JP4909129B2 - ギヤ歯車、ギヤ歯車の製造方法、及びギヤードモータ - Google Patents

Description

本発明は、金属製の回転軸に樹脂製のホイールギヤが同軸的に固定されて構成されたギヤ歯車、ギヤ歯車の製造方法、及び上記ギヤ歯車が適用されたギヤードモータに関する。

ウォーム減速機構を構成するホイールギヤを、金属製の回転軸の一端部に樹脂材の射出成形によって一体的に形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、回転軸におけるホイールギヤの固定部は、その外周面に軸方向に沿って複数の突条が冷間鍛造にて形成された突条部とされており、回転トルク強度（回転軸とホイールギヤとが相対回転しない固着強度）を向上させるようになっている。
特開２００１−６５６６６号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、回転軸の固定部に形成された突条は、軸素材の外周に周方向に形成された凹部間に形成されるものであるため、その最外周部の位置（回転軸の軸心からの距離）は、軸素材の外径により制限されてしまい、突条部を軸素材の表面を超えて形成することは困難であった。

また、回転軸の外径よりも径方向外側に張り出した突条部とするためには、外径の太い軸素材を用いて突条部を形成すると共に該突条部以外の部分を切削等するなどして形成する必要があるが、この場合、軸素材が高価になり、しかも切削加工を用いるために材料歩留まりが悪化する問題が生じる。

本発明は上記事実を考慮して、軸素材の外径を太くすることに頼ることなく、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度を向上させることができるギヤ歯車、ギヤ歯車の製造方法を得ることが目的である。また、本発明は、上記ギヤ歯車を備えたギヤードモータを得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係るギヤ歯車は、金属製の回転軸と、前記回転軸と同軸的かつ一体に回転するように前記回転軸に形成されたギヤ固定部に固定されると共に、それぞれ前記回転軸の外周面よりも径方向外側に張り出された外周部に凸凹面を有し、かつ前記回転軸の軸方向から見て同じピッチの前記凸凹面が互いに周方向にずらされる共に前記回転軸の軸方向に離間しつつ該軸方向に隣り合わされた対を含む複数のギヤ固着用部材と、樹脂材より成り、軸方向の両端よりも中央で小径となる円弧状の歯底形状のギヤ歯が周縁に形成された円板状のギヤ部と、該ギヤ部の軸心部に設けられ前記ギヤ固定部及び各前記ギヤ固着用部材が埋設された状態で前記回転軸に成形固着されたボス部とを含んで構成され、前記ギヤ部の最小径部が、前記回転軸の軸方向において、該回転軸の軸方向に離間している前記複数のギヤ固着用部材間に配置されているホイールギヤと、を備えている。

請求項１記載のギヤ歯車では、金属製の回転軸と樹脂製のホイールギヤとの間で、トルクの少なくとも一部がギヤ固着用部材を介して伝達される。ここで、ギヤ固着用部材における回転軸の外周面よりも径方向外側に張り出した外周部に凸凹面が形成されると共に、該ギヤ固着用部材における凸凹面を含む部分がホイールギヤに埋設されているため、換言すれば、回転軸の軸心から該回転軸の外周面よりも離間して位置する凹部（凸部間）に樹脂材が入り込んでいるため、回転軸とホイールギヤとを大きな回転トルク強度（回転軸とホイールギヤとが相対回転しない固着強度）を有して連結することができる。そして、本ギヤ歯車では、回転軸とは別部材のギヤ固着用部材に凸凹面を形成したため、回転軸の素材径を太くすることなく、回転トルク強度を向上することが可能である。

このように、請求項１記載のギヤ歯車では、軸素材の外径を太くすることに頼ることなく、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度を向上させることができる。

また、本ギヤ歯車では、回転軸のギヤ固定部にギヤ固着用部材が固定されており、これらのギヤ固定部及びギヤ固着用部材がホイールギヤのボス部に埋設されている。すなわち、ホイールギヤと回転軸とは、直接的に及びギヤ固着用部材を介して、トルク伝達可能に固着されている。これにより、本ギヤ歯車では、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度を一層向上することができる。

また、本ギヤ歯車では、複数のギヤ固着用部材が回転軸のギヤ固定部に固定されるため、個々のギヤ固着用部材を小型化（小径化、薄肉化）したり、回転トルク強度を要求に応じて調整したりすることが可能になる。

また、本ギヤ歯車では、回転軸の軸方向に隣り合う一対又は複数対のギヤ固着用部材のうち少なくとも一対（２つ）のギヤ固着用部材は、凸凹面のピッチ（周方向における凸部の間隔等）が同じとされると共に、回転軸の軸方向から見て周方向にずらされて、一方のギヤ固着用部材の凸部間（凹部）に他方のギヤ固着用部材の凸部が臨んでいる。このため、回転軸の周方向における該ギヤ固着用部材（回転軸）とホイールギヤとのトルク伝達部位（凸凹）が増した如く機能して、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度をより一層向上することができる。

また、本ギヤ歯車では、複数のギヤ固着用部材の少なくとも一部が回転軸の軸方向離間した状態で該回転軸のギヤ固定部に固定されているので、ホイールギヤのボス部（樹脂材）とギヤ固着用部材との接触面積が増し、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度をさらにより一層向上することができる。

また、本ギヤ歯車では、ホイールギヤのギヤ部における相手方ギヤとの噛み合い部（の要部）である軸（厚み）方向中央部の最小径部が、回転軸の軸方向において複数のギヤ固着用部材間の隙間に配置されているので、最小径部の真円度がギヤ部の成形の際にギヤ固着用部材の凸凹面の影響を受けることが抑制される。

請求項２記載の発明に係るギヤ歯車の製造方法は、金属製の回転軸のギヤ固定部よりもそれぞれ大径とされると共に外周面に同じピッチで凸凹面を有する複数のギヤ固着用部材のうち、少なくとも前記回転軸の軸方向に隣り合う一対のギヤ固着用部材を、前記回転軸の軸方向に離間し、かつ、前記回転軸の軸方向から見て互いの凸凹面の周方向位置がずらされるように、前記回転軸の前記ギヤ固定部に固定する部材固定工程と、前記ギヤ固着用部材が固定された前記回転軸をインサート材として、樹脂材の射出成形によって前記回転軸のギヤ固定部及び複数の前記ギヤ固着用部材のそれぞれを埋設させると共に軸方向の両端よりも中央側で小径となる円弧状の歯底面を有するギヤ部が形成されたホイールギヤを、前記回転軸に一体に成形固着する成形工程と、を含み、かつ、前記部材固定工程で、前記回転軸の軸方向において、前記ギヤ部の最小径部が前記回転軸の軸方向に離間している前記複数のギヤ固着用部材間に位置するように、前記複数のギヤ固着用部材を回転軸のギヤ固定部に固定する。

請求項２記載のギヤ歯車の製造方法では、部材固定工程において、回転軸のギヤ固定部に、複数のギヤ固着用部材を回転軸の軸方向に離間させて固定する。これにより、各ギヤ固着用部材は、それぞれの凸凹面を回転軸の外周面よりも径方向外側に張り出させるように、該回転軸に同軸的かつ一体に回転するように固定される。また、成形工程では、例えばギヤ固定部に複数のギヤ固着用部材が固定された回転軸を型にセットし、この型に樹脂材を充填し、該樹脂材を硬化させることで、回転軸にホイールギヤを一体に成形する。

ここで、本ギヤ歯車の製造方法では、回転軸の外周面よりも径方向外側に張り出した外周部に凸凹面が形成された複数のギヤ固着用部材を、回転軸のギヤ固定部と共にホイールギヤの軸心部に埋設させているため、換言すれば、回転軸の軸心から該回転軸の外周面よりも径方向外側に離間したギヤ固着用部材の凸凹部及び複数のギヤ固着用部材間に樹脂材を入り込ませるため、回転軸とホイールギヤとを大きな回転トルク強度（回転軸とホイールギヤとが相対回転しない固着強度）を有して連結させることができる。そして、回転軸とは別部材の各ギヤ固着用部材に凸凹面を形成したため、回転軸の素材径を太くすることなく、回転トルク強度を向上させることが可能である。

このように、請求項２記載のギヤ歯車の製造方法では、軸素材の外径を太くすることに頼ることなく、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度を向上させることができる。

また、本ギヤ歯車の製造方法では、部材固定工程において、回転軸の軸方向に隣り合う一対又は複数対のギヤ固着用部材のうち少なくとも一対（２つ）のギヤ固着用部材を、凸凹面のピッチ（周方向における凸部の間隔等）が同じものを選択し、かつ一方のギヤ固着用部材の凸部間（凹部）に他方のギヤ固着用部材の凸部が臨むように、回転軸の軸方向から見て周方向に互いにずらして該回転軸のギヤ固定部に固定する。これにより、回転軸の周方向における該ギヤ固着用部材（回転軸）とホイールギヤとのトルク伝達部位（凸凹）が増した如く機能して、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度を一層向上することができる。

また、本ギヤ歯車の製造方法では、部材固定工程において、ホイールギヤのギヤ部における相手方ギヤとの噛み合い部（の要部）である軸（厚み）方向中央の最小径部が、回転軸の軸方向において複数のギヤ固着用部材間の隙間に配置されているので、最小径部の真円度がギヤ部の成形の際にギヤ固着用部材の凸凹面の影響を受けることが抑制される。

請求項３記載の発明に係るギヤードモータは、モータ部と、前記モータ部の作動によって自軸廻りに回転駆動されるウォームと、前記ホイールギヤを前記ウォームに噛み合わされたウォームホイールとして適用された、請求項１記載のギヤ歯車、又は請求項２記載のギヤ歯車の製造方法で製造されたギヤ歯車と、を備えている。

請求項３記載のギヤ歯車のギヤードモータでは、例えばモータ部の駆動力（トルク）がウォーム、ウォームホイール（ホイールギヤ）を経由して、減速（トルク増幅）されつつギヤ歯車の回転軸に伝達される。ここで、本ギヤードモータは、請求項１若しくは請求項２記載のギヤ歯車、又は請求項３若しくは請求項４記載のギヤ歯車の製造方法で製造されたギヤ歯車のホイールギヤを、ウォームホイールとして用いて構成されているので、十分な回転トルク強度を確保することができる。

本発明の実施形態に係るギヤ歯車１０について、図１乃至図５に基づいて説明する。先ず、ギヤ歯車１０が適用されたギヤードモータ１２の概略全体構成を説明し、次いで、ギヤ歯車１０の詳細構成を説明し、その後、ギヤ歯車１０の製造方法を説明することとする。

（ギヤードモータの概略全体構成）
図５には、本発明の実施の形態に係るギヤードモータ１２の全体構成が、一部破断した概略的な斜視図にて示されている。この図に示される如く、ギヤードモータ１２は、モータ部１２Ａとギヤ機構部１２Ｂとが一体に設けられた構成となっている。モータ部１２Ａには、図示を省略したアーマチャが収容されると共に、該アーマチャの回転軸の先端側にはウォーム１４が同軸的かつ一体に回転するように設けられている。このウォーム１４は、ギヤ機構部１２Ｂのハウジング１６内に入り込んでおり、ギヤ歯車１０を構成するウォームホイール２４（後述）に噛み合っている。ギヤードモータ１２は、ウォームホイール２４とでウォーム減速機構（ウォームギヤ）１８を構成している。

そして、ギヤードモータ１２のギヤ機構部１２Ｂには、ギヤ歯車１０が配設されている。ギヤ歯車１０は、樹脂材から成るホイールギヤ２０が金属製の出力軸である回転軸２２に一体成形にて固着された構成となっている。このギヤ歯車１０は、ホイールギヤ２０がギヤ機構部１２Ｂのハウジング１６内に収容されると共に、回転軸２２の軸方向の一部がハウジング１６から外部に突出されている。回転軸２２におけるハウジング１６外に突出された先端２２Ａは、被駆動機器（負荷）に対し動力伝達可能に連結されるようになっている。

このギヤ歯車１０のホイールギヤ２０は、ハウジング１６内で上記したウォーム１４に噛み合わされてウォーム減速機構１８を構成する円板状のギヤ部としてのウォームホイール部２４と、ウォームホイール２４の軸心部で回転軸２２に固着されたボス部２６とを主要部として構成されている。したがって、ギヤードモータ１２では、モータ部１２Ａが駆動されることで、該モータ部１２Ａの回転（トルク）がウォーム減速機構１８を介して回転軸２２に減速（トルク増幅）されつつ伝達されて、ギヤ歯車１０のホイールギヤ２０及び回転軸２２が一体に回転する構成となっている。

このギヤードモータ１２は、例えば、ワイパ装置の駆動源としてのワイパモータや、パワーウインド装置の駆動源としてのパワーウインドモータ等として、各種の用途に適用される。

（ギヤ歯車の詳細構成）
図１及び図１の部分拡大図である図２に示される如く、ホイールギヤ２０のボス部２６は、回転軸２２における軸方向一端側に設定されたギヤ固定部２８を埋設しつつ、該ボス部２６に固定されている。そして、ギヤ歯車１０では、回転軸２２のギヤ固定部２８と共に、該ギヤ固定部２８に固定されたギヤ固着用部材３０、３１がホイールギヤ２０のボス部２６に埋設されている。以下、具体的に説明する。

回転軸２２のギヤ固定部２８は、この実施形態では、図３（Ａ）に示される如く、回転軸２２の外周面（表面）にローレット加工を施して構成されている。図３（Ｂ）及び図４に示される如く、ギヤ固着用部材３０、３１は、金属材にて内径がギヤ固定部２８（回転軸２２）の外径に対応すると共に、外径が回転軸２２の外径よりも十分に大とされた円環状に形成されており、その外周部には凸部３２Ａと凹部３２Ｂとが周方向に交互に等ピッチで配置された凸凹面３２が形成されている。

このギヤ固着用部材３０、３１は、軸心部に形成された嵌合孔部３０Ａ、３１Ａ（図２参照）において圧入されることで、ギヤ固定部２８に対し所定値以下のトルクでは相対回転しないように固定されている。したがって、図４に示される如く、ギヤ固着用部材３０、３１の凸凹面３２は、回転軸２２の外周面よりも径方向外側に張り出して（回転軸２２の軸線から径方向に離間して）位置している。

また、ギヤ歯車１０では、複数（この実施形態では２つ）のギヤ固着用部材３０、３１が回転軸２２のギヤ固定部２８に圧入固定されている。図３（Ｂ）及び図４に示される如く、回転軸２２の軸方向に隣り合う一対のギヤ固着用部材３０、３１は、互いに略同じ寸法形状とされる（同じ寸法形状の凸凹面３２を有する）と共に、回転軸２２の軸方向から見て、一方のギヤ固着用部材３０の凸部３２Ａ（凹部３２Ｂ）間に他方のギヤ固着用部材３１の凸部３２Ａ（凹部３２Ｂ）が位置するように、互いの凸凹面３２が周方向にずらされた状態で、ギヤ固定部２８に固定されている。

さらに、ギヤ歯車１０では、上記した２つのギヤ固着用部材３０、３１は回転軸２２の軸方向に互いに離間して配置されている。これら２つのギヤ固着用部材３０、３１の回転軸２２の軸方向における位置については、後述する。

ホイールギヤ２０のボス部２６は、上記した通り、ギヤ固定部２８及び複数のギヤ固着用部材３０、３１のそれぞれを埋設させて回転軸２２の一端部に固定されている。詳細は後述するが、ホイールギヤ２０は、ギヤ固着用部材３０が固定された回転軸２２を金型にセットした状態で樹脂材を金型に充填し硬化させる射出成形（回転軸２２をインサート材としたインサート成形）により形成されており、ギヤ固定部２８、ギヤ固着用部材３０、３１の表面に樹脂材を接触させるように、該ギヤ固定部２８、ギヤ固着用部材３０をボス部２６に埋設させている。

この実施形態では、ボス部２６は、ウォームホイール部２４よりも軸方向に厚く形成されると共に、回転軸２２におけるギヤ固定部２８側の端面２２Ｂにも回り込んで該端面２２Ｂを被覆している。一方、ウォームホイール部２４は、ボス部２６の外周部２６Ａにおける軸方向略中央部から径方向外側に一体に延設されており、その外周部２４Ａにウォーム１４と噛み合う歯部３４が形成されている。

図１に示される如く、歯部３４を構成する各歯３６は、その歯底（歯底面）３６Ａがウォームホイール部２４の径方向の外向きに凹となる（径方向外向きに開口する）略円弧形状に形成されている。この実施形態では、各歯３６の歯先３６Ｂも歯底３６Ａと同心状の円弧形状とされている。

したがって、ウォームホイール部２４は、その厚み方向の中央側の径が両端側の径よりも小さくなる構成とされており、その厚み方向中央部が最小径部２４Ｂとされている。そして、ウォームホイール部２４の最小径部２４Ｂは、回転軸２２の軸方向において、一対のギヤ固着用部材３０、３１間の隙間ｄの設定範囲内に位置している。この実施形態では、最小径部２４Ｂは、回転軸２２の軸方向において、一対のギヤ固着用部材３０、３１間の隙間ｄの略中央部に位置されている。

換言すれば、回転軸２２の軸線方向に隣り合う２つのギヤ固着用部材３０、３１は、互いの隙間ｄにウォームホイール部２４の最小径部２４Ｂが位置するように、ウォームホイール部２４の成形前に、回転軸２２のギヤ固定部２８に固定されるようになっている。より具体的には、例えば、先にギヤ固定部２８に固定されるギヤ固着用部材３０は、回転軸２２の軸線方向の所定位置まで圧入（挿通）されて固定され（段部等にて位置決めしても良い）、その次にギヤ固定部２８に固定されるギヤ固着用部材３１は、先に固定されたギヤ固着用部材３０との間隔が設定値となるまでギヤ固定部２８に圧入されることで、上記の隙間ｄにウォームホイール部２４の最小径部２４Ｂが位置する構成とすることができる。

なお、この実施形態では、ウォームホイール部２４は、歯部３４が形成された外周部２４Ａが、該外周部２４Ａとボス部２６とを連結する連結部２４Ｃに対し厚肉とされているが、外周部２４Ａは連結部２４Ｃの軸線方向の両側に厚肉化されており、図１に示される如く、最小径部２４Ｂを通る回転軸２２との仮想的な直交断面Ｓは、連結部２４Ｃを通るようになっている。換言すれば、ウォームホイール部２４の最小径部２４Ｂは、歯底３６Ａから回転軸２２のギヤ固着用部材３０に至るまで、径方向に樹脂材で充填（連続）されて構成されている。

（ギヤ歯車の製造方法）
上記構成のギヤ歯車１０を製造するに当たっては、先ず、回転軸２２のギヤ固定部２８に１つめのギヤ固着用部材３０を、回転軸２２の軸方向の所定位置まで圧入して、回転軸２２のギヤ固定部２８に固定させる。次いで、２つめのギヤ固着用部材３１を、１つめのギヤ固着用部材３０に対し、該１つめのギヤ固着用部材３０の凸凹面３２の凸部３２Ａ間に凸部３２Ａが位置するように（図３（Ｂ）参照）、かつ回転軸２２の軸方向の距離が所定距離となるように（図３（Ａ）参照）、ギヤ固定部２８に圧入して固定させる。

これにより、図３（Ａ）及び図４に示される如く、２つのギヤ固着用部材３０、３１間には、回転軸２２の軸方向に隙間ｄが形成される。以上の工程が本発明における部材固定工程に相当するギヤ固着用部材固定工程とされる。

次いで、成形工程（成形準備工程）において、ギヤ固着用部材固定工程で２つのギヤ固着用部材３０、３１が固定された回転軸２２を、図示しない金型にセットする。そして、２つのギヤ固着用部材３０、３１が固定されている回転軸２２がセットされた金型に樹脂材を充填し、硬化させる。樹脂材の硬化によって、ホイールギヤ２０が回転軸２２に一体的に形成される。このホイールギヤ２０を金型から取り出すことで、回転軸２２の一端において、ギヤ固定部２８、及び２つのギヤ固着用部材３０、３１のそれぞれをボス部２６内に埋設させたホイールギヤ２０が形成される。この工程が成形工程とされる。そして、必要に応じて仕上げを施すことで、ギヤ歯車１０の製造が完了する。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

上記構成のギヤ歯車１０が適用されたギヤードモータ１２では、ギヤードモータ１２が駆動されるとギヤ機構部１２Ｂのウォーム１４が自軸廻りに回転され、該ウォーム１４に噛み合わされているウォームホイール部２４が自軸廻りに回転駆動される。ホイールギヤ２０のギヤ部を構成するウォームホイール部２４は、該ホイールギヤ２０の軸心部を構成するボス部２６を介して回転軸２２に固定されているので、回転軸２２は、ウォームホイール部２４と一体に、ウォーム１４の回転数に対し減速されたか回転数で回転される。

ここで、ギヤ歯車１０では、回転軸２２におけるホイールギヤ２０との固定部であるギヤ固定部２８にギヤ固着用部材３０、３１が固定されているので、回転軸２２の外周面よりも径方向外側に凸凹面３２を配置することができる。このため、ギヤ歯車１０では、回転軸２２の周面にボス部に埋設される凸凹面を形成した構成と比較して、回転軸２２とホイールギヤ２０との許容値以上の相対回転を生じさせない限界トルクとして把握することができる回転トルク強度を大きくすることができる。

これにより、回転軸２２の外径と同径の軸素材にて該回転軸２２を形成し、回転軸２２とホイールギヤ２０とを大きな回転トルク強度で固着することができる。すなわち、ギヤ固着用部材３０、３１によって回転軸２２の外周面よりも径方向外側に張り出して凸凹面３２を設けることで、該回転軸２２よりも大径の軸素材を用いることに頼ることなく、安価でかつ十分な回転トルク強度を有するギヤ歯車１０を得ることができる。

また、ギヤ歯車１０では、複数のギヤ固着用部材３０、３１がそれぞれギヤ固定部２８に固定されているため、設計の自由度が向上する。例えば、ギヤ歯車１０では、１つのギヤ固着用部材３０で要求される回転トルク強度に応える構成と比較して、ギヤ固着用部材３０、３１を小型化（ギヤ固着用部材３０、３１自体又は凸凹面３２の小径化、又はギヤ固着用部材３０、３１の薄肉化）することができる。

これにより、例えば、ギヤ固着用部材３０、３１の厚みを加工性の良好な厚みとして設定したり、ギヤ固着用部材３０、３１の外径や凸凹面３２の寸法形状を、ホイールギヤ２０の成形性に与える影響が小さい寸法形状として設定したりすることが可能である。また例えば、ギヤ歯車１０では、ギヤ固着用部材３０（ギヤ固着用部材３１）の数に応じて、該ギヤ固着用部材３０（凸凹面３２）の軸方向における実質的な長さを可変とすることができるため、回転トルク強度を要求値に応じて加減設定することができる。

さらに、ギヤ歯車１０では、回転軸２２の軸方向に隣り合うギヤ固着用部材３０、３１の凸凹面３２が周方向にずらされているため、換言すれば、回転軸２２の軸方向から見て、一方のギヤ固着用部材３０の凸部３２Ａ間に他方のギヤ固着用部材３１の凸部３２Ａが位置する配置とされているため、ボス部２６を構成する樹脂材が２つのギヤ固着用部材３０に絡まるように該２つのギヤ固着用部材３０を埋設させることできる。これにより、ギヤ歯車１０では、回転軸２２の軸方向に隣り合うギヤ固着用部材３０、３１の凸凹面３２を一致させた構成（本発明に含まれる構成）と比較して、回転トルク強度を向上させることができる。

またさらに、ギヤ歯車１０では、２つのギヤ固着用部材３０、３１が回転軸２２の軸方向に離間しているため、該２つのギヤ固着用部材３０、３１間の隙間ｄにボス部２６を構成する樹脂材が回り込む。このため、２つのギヤ固着用部材３０、３１は、それぞれが凸凹面３２及び厚み方向の両面で樹脂材に接触するので、２つのギヤ固着用部材３０、３１が回転軸２２の軸方向に重ね合わされている構成（本発明に含まれる構成）と比較して、回転トルク強度を向上させることができる。

以上により、ギヤ歯車１０では、回転軸２２の軸方向に隣り合うギヤ固着用部材３０、３１の凸凹面３２を周方向に一致させると共に該２つのギヤ固着用部材３０、３１が２２の軸方向に重ね合わされている比較例（本発明に含まれる構成であり、厚みが２倍である単一のギヤ固着用部材３０を用いた構成として把握することも可能である）と比較して、回転トルク強度が向上することが実験的にも確かめられている。この実験では、ギヤ歯車１０は、上記した比較例に対し回転トルク強度が略８％向上された。

しかも、ギヤ歯車１０では、ホイールギヤ２０を構成するウォームホイール部２４の最小径部２４Ｂが、回転軸２２の軸方向において、２つのギヤ固着用部材３０、３１間の隙間ｄの範囲内に位置されているため、最小径部２４Ｂの真円度が凸凹面３２の影響を受けることが抑制される。補足すると、ホイールギヤ２０では、ギヤ固着用部材３０、３１の外周部に非円形状の凸凹面３２を設けることで、ウォームホイール部２４の周方向において樹脂硬化時の収縮（量）に差を生じやすくなるが、最小径部２４Ｂの径方向内側に凸凹面３２が存在しない配置とすることで、最小径部２４Ｂでの真円度について所要の精度を確保することができる。これにより、非円形状で比較的大径であるギヤ固着用部材３０、３１をボス部２６に埋設して回転トルク強度を向上させた構成において、ウォームホイール部２４におけるウォーム１４との噛み合い部（の主要部）の寸法精度を確保することができる。

また、ギヤ歯車１０では、回転軸２２に対し別部材であるギヤ固着用部材３０、３１を固定する構造であるため、該回転軸２２とギヤ固着用部材３０、３１とで、材質、加工法、熱処理（の有無）等を異ならせることが可能等、設計の自由度が向上する。したがって例えば、金属板材のプレス加工にてギヤ固着用部材３０、３１を形成するのに対し、回転軸２２のギヤ固定部２８を鍛造にて形成したり、ギヤ固定部２８に熱処理を施したりすることができる。

さらに、ギヤ歯車１０では、回転軸２２に固定されたギヤ固着用部材３０、３１が該回転軸２２の外周面よりも径方向外側に張り出しているため、ホイールギヤ２０が回転軸２２に対し軸方向に位置ずれすることが防止される。すなわち、ホイールギヤ２０の回転軸２２に対する軸方向の固着強度についても向上することができる。

このように、本発明の実施形態に係るギヤ歯車１０及びギヤ歯車１０の製造方法では、軸素材の外径を太くすることに頼ることなく、回転軸とホイールギヤとの回転トルク強度を向上させることができる。

また、ギヤ歯車１０が適用されたギヤードモータ１２では、減速比すなわちトルク増幅比率が大きいウォーム減速機構１８を構成するウォームホイール部２４がボス部２６を介して回転軸２２に固定されてホイールギヤ２０を構成しているため、すなわち、大トルクが作用する部分に本発明に係るギヤ歯車１０が適用されているため、所要の回転トルク強度を確保することができる。そして、ギヤ歯車１０が適用されることで、ギヤードモータ１２は、所要の回転トルクを確保しつつ安価かつコンパクトに構成することができる。

なお、上記実施形態では、ギヤ歯車１０のギヤ固着用部材３０、３１がそれぞれ回転軸２２のギヤ固定部２８に対し位置決めされる例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、回転軸２２の軸方向に隣り合うギヤ固着用部材３０、３１間の間隔を維持するためのスペーサ部を備えた構成としても良い。具体的には、例えば図６に示される如く、回転軸２２の軸方向に隣り合う一方のギヤ固着用部材３０（又はギヤ固着用部材３１）にスペーサ部４０を一体に形成した構成としても良く、また例えば図７に示される如く、回転軸２２の軸方向に隣り合う両ギヤ固着用部材３０、３１のそれぞれにスペーサ部４２を一体に形成した構成としても良く、さらに例えば図８に示される如く、回転軸２２の軸方向に隣り合うギヤ固着用部材３０、３１間に、これらギヤ固着用部材３０、３１とは独立し別部材であるスペーサ部４４を挟み込んでも良い。

また、上記実施形態では、ギヤ歯車１０を構成するホイールギヤ２０がギヤ部としてのウォームホイール部２４を有する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ホイールギヤ２０がウォームホイール部２４に代えて平歯車やハイポイドギヤ等を有して構成されても良い。

さらに、上記実施形態では、ギヤ歯車１０がギヤードモータ１２に適用された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ギヤ歯車１０は、減速装置や動力伝達装置に適用されても良い。したがって、本発明は、ホイールギヤ２０が回転軸２２の軸方向一端部に固定される構成には限定されず、例えば、回転軸２２の軸方向両端以外の部分にホイールギヤ２０を一体に形成しても良い。

さらに、上記実施形態では、ギヤ固着用部材３０、３１が金属製である例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ギヤ固着用部材３０、３１をホイールギヤ２０の成形前に成形される樹脂製とすることも可能である。

またさらに、上記した実施形態では、複数のギヤ固着用部材３０、３１が同じ寸法形状とされた（凸凹面３２を有する）例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、寸法形状の異なる複数のギヤ固着用部材３０、３１をギヤ固定部２８に固定すると共にボス部２６に埋設するようにしても良い。

本発明の実施形態に係るギヤ歯車の側断面図である。 本発明の実施形態に係るギヤ歯車の一部を拡大して示す側断面図である。 本発明の実施形態に係るギヤ歯車を構成する回転軸にギヤ固着用部材を固定した状態を示す図であって、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は底面図である。 本発明の実施形態に係るギヤ歯車を構成する回転軸にギヤ固着用部材を固定した状態の斜視図である。 本発明の実施形態に係るギヤ歯車が適用されたギヤードモータを示す一部切り欠いた斜視図である。 本発明の実施形態の第１変形例に係るギヤ歯車の一部を拡大して示す側断面図である。 本発明の実施形態の第２変形例に係るギヤ歯車の一部を拡大して示す側断面図である。 本発明の実施形態の第３変形例に係るギヤ歯車の一部を拡大して示す側断面図である。

符号の説明

１０・・・ギヤ歯車、１２・・・ギヤードモータ、１２Ａ・・・モータ部、１４・・・ウォーム、２０・・・ホイールギヤ、２２・・・回転軸、２４・・・ウォームホイール部（ギヤ部）、２４Ｂ・・・最小径部、２６・・・ボス部、２８・・・ギヤ固定部、３０・３１・・・ギヤ固着用部材、３２・・・凸凹面、３６Ａ・・・歯底

Claims (3)

1. 金属製の回転軸と、
   それぞれ前記回転軸と同軸的かつ一体に回転するように前記回転軸に形成されたギヤ固定部に固定されると共に、前記回転軸の外周面よりも径方向外側に張り出された外周部に凸凹面を有し、かつ前記回転軸の軸方向から見て同じピッチの前記凸凹面が互いに周方向にずらされる共に前記回転軸の軸方向に離間した状態で該軸方向に隣り合う対を含む複数のギヤ固着用部材と、
   樹脂材より成り、軸方向の両端よりも中央で小径となる円弧状の歯底形状のギヤ歯が周縁に形成された円板状のギヤ部と、該ギヤ部の軸心部に設けられ前記ギヤ固定部及び各前記ギヤ固着用部材が埋設された状態で前記回転軸に成形固着されたボス部とを含んで構成され、前記ギヤ部の最小径部が、前記回転軸の軸方向において、該回転軸の軸方向に離間している前記複数のギヤ固着用部材間に配置されているホイールギヤと、
   を備えたギヤ歯車。
2. 金属製の回転軸のギヤ固定部よりもそれぞれ大径とされると共に外周面に同じピッチで凸凹面を有する複数のギヤ固着用部材のうち、少なくとも前記回転軸の軸方向に隣り合う一対のギヤ固着用部材を、前記回転軸の軸方向に離間し、かつ、前記回転軸の軸方向から見て互いの凸凹面の周方向位置がずらされるように、前記回転軸の前記ギヤ固定部に固定する部材固定工程と、
   前記ギヤ固着用部材が固定された前記回転軸をインサート材として、樹脂材の射出成形によって前記回転軸のギヤ固定部及び複数の前記ギヤ固着用部材のそれぞれを埋設させると共に軸方向の両端よりも中央側で小径となる円弧状の歯底面を有するギヤ部が形成されたホイールギヤを、前記回転軸に一体に成形固着する成形工程と、
   を含み、
   かつ、前記部材固定工程で、前記回転軸の軸方向において、前記ギヤ部の最小径部が前記回転軸の軸方向に離間している前記複数のギヤ固着用部材間に位置するように、前記複数のギヤ固着用部材を回転軸のギヤ固定部に固定するギヤ歯車の製造方法。
3. モータ部と、
   前記モータ部の作動によって自軸廻りに回転駆動されるウォームと、
   前記ホイールギヤを前記ウォームに噛み合わされたウォームホイールとして適用された、請求項１記載のギヤ歯車、又は請求項２記載のギヤ歯車の製造方法で製造されたギヤ歯車と、
   を備えたギヤードモータ。

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