(57)【要約】【課題】部品点数を増やすことなく、バックラッシュの少ない歯車を提供する。【解決手段】車両用エアコンのアクチュエータの歯車変速機構おいて、樹脂にて成形された第３減速ギア１５の歯部１７を歯幅方向にて第１歯部１７ａ及び第２歯部１７ｂに２分割され、一体形成されている。さらに、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂとは、周方向にずれ幅を持つ。【選択図】　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の歯車であって、
歯部が歯幅方向に分割された第１歯部と第２歯部とを有し、該第１及び第２歯部は所定のずれ幅だけ周方向にずらして一体に形成されてなることを特徴とする歯車。
【請求項２】
前記第１及び第２歯部と一体形成された出力部を有することを特徴とする請求項１に記載の歯車。
【請求項３】
歯車変速機構に使用され、該歯車変速機構を構成する部品の寸法に応じて前記ずれ幅が決定されることを特徴とする請求項１に記載の歯車。
【請求項４】
歯車変速機構の最終段に使用され、該歯車変速機構を構成する部品の寸法に応じて前記ずれ幅が決定されることを特徴とする請求項２に記載の歯車。
【請求項５】
歯部を歯幅方向にて分割されるとともに、周方向に所定のずれ幅だけずらして形成された第１歯部及び第２歯部を有する樹脂製の歯車を成形するための成形金型であって、
前記第１歯部を成形する第１成形金型と、
前記第２歯部を成形する第２成形金型と、
を備え、
前記第２成形金型は、前記第１成形金型に対して周方向に相対回動可能であることを特徴とする成形金型。
【請求項６】
成形された前記歯車を取り外すための型分割面は、前記第１成形金型と、前記第２成形金型の間に設けたことを特徴とする請求項５に記載の成形金型。
【請求項７】
前記歯車は一体形成された出力部を備えており、
該出力部を成形する第３成形金型を備えていることを特徴とする請求項５又は６に記載の成形金型。
【請求項８】
歯部を歯幅方向にて分割されるとともに、周方向に所定のずれ幅だけずらして形成された第１歯部及び第２歯部を有する樹脂製の歯車を成形金型により成形する成形方法であって、
前記成形金型は、
前記第１歯部を成形する第１成形金型と、
前記第１成形金型に対して周方向に相対回動可能に設けられ、前記第２歯部を成形する第２成形金型と、
を有し、
成形された前記歯車の第１及び第２歯部のずれ幅を測定し、該測定結果に基づいて前記第２成形金型を周方向に回動操作することを特徴とする歯車の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バックラッシュの少ない歯車、その歯車を作成するための成形金型、及びその歯車を成形する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バックラッシュを少なくする方法としては、２枚の歯車を同軸で周方向にずらし、その２枚の歯車を締結、又はずれ量を自動的に調節する機能を持たせた技術が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、２枚の歯車（歯車と副歯車）との周方向のずれ量を自動的に調整する技術が開示されている。詳しくは、図７に示すように、入力歯車７０に噛合する第１歯車７１と、出力歯車７４に噛合する第２歯車７３とを歯車軸７２により一体回転可能に連結する。また、入力歯車７０に噛合する第１副歯車７５と出力歯車７４に噛合する第２副歯車７７とを設けると共に、中空の歯車軸７２と同軸上に副歯車軸７６を設ける。副歯車軸７６に一体回転可能に取り付けた第１副歯車７５は副歯車軸７６に軸方向に移動可能に取り付け、副歯車軸７６をねじり弾性変形させた状態で入力歯車７０に噛合させ、バックラッシュを自動調整する。
【０００４】
また、樹脂製の歯車においては、転位歯車を用いて歯厚を大きくするなどして、バックラッシュを少なくする方法もある。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８３２６６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７に示す方法では、第１副歯車７５、第２副歯車７７が必要であり、また、副歯車軸７６を回転可能に支持するために歯車軸７２と副歯車軸７６との間に図示しない軸受けを設ける必要があった。
【０００７】
２枚の歯車を同軸で周方向にずらし、締結させる方法においても、主歯車のほかに、副歯車及び、締結部材を設ける必要性があった。
即ち、これらの方法では、部品点数が大幅に増加してしまうという問題があった。
【０００８】
更に、主歯車と副歯車とを締結させた構造の場合、部品を組み付ける際に各部品同士を一つずつ調整しながら組み付けなければならないため、手間と時間がかかるという問題があった。
【０００９】
また、転位歯車を用いた樹脂製歯車の場合、樹脂成形部品は、型精度だけでない寸法誤差を生じるため金型の製作が困難であり、正確なバックラッシュ調整を行うには、金型を何回か作り直す必要があり、金型の製作に多くの時間がかかりコストアップになるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、部品点数を増やすことなく、組み付けが容易でバックラッシュの少ない歯車、その成形金型、及びその歯車を成形する方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため、請求項１に記載の発明は、樹脂製の歯車であって、歯部が歯幅方向に分割された第１歯部と第２歯部とを有し、該第１及び第２歯部は所定のずれ幅だけ周方向にずらして一体に形成されてなることをその要旨とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記第１及び第２歯部と一体形成された出力部を有することをその要旨とする。
請求項３に記載の発明は、歯車変速機構に使用され、該歯車変速機構を構成する部品の寸法に応じて前記ずれ幅が決定されることをその要旨とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、前記歯車変速機構の最終段に使用されることをその要旨とする。
請求項５に記載の発明は、歯部を歯幅方向にて分割されるとともに、周方向に所定のずれ幅だけずらして形成された第１歯部及び第２歯部を有する樹脂製の歯車を成形するための成形金型であって、前記第１歯部を成形する第１成形金型と、前記第２歯部を成形する第２成形金型とを備え、前記第２成形金型は、前記第１成形金型に対して周方向に相対回動可能であることをその要旨とする。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、成形された前記歯車を取り外すための型分割面は、前記第１成形金型と、前記第２成形金型の間に設けたことをその要旨とする。
請求項７に記載の発明は、前記歯車は一体形成された出力部を備えており、該出力部を成形する第３成形金型を備えていることをその要旨とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、歯部を歯幅方向にて分割されるとともに、周方向に所定のずれ幅だけずらして形成された第１歯部及び第２歯部を有する樹脂製の歯車を成形金型により成形する成形方法であって、前記成形金型は、前記第１歯部を成形する第１成形金型と、前記第１成形金型に対して周方向に相対回動可能に設けられ、前記第２歯部を成形する第２成形金型とを有し、成形された前記歯車の第１及び第２歯部のずれ幅を測定し、該測定結果に基づいて前記第２成形金型を周方向に回動操作することをその要旨とする。
【００１６】
（作用）
請求項１に記載の発明によれば、樹脂製の歯車の歯部を歯車の歯部を歯幅方向にて第１歯部及び第２歯部に２分割し、第１歯部と第２歯部とは、周方向に所定のずれ幅を持たせることで、該歯車と、該歯車と噛合する他の歯車との間のバックラッシュを少なくすることができる。また、一体にて形成されることによりバックラッシュを減らすためのそのほかの部品を必要とすることがないので、部品点数を大幅に少なくすることができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、出力部も一体に形成することにより、部品点数を少なくすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、歯車変速機構に前記歯車を使用し、歯車変速機構を構成する部品の寸法に応じて、第１歯部と第２歯部のずれ幅を決定することにより、各部品の寸法公差によって生じるバックラッシュを考慮した適切なずれ幅を決定することができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、歯車変速機構の最終段に前記歯車を使用することにより、効果的に機能することができる。即ち、歯車変速機構の最終段には、歯車変速機構を構成する各部品の寸法公差が積み上げられるため、その公差を少なくすることができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、第２成形金型を第１成形金型に対し歯車の周方向に回動可能にしたことにより、歯部を歯幅方向に対し分割した歯車の第１歯部と、第２歯部の周方向のずれ幅を調整することができる。また、正確なバックラッシュ調整を行うために、成形金型を作り直す必要がなく、コストを削減することができる。
【００２０】
請求項６に記載の発明によれば、型分割面を前記第１成形金型と前記第２成形金型の間に設けることにより、前記歯車を成形後、容易に取り出すことが可能になる。
【００２１】
請求項７に記載の発明によれば、歯車の出力部も一体に形成することが可能になる。
請求項８に記載の発明によれば、成形された歯車における第１及び第２歯部のずれ幅に基づいて第２成形金型の回動位置を調整するようにしたため、歯車精度を容易に向上することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を、図１〜図６に従って説明する。
本実施形態における車両用エアコン装置に使用されるアクチュエータ１は、歯車変速機構を有している。
【００２３】
車両用エアコン装置は、空気取り入れ口切り替えドア、温度調整用ドア、噴出し口切り替えドア等を備えている。図１に示すアクチュエータ１は、それぞれのドアを開閉するために、それぞれのドアに設けられている。
【００２４】
アクチュエータ１は、ハウジング１０、駆動モータ１１、歯車変速機構を構成する第１減速ギア１３と第２減速ギア１４と第３減速ギア１５、基板１８、ＩＣ１９、複数のコネクタターミナル２０、及びコネクタ１０ａを備えている。
【００２５】
ハウジング１０はケース及びカバーからなり、駆動モータ１１、第１〜第３減速ギア１３〜１５、基板１８を収容可能に形成されている。また、ハウジング１０には、ケース及びカバーに軸受け孔１０ｄが形成され、ケースに第１減速ギア１３及び第２減速ギア１４を組み付けるための支持軸１０ｂ，１０ｃが該ケースと一体形成されている。
【００２６】
ハウジング１０には、駆動モータ１１が収容固定され、その駆動モータ１１の出力軸にはウォームギア１２が一体回転可能に取着されている。支持軸１０ｂには第１減速ギア１３がウォームギア１２と噛合するように軸支され、支持軸１０ｃには第２減速ギア１４が第１減速ギア１３と噛合するように軸支されている。第３減速ギア１５は、ハウジング１０のケース及びカバーに形成された軸受け孔１０ｄにより回転可能に支持されるとともに出力軸１６（図３参照）がハウジング１０から突出するように支持され、第２減速ギア１４と噛合している。
【００２７】
駆動モータ１１の駆動によるウォームギア１２の回転は、まず、第１減速ギア１３に伝えられ、第１減速ギア１３の回転は、第２減速ギア１４に伝えられる。同様に第２減速ギア１４の回転は、第３減速ギア１５に伝えられ、第３減速ギア１５に設けられた出力軸１６により出力される。
【００２８】
ハウジング１０の底部には基板１８が配置され、該基板１８にはＩＣ１９が実装されている。また、基板１８には、各コネクタターミナル２０が１列に並んで実装されるとともに、その先端がハウジング１０に形成されたコネクタ１０ａに配置されるように設けられている。コネクタターミナル２０は、アクチュエータ１を駆動する電力や信号などを入力するために設けられている。
【００２９】
図２は、第２減速ギア１４と、第３減速ギア１５の噛合した様子を示したものである。また、第３減速ギア１５のみを取り出し、拡大した斜視図を図３に示す。さらに、図３のＡ矢視図を図４（ａ）に、図４（ａ）のＢ矢視図を図４（ｂ）示す。
【００３０】
図３に示すように、第３減速ギア１５は、歯部１７と出力軸１６とを備える。歯部１７は、軸方向（歯幅方向）に２分割されており、第１歯部１７ａと、第２歯部１７ｂとで形成されている。第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂの歯幅は、ほぼ同じであり、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂは、周方向にずれ幅ｄを持つように、一体に成形されている（図３、図４（ａ），（ｂ）参照）。従って、歯部１７は、第１歯部１７ａ（第２歯部１７ｂ）の歯厚とずれ幅ｄの合計値を歯厚として持つ。
【００３１】
出力軸１６は、その先端部に径方向に平らな面を持つ軸方向視Ｄ字状の出力部１６ａが形成され、該出力軸１６の回転を外部に出力する際に空回りを防ぐように形成されている。
【００３２】
図２に示すように、第２減速ギア１４の出力側ギア１４ａは、第３減速ギア１５の第１歯部１７ａ及び第２歯部１７ｂの両方と噛合する構成となっている。詳述すると、第２減速ギア１４が正回転（図２における時計回転方向）したときに、出力側ギア１４ａは第１歯部１７ａと噛合する。また、逆回転したときには、出力側ギア１４ａは第２歯部１７ｂと噛合する。後述するように、第３減速ギア１５を成形する際にずれ幅ｄを調整することにより、第２減速ギア１４と第３減速ギア１５との間のバックラッシュを少なくするようになっている。
【００３３】
ここで、ウォームギア１２、第１減速ギア１３、第２減速ギア１４、第３減速ギア１５、及びハウジング１０は先述のごとく樹脂製である。樹脂にて各部品を成形する際、各部品の出来精度は樹脂成形金型によりほぼ決定される。また、各部品の出来寸法は、公差を持つ。よって、一般的に歯車変速機構を設計する際には、線形膨張係数、吸水膨張等を考慮し、設計上、軸間は広く、軸及び軸受けのクリアランスは大きく、歯車のピッチ円直径は、小さくなる方へ、設定する。そのため、各部品を組み合わせるとバックラッシュは、自ずと大きくなる。また、歯車変速機構の最終段には、該歯車変速機構を構成する各部品（第１〜第３減速ギア１３〜１５）の寸法公差が積み上げられる。
【００３４】
本実施形態の第３減速ギア１５は、歯車変速機構の最終段に設けられる歯車であり、上述のように、各部品の寸法公差が積み上げられる部分に設けられる。そこで、成形後の各部品寸法を基に各部品の寸法公差を考慮し、ずれ幅ｄを調整しながら第３減速ギア１５を製作し、最適なずれ幅ｄを決定する。
【００３５】
次に、第３減速ギア１５を成形するための成形金型について説明する。
図５は、第３減速ギア１５を成形するための成形金型５０の断面を表す模式図である。
【００３６】
成形金型５０は、第３減速ギア１５の第１歯部１７ａ側を成形するための第１成形金型５１と、第２歯部１７ｂを成形するための第２成形金型５２と、出力部１６ａ側を成形するための第３成形金型５３とから構成されている。成形した第３減速ギア１５を取り出すための型分割面は、第１成形金型５１と第２成形金型５２との間に設けられている。即ち、成形金型５０は、第１成形金型５１と、第２及び第３成形金型５２，５３とに分割される。
【００３７】
第２成形金型５２は、第３成形金型５３に対して、第３減速ギア１５の歯部１７の周方向に回動可能に取り付けられる。第２成形金型５２は周方向に回動操作され、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂとのずれ幅ｄを決定する。この様に構成することで、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂとの周方向におけるずれ幅ｄは、調整可能となる。
【００３８】
次に、第３減速ギア１５を成形する方法について説明する。
まず、成形金型５０は、成形される第３減速ギア１５の第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂとの間に周方向の所定のずれ幅ｄを持たせるように、第２成形金型５２を第３成形金型５３に対して回動配置されている。
【００３９】
このような成形金型５０に樹脂が注入され、固化した後、第１成形金型５１と第２成形金型５２の間に設けられた型分割面より、成形された第３減速ギア１５が取り出される。
【００４０】
そして、この成形された第３減速ギア１５は、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂの周方向のずれ幅ｄが測定されるとともに、アクチュエータ１に実際に組み込まれる。
【００４１】
この際に、バックラッシュが適当であるかどうかの判断を行い、バックラッシュが大きい場合は、ずれ幅ｄが大きくなるように第２成形金型５２が回動調整され、再び第３減速ギア１５が成形される。
【００４２】
このようにすることで、歯車精度の高い第３減速ギア１５が製造される。しかも、この場合、成形金型５０そのものは作り直す必要がないので、容易に対応できる。
【００４３】
なお、図６は、第３減速ギア１５と同じ場所に取り付けられる従来の歯車を成形するための成形金型の断面を表す模式図である。成形金型６０は、歯車の歯部側を成形するための第１成形金型６１と、出力部側を形成する第２成形金型６２とに分かれており、成形した歯車を取り出すための型分割面は、第１成形金型６１と第２成形金型６２の間に設けられている。この構成の成形金型６０は、歯車の歯部のバックラッシュを調整するのに第１成形金型５１を作り直す必要があり、容易に対応できない。この点で、本実施形態の成形金型５０は優れている。
【００４４】
上記したように、本実施形態は、以下のような効果を奏する。
（１）第３減速ギア１５の歯部１７を歯幅方向にて第１歯部１７ａ及び第２歯部１７ｂに２分割し、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂとは、周方向にずれ幅ｄを持たせるようにした。その結果、第２減速ギア１４と第３減速ギア１５とが正逆回転において略噛合し、第３減速ギア１５におけるバックラッシュを少なくすることができる。
【００４５】
（２）バックラッシュを減らすためのそのほかの部品を必要とすることがないので、部品点数を大幅に少なくすることができる。
（３）アクチュエータ１を組み立てる際に、第３減速ギア１５を組み付けるだけであるので、バックラッシュを調整する作業を必要とせず、容易に組み立てが可能である。
【００４６】
（４）第３減速ギア１５は、アクチュエータ１における歯車変速機構の最終段に設けられる歯車であり、各部品の寸法公差が積み上げられる部分に設けられている。そのため、成形後の各部品寸法を基に各部品の寸法公差を考慮し、ずれ幅ｄを調整しながら第３減速ギア１５を製作することによって、各部品の寸法のばらつきを吸収し、かつ、第２減速ギア１４と第３減速ギア１５との間のバックラッシュを小さくすることができる。
【００４７】
（５）第３減速ギア１５の成形金型５０を第１成形金型５１と第２成形金型５２と第３成形金型５３とから構成し、第２成形金型５２を第３減速ギア１５の周方向に回動可能にした。このことにより、周方向のずれ幅ｄを容易に調整することができる。
【００４８】
（６）正確なバックラッシュ調整を行うために成形金型５０を作り直す必要がなく、成形金型の製作を容易にすることができる。
（７）成形された第３減速ギア１５における第１及び第２歯部１７ａ，１７ｂのずれ幅ｄに基づいて第２成形金型５２の回動位置を調整するようにしたため、第３減速ギア１５の歯車精度を容易に向上することができる。
【００４９】
（８）第３減速ギア１５の成形時に第１及び第２歯部１７ａ，１７ｂのずれ幅ｄを調整するようにした。従って、第３減速ギア１５にはずれ幅ｄを調整する機構が設けられていない。このため、図７に示す従来例に比べて、アクチュエータ１の大きさを小さくすることができる。
【００５０】
尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、第３減速ギア１５の出力軸１６は、出力部１６ａを有しており、ここから回転を出力する構成としたが、出力軸１６の出力部１６ａ側に、別の歯車を形成した構成としてもよい。この様に構成することで、歯車変速機構において、歯車変速機構の最終段以外のところでも、第３減速ギア１５のような歯部を２分割に構成した歯車を用いることができる。なお、この場合、成形金型の構造上、出力部側に構成した歯車は、歯部を２分割した歯車よりも小さく形成することになる。
【００５１】
・上記実施形態においては、歯部を２分割した歯車として、第３減速ギア１５をアクチュエータ１において使用したが、この歯車は、アクチュエータ１に限らず、樹脂製の歯車変速機構を持つものであれば、どのようなものにでも使用可能である。
【００５２】
・上記実施形態においては、第１歯部１７ａと第２歯部１７ｂの歯幅は、ほぼ同じであるように構成したが、これに限定されない。
・上記実施形態では、第３減速ギア１５の歯部１７と出力軸１６とを一体形成したが、別々に形成した歯部１７と出力軸１６とを嵌合や接着等により一体化するようにしてもよい。
【００５３】
・上記実施形態では、第３減速ギア１５の歯部１７を、その軸方向（歯幅方向）に２分割した第１及び第２歯部１７ａ，１７ｂにより構成したが、３つ以上に分割して形成しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、部品点数を増やすことなく、バックラッシュの少ない歯車、その歯車の成形金型、及びその歯車の成形する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の歯車を使用したアクチュエータを示す概略図。
【図２】第２減速ギアと第３減速ギアの噛合を示す説明図。
【図３】第３減速ギアの斜視図。
【図４】（ａ）は図３のＡ矢視図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ矢視図。
【図５】第３減速ギアを成形するための成形金型の断面を示す模式図。
【図６】従来の歯車を成形するための成形金型の断面を示す模式図。
【図７】従来の歯車変速機構を示す概略斜視図。
【符号の説明】
１５…第３減速ギア、１６…出力軸、１６ａ…出力部、１７…歯部、１７ａ…第１歯部、１７ｂ…第２歯部、５０…成形金型、５１…第１成形金型、５２…第２成形金型、５３…第３成形金型、ｄ…ずれ幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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