歯側の端面(62ts1)よりも前記大径のギヤの歯の前記小径のギヤの歯と反対側の端面(62ts2)側に存在している、アクチュエータ。
  20. 請求項16から請求項19のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    前記樹脂ギヤは、複数のゲート跡を有し、
    前記ゲート跡は、前記小径のギヤの歯の歯底円(63tbc)と、前記樹脂部材の最外周(63ot)との中間線(63ce)よりも外縁側に存在している、アクチュエータ。
  21. 請求項1から請求項20のいずれか一項に記載のアクチュエータであって、
    過給機(24)の過給圧制御用バルブ(19)を駆動する、
    アクチュエータ。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022030451A1 (ja) * 2020-08-07 2022-02-10 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7053405B2 (ja) * 2018-08-17 2022-04-12 Ntn株式会社 車両駆動装置
GB2581138B (en) * 2019-01-30 2023-06-28 Johnson Electric Int Ag Multi-component gear
FR3094756B1 (fr) * 2019-04-04 2021-03-05 Safran Aircraft Engines Pignon d’entrainement d’un separateur air/huile d’un boitier d’accessoires de turbomachine
US11268605B2 (en) * 2019-06-27 2022-03-08 Canon Kabushiki Kaisha Composite gear, cartridge, image forming apparatus, mold, and manufacturing method for composite gear
JP2023009887A (ja) * 2021-07-08 2023-01-20 カワサキモータース株式会社 車両のギア付きモータ

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637645U (ja) * 1992-10-23 1994-05-20 エヌティエヌ株式会社 回転伝達装置
JP2001119895A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Jidosha Denki Kogyo Co Ltd 減速機構付モータ
JP2015175464A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 株式会社クボタ 歯車の作製方法、歯車、及び、ギア式伝動機構
JP2017008757A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 株式会社デンソー 電動アクチュエータおよびその製造方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4078445A (en) * 1977-01-05 1978-03-14 Kiser Jr Cecil M Composite sprocket or the like
JP2718600B2 (ja) 1992-07-14 1998-02-25 松下電器産業株式会社 同期信号検出装置
US5452622A (en) * 1993-02-09 1995-09-26 Magi, L.P. Stress dissipation gear
US6053060A (en) * 1997-12-12 2000-04-25 Johnson Electric Automotive, Inc. Two-piece pinion gear
JP2004308694A (ja) 2003-04-02 2004-11-04 Asmo Co Ltd 車両用ブレーキ装置
JP5302115B2 (ja) * 2009-06-16 2013-10-02 日本電産サンキョー株式会社 ラチェット
JP2012046168A (ja) * 2010-07-27 2012-03-08 Jtekt Corp 電動パワーステアリング装置
JP5598735B2 (ja) * 2012-02-17 2014-10-01 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ
JP5725007B2 (ja) 2012-12-27 2015-05-27 株式会社デンソー 位置検出装置
US9925700B2 (en) * 2013-12-27 2018-03-27 Hitachi Chemical Company, Ltd. Method and apparatus of manufacturing molding material, and method of manufacturing resin gear
JP6131863B2 (ja) * 2014-01-17 2017-05-24 株式会社デンソー 動力伝達装置
DE102014104288A1 (de) * 2014-03-27 2015-10-01 Robert Bosch Automotive Steering Gmbh Zahnrad
KR101987738B1 (ko) * 2016-04-12 2019-06-11 자화전자(주) 인서트 사출 동력전달기어 및 그 제조에 사용되는 인서트
US11448303B2 (en) * 2017-08-08 2022-09-20 Mitaka Denshi Co., Ltd. Gear component
JP2020112178A (ja) * 2019-01-09 2020-07-27 株式会社デンソー アクチュエータ
DE102020202922A1 (de) * 2020-03-06 2021-09-09 Thyssenkrupp Ag Verfahren zur Herstellung eines Getrieberads für eine elektromechanische Hilfskraftlenkung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0637645U (ja) * 1992-10-23 1994-05-20 エヌティエヌ株式会社 回転伝達装置
JP2001119895A (ja) * 1999-10-18 2001-04-27 Jidosha Denki Kogyo Co Ltd 減速機構付モータ
JP2015175464A (ja) * 2014-03-17 2015-10-05 株式会社クボタ 歯車の作製方法、歯車、及び、ギア式伝動機構
JP2017008757A (ja) * 2015-06-18 2017-01-12 株式会社デンソー 電動アクチュエータおよびその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022030451A1 (ja) * 2020-08-07 2022-02-10 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ

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