(57)【要約】【課題】静粛性や摺動特性などを損なわずに、従来の樹脂ギヤでは得られない高疲労強度、高耐熱性、高耐衝撃性などの特長を有する複合ギヤおよびトルク伝達機構を提供する。【解決手段】複合ギヤ（１）は、軸または軸への取付け部（２０）を含む内周部材（２）と、ギヤ歯（１１）に対応する複数の芯歯（３１）を有する環状の芯部材（３）と、前記芯歯を包覆する表歯部（４１）を含み前記芯部材および前記内周部材の外周部（２２）を被覆する樹脂製の表層部材（４）とを備えている。前記芯部材は、金属、合金、または焼結金属で構成され、前記内周部材の前記外周部に周方向に相対変位可能に嵌合されて組立体（２，３）をなし、該組立体をインサート材として、その周囲に前記表層部材（４）が射出成形されることで、前記表層部材の側面部（４２）と前記内周部材との接合部（２６，４６）に、周方向への相対変位を阻止する係合部（２７，４７）が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸または軸への取付け部を含む内周部材と、ギヤ歯に対応する複数の芯歯を有する環状の芯部材と、前記芯歯を包覆する表歯部を含み前記芯部材および前記内周部材の外周部を被覆する樹脂製の表層部材と、を備え、前記芯部材が、金属、合金、または焼結金属で構成され、前記内周部材の前記外周部に周方向に相対変位可能に嵌合されて組立体をなし、該組立体をインサート材として、その周囲に前記表層部材が射出成形されることで、前記表層部材の側面部と前記内周部材との接合部に、周方向への相対変位を阻止する係合部が形成されている、複合ギヤ。
【請求項２】
前記内周部材と前記芯部材との相対変位可能な嵌合面が、軸方向に平行なラジアル摺接面を含む、請求項１に記載の複合ギヤ。
【請求項３】
前記内周部材と前記芯部材との相対変位可能な嵌合面が、軸方向に対して直交または傾斜したスラスト摺接面をさらに含む、請求項２に記載の複合ギヤ。
【請求項４】
前記表層部材が、熱可塑性樹脂のナチュラル材で射出成形され、かつ、電子線照射によって高分子鎖間に架橋構造を生じている、請求項１〜３の何れか一項に記載の複合ギヤ。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一項に記載の複合ギヤと、前記複合ギヤに噛合する駆動側相手ギヤとを含むトルク伝達機構において、前記相手ギヤの歯先が、チップリリーフとＲ形状により修整されていることを特徴とするトルク伝達機構。
【請求項６】
前記歯先修整の大きさが、前記複合ギヤに定格トルクを負荷した場合におけるギヤ歯の作用線方向の弾性変位の３０％以上であることを特徴とする請求項５に記載のトルク伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属等のインサートと樹脂製の表層部材で構成される複合ギヤおよびトルク伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
ギヤ歯の部分を樹脂で形成した樹脂ギヤは、樹脂の大減衰・低剛性という樹脂の物性により、低振動、低騒音のトルク伝達機構を構成できることに加え、軽量であり、射出成形のみで安価に歯部を形成でき、ＯＡ機器などで広範に使用されているが、上記物性が制約となり、低負荷、低回転且つ常温付近で使用されることが殆どであった。
【０００３】
特許文献１には、金属製芯部材をインサートして射出成形し、ギヤ歯部を樹脂材で被覆した樹脂ギヤが開示されているが、この樹脂ギヤは、ギヤ歯部の樹脂材のみで衝撃を受けるため樹脂部への負担が大きく、高負荷時に樹脂部が損傷または剥離する問題が指摘されている。そこで、特許文献２は、金属製芯部材の中間部に樹脂製の緩衝帯を設けることを開示している。しかし、この樹脂ギヤは、相手ギヤとの噛合部分から入力される荷重により、緩衝帯が周方向に不均衡に弾性変形してギヤ部に偏心を生じるおそれがあり、高負荷での使用は不可能である。
【０００４】
そこで、本発明者は、特許文献３に開示されるように、ギヤ歯を含むギヤ外周部を、高弾性率かつ高強度の樹脂材からなる内芯部と、該内芯部を覆う低弾性率の樹脂材からなる表層部とで構成し、内芯部を金属製インサートの周囲に回動可能に設ける一方、表層部と金属製インサートとの接合部分に、軸回りの回動を阻止する係合部を設けることで、ギヤ部に偏心を生じずに衝撃や振動を吸収可能な樹脂ギヤを開発した。この樹脂ギヤは、静粛性や摺動特性といった樹脂ギヤの一般的な長所を保持しつつ、従来の樹脂ギヤに比べて疲労強度や耐衝撃性に対する顕著な改善が見られた。しかし、内芯部も樹脂材で射出成形されるため、高負荷で使用される金属製ギヤの代替品として見た場合、強度、特に高温強度の点でさらなる改善が望まれることとなった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１９２９５５号公報
【特許文献２】特開２００４−１５０５１８号公報
【特許文献３】特開２００８−１５１２７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、静粛性や摺動特性などを損なわずに、従来の樹脂ギヤでは得られない高疲労強度、高耐熱性、高耐衝撃性などの特長を有する複合ギヤおよびトルク伝達機構を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、軸または軸への取付け部を含む内周部材（２）と、ギヤ歯に対応する複数の芯歯を有する環状の芯部材（３）と、前記芯歯を包覆する表歯部を含み前記芯部材および前記内周部材の外周部を被覆する樹脂製の表層部材（４）と、を備え、前記芯部材が、金属、合金、または焼結金属で構成され、前記内周部材の前記外周部に周方向に相対変位可能に嵌合されて組立体（２，３）をなし、該組立体をインサート材として、その周囲に前記表層部材（４）が射出成形されることで、前記表層部材の側面部と前記内周部材との接合部に、周方向への相対変位を阻止する係合部（２７，４７）が形成されている、複合ギヤにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る複合ギヤは、上記構成により、芯歯の表面が樹脂製の表層部材（表歯部）で包覆されることで、良好な摺動特性や静粛性を得つつも、芯歯を有する芯部材に、製造法や材料選択に関する制約がなく、金属、合金、焼結金属など、疲労強度や耐熱性を優先した材料選択が可能であり、このような芯部材が、内周部材に対して周方向に相対変位可能に嵌合されることで、表層部材側面部の粘弾性的挙動による衝撃吸収が誘導され、良好な耐衝撃性が得られる。しかも、芯部材と内周部材との組立体は、それらの嵌合公差を含めて高精度に加工でき、かつ、このような組立体をインサート材として１回の射出成形で複合ギヤを製造可能であるため、成形工程が簡素化される利点もある。
【０００９】
本発明において、前記内周部材と前記芯部材との相対変位可能な嵌合面が、軸方向に平行なラジアル摺接面（２３，３３）を含む態様では、高負荷でも芯部材に偏心を生じず安定的な動作が行え、樹脂製の表層部材による耐衝撃性を最大限に得ることができる。
【００１０】
本発明において、前記内周部材と前記芯部材との相対変位可能な嵌合面が、軸方向に対して直交または傾斜したスラスト摺接面（２４，３４）をさらに含む態様では、スラスト摺接面によって芯部材の軸方向位置が規定され、表層部材側面部のスラスト荷重に対する負担が軽減され、ヘリカルギヤやベベルギヤ等、スラスト荷重を恒常的に受けるギヤへの実施に好適である。また、芯部材を内周部材に嵌合した組立体を金型内にインサートして射出成形する際に、スラスト摺接面の支持方向に対向してゲートを設置することで、樹脂材料の流入圧をスラスト摺接面で受圧可能となり、支持が不要となるとともに、樹脂材料の流入圧で芯部材が内周部材のスラスト摺接面に圧接され、嵌合面への樹脂の侵入が抑制され、表層部材の内側に隠れた芯部材の安定動作を確保するうえで有利である。
【００１１】
本発明において、前記表層部材が、熱可塑性樹脂のナチュラル材で射出成形され、かつ、電子線照射によって高分子鎖間に架橋構造を生じている態様では、強化繊維を含有しないことで、相手ギヤに対する攻撃性が低減されるとともに、強化繊維の端部が起点となって表層部材が損傷するのが防止される一方、架橋構造により強度および耐熱性が向上し、高疲労強度および高耐熱性を有する複合ギヤを構成するうえで有利である。
【００１２】
また、上記特徴を備えた複合ギヤと、それに噛合する駆動側相手ギヤとを含むトルク伝達機構において、前記相手ギヤの歯先が、チップリリーフとＲ形状により修整されていることが好適である。この構成により、複合ギヤ歯面への相手ギヤの歯当たりが緩和され、歯面における圧力分布が分散的になり、表層部材の損傷や劣化が抑制され、良好な摺動特性および静粛性を有するトルク伝達機構としての耐久性を向上するうえで有利である。
【００１３】
前記歯先修整の大きさは、前記複合ギヤに定格トルクに相当する静荷重を負荷した場合におけるギヤ歯の作用線方向の弾性変位の３０％以上であることが好ましく、特に、５０％以上の場合に顕著な耐久性の向上効果が得られる。また、相手ギヤの歯先修整量を上記のような静荷重負荷時の弾性変位（たわみ量）から設定することで、数多くの耐久試験を行う時間と労力を節減するうえでも有利である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明実施形態の複合ギヤを示す一部切除した側面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】内周部材を示す一部切除した斜視図である。
【図４】芯部材を示す一部切除した斜視図である。
【図５】表層部材を示す一部切除した斜視図である。
【図６】（ａ）は相手ギヤのギヤ歯部を示す要部概略側面図、（ｂ）はその歯先部分を示す拡大図である。
【図７】本発明実施例１および比較例１，２の耐久試験結果を示すグラフである。
【図８】本発明実施例１〜３の耐久試験結果を示すグラフである。
【図９】本発明実施例２，４，５の複合ギヤおよび比較例１のギヤの伝達トルク−たわみ曲線である。
【図１０】本発明実施例４，５の各複合ギヤに噛合する相手ギヤへの歯先修整の有無各場合における耐久試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について図面と共に詳細に説明する。
図１〜図３において、本発明に係る複合ギヤ１は、ギヤ内周部材２とその外周側の芯部材３、芯部材３および前記内周部材２の外周部２２を被覆する樹脂製の表層部材４から構成されている。
【００１６】
内周部材２は、図２および図３に示すように、中央に軸孔２０が貫通したハブ２１と、その周囲にフランジ状に延在する外周部２２とを有し、全体としては円盤状に形成されている。外周部２２は、ハブ２１の幅方向中央部から延出しており、その基部の幅方向両側にハブ２１の外周面を画成する肩部２６，２６が形成され、各肩部２６，２６には、周方向に所定の間隔で複数の係止溝２７（切欠部）が形成されている。図示例では、係止溝２７は円溝として形成されているが、台形溝など、他の形状であっても良い。
【００１７】
外周部２２は、最外周部に軸方向に対して平行なラジアル摺接面２３を有し、該ラジアル摺接面２３と一方の肩部２６との中間には段部２５が設けられ、該段部２５とラジアル摺接面２３との間の側面部にスラスト摺接面２４が画成されている。外周部２２は、全周に亘り一様な断面形状を成し、図２に示されるように、ラジアル摺接面２３は、外周部２２の基部とほぼ同じ幅を有しているが、幅方向に対して段部２５の分だけオフセットされ、それに伴い、外周部２２の段部２５と反対側の側面には逆段部または逆傾斜部が形成されている。
【００１８】
芯部材３は、図２および図４に示されるように、複合ギヤ１の各ギヤ歯１１に対応した複数の芯歯３１、および各芯歯を周方向に結合する環状部３２から構成されている。環状部３２の内周側には、軸方向に略平行な最内周面３５と、該最内周面３５の一側に隣接して軸方向に直交する方向に配向されたスラスト摺接面３４と、該スラスト摺接面３４の大径側に隣接する軸方向に平行なラジアル摺接面３３とが画成されており、該ラジアル摺接面３３が、前記内周部材２のラジアル摺接面２３に嵌合されることで、芯部材３の内周部材２に対する周方向の相対変位すなわち回動が許容され、かつ、スラスト摺接面３４が、前記内周部材２のスラスト摺接面２４に当接することで、前記内周部材外周部２２に対する芯部材３の軸方向位置が規制されるように構成されている。また、図２に示すように、環状部３２の一方の側面には、周方向に１乃至数箇所の位置決め穴３８が設けられている。
【００１９】
表層部材４は、図２および図５に示されるように、複合ギヤ１の各ギヤ歯１１に対応し、芯部材３の各芯歯３１を被覆する複数の表歯部４１、および芯部材３の環状部３２から内周部材２の外周部２２にかけての側面部分を被覆する側面部４２，４２から構成され、前記芯部材３を内周部材２の外周部２２に嵌合した組立体（２，３）をインサート材として金型内に挿入して樹脂材により射出成形することで、側面部４２，４２の内周縁４６，４６に、内周部材２（ハブ２１）の肩部２６の係止溝２７に係合する突起４７が一体に形成され、これら突起４７と係止溝２７との係合によって、表層部材４の内周縁４６，４６と、内周部材２（ハブ２１）の肩部２６とは、周方向への相対変位が不可能になっている。
【００２０】
複合ギヤ１の射出成形には、例えば竪型射出成形機を用い、図２における左側が上になるように、金型内に組立体（２，３）をセットする。この際、予め、芯部材３を内周部材２に嵌合して組立体（２，３）を構成した状態で金型内にセットしても良いし、金型内に内周部材２をセットした後、該内周部材２に芯部材３を嵌合しても良い。その際、金型内に突設したピン（図２に３８，４８で示される部分に対応）を、芯部材３の位置決め穴３８に係合し、芯歯３１が、金型の各表歯部４１に対応した凹部に位置決めする。
【００２１】
そして、表層部材４の一方の内周縁４６に沿って設定されたディスクゲート（図示せず）を通じて金型キャビティ内に樹脂を射出することで、各表歯部４１におけるウエルドラインの発生が防止されるとともに、樹脂材料の流入圧が芯部材３に一側から作用することで、芯部材３がスラスト摺接面３４，２４を介して内周部材２に圧接され、その先の嵌合面（２４，３４および２３，３３）内への樹脂の侵入が抑制される。
【００２２】
上記内周部材２および芯部材３の材質は、特に限定されるものではなく、鉄、アルミニウム、銅などの各種金属および各種合金材を使用できるが、製造コスト面からは焼結金属材が特に好適である。また、表層部材４に使用する樹脂材料としては、各種熱可塑性樹脂を使用可能であり、必要に応じて、熱可塑性樹脂に強化繊維などの補強材を含有することもできるが、後述する実験結果から、補強材を含まない熱可塑性樹脂のナチュラル材、特に、差出成形後の電子線照射によって高分子鎖間に架橋構造を生じるナイロンのナチュラル材が好適である。
【実施例】
【００２３】
［耐久試験１］
次に、本発明に係る複合ギヤ１の耐久性を評価するため、内周部材２および芯部材３が焼結金属で構成され、表層部材４には、補強材として炭素繊維３０ｗｔ％が複合され、常温における曲げ弾性率が１８ＧＰａに強化されているポリアミド係樹脂（ＰＡ４６−ＣＦ３０）を用いた複合ギヤ（実施例１）を作製し、さらに、同じ焼結金属で内周部材（２）と芯部材（３）とを一体に構成して同じ樹脂でインサート成形した樹脂被覆ギヤ（比較例１）と、芯部材３を用いずに内周部材２のみを用いて同じ樹脂でインサート成形した樹脂ギヤ（比較例２）を作製して、耐久試験を行った。
【００２４】
なお、実施例１および比較例１、２の各ギヤは、何れも、モジュール２．５ｍｍ、圧力角２０度、歯数３５、基準円直径８７．５ｍｍ、歯先円直径９２．９ｍｍ、歯幅１１ｍｍ、転位係数０．１４５の平歯車であり、各ギヤに噛合する相手ギヤとして、モジュール２．５ｍｍ、圧力角２０度、歯数３５、基準円直径８７．５ｍｍ、歯先円直径９２．１７５ｍｍ、歯幅１２ｍｍ、転位係数０の鋼製平歯車（歯先修整なし）を用いてトルク伝達機構を構成し、インバーターモータにより相手ギヤを駆動する一方で、被試験ギヤにサーボモータを接続して負荷を与えた。試験条件は、伝達トルク２０Ｎｍ、回転数５０００ｒｐｍ、１００℃とし、グリース潤滑を施した。
【００２５】
また、芯歯３１の先端の直径（以下「芯歯歯先円直径」という）については、相手ギヤと複合ギヤ１の作用線と、相手ギヤ歯先円との交点をＡ１、複合ギヤ歯先円との交点をＡ２とした場合に、作用線上においてＡ１からＡ２方向に、かみあい率の整数値×基礎円ピッチｐｂだけ離れた点をＳとすると、芯歯歯先円直径が、複合ギヤの中心からＳまでの距離ｒｓ（半径に対応）の２倍以上であることが、噛合に参加している歯数が最小の場合でも、芯歯３１（芯部材３）で伝達荷重を受ける条件（表歯４１に曲げ／剪断応力が生じない条件）となる。また、芯歯３１が表歯４１を貫通しない点で、芯歯歯先円直径は、表歯４１を含めた複合ギヤ１の歯先円直径以下である。本実施例では、複合ギヤと相手ギヤとの中心間距離が８８．０ｍｍ、かみあい率１．５の整数値が1であることから、２ｒｓは８９．６８６ｍｍと計算され、また、複合ギヤ１の歯先円直径が９２．９ｍｍであることを考慮して、芯歯歯先円直径は、８９．９ｍｍとした。
【００２６】
図７は、本発明に係る実施例１および比較例１、２の各ギヤの耐久試験結果を示している。比較例１の樹脂被覆ギヤ、および比較例２の樹脂ギヤでは、それぞれ、累積回転２．０×１０５回転、１．５×１０５回転にて歯面に損傷が発生したのに対し、本発明に係る実施例１の複合ギヤでは、累積回転数４．０×１０５回転にて歯面に損傷が発生しており、この実験結果は、本発明に係る実施例１の複合ギヤが、比較例１の樹脂被覆ギヤに対して２倍、比較例２の樹脂ギヤに対して２．７倍の耐久性を有することを示している。
【００２７】
［耐久試験２］
次に、上記実施例１の複合ギヤに対して、表層部材４の樹脂材に、補強材を含まず常温における曲げ弾性率が３．３ＧＰａと低弾性率のナイロン６６であって、電子線の照射により高分子鎖間に架橋を生じる材料を使用し、射出成形後に電子線照射を施した複合ギヤ（実施例２）を作製し、前記同様に相手ギヤと組合せて耐久試験を行った。
【００２８】
その結果、図８に示すように、実施例２の複合ギヤでは、累積回転数２．９×１０６回転に至るまで歯面に損傷が発生しなかった。したがって、実施例２の複合ギヤは、表層部材４に低弾性率の樹脂材料を使用したにも拘わらず、高弾性率の樹脂材料を使用した実施例１の複合ギヤに対して耐久性が約７．３倍向上したことを示している。
【００２９】
この要因としては次の点が挙げられる。すなわち、表層部材４に低弾性率の樹脂材料を使用した実施例２では、噛合いが進行する際に歯面に発生する動的な負荷がギヤ全体に分散される効果が高まる点、歯面を含む表層部材４の樹脂材料に強化繊維が複合されている実施例１では、圧縮荷重に対して繊維の端部などが起点となり損傷が発生するのに対し、強化繊維などが複合されていないナチュラル材でありかつ高分子鎖間に架橋構造が生成されている実施例２では、表層部材４を構成する樹脂材の分子間の結合が圧縮負荷に対してより強固であることに加えて、高分子鎖間の架橋構造によって樹脂の溶融温度が上昇し、摩擦熱で高温になる歯面においても表層部材４が溶融し難い点である。
【００３０】
［耐久試験３］
次に、本発明に係る複合ギヤに組合せる相手ギヤの歯先修整の効果を検証するために、上記実施例２の複合ギヤに、図６に示すように、チップリリーフによる作用線方向の逃がし量ｔ１が０．１０ｍｍ、歯先Ｒ０．２２７による作用線方向の逃がし量ｔ２が０．０４ｍｍ、それらの合計０．１４ｍｍの歯先修整Ｔを施した相手ギヤ５を組合せて前記同様の耐久試験を行った。
【００３１】
その結果、図８に示すように、相手ギヤに歯先修整を施さなかった実施例２に対して、相手ギヤに歯先修整を施した実施例３では、同じ複合ギヤを組合せたにも拘わらず、累積回転数１．０×１０７回転においても損傷が発生せず、耐久性がさらに３．４倍以上に向上しており、相手ギヤの歯先修整が、複合ギヤの耐久性を向上するうえで有効であることが確認された。
【００３２】
相手ギヤ５への歯先修整Ｔにより複合ギヤ１の歯面の損傷発生が遅れ、耐久性が向上するメカニズムについては、次のように推察される。耐久試験における歯面の損傷発生状況を観察すると、歯先修整を施していない相手ギヤを組み合わせた実施例２では、歯面の歯元付近に損傷が発生することが認められた。すなわち、本発明に係る複合ギヤ１の耐衝撃性は、芯部材３が内周部材２に対して周方向に相対変位可能に嵌合され、表層部材４の粘弾性的挙動が誘導される構造的特徴に起因するが、その過程で、相手ギヤの歯当たりが歯先側にシフトする。そのため、歯先修整を施していない相手ギヤの場合には、その歯先角部により、複合ギヤ１の歯面（表層部材４）の歯元付近に凹み痕が発生し、この凹み痕により、歯面に発生する動的負荷の分散効果が減衰する結果、樹脂部の歯面中央付近の応力が高まり、そこを起点として亀裂が発生する。これに対して、歯先修整を行った相手ギヤを組合せた実施例３では、相手ギヤ歯先の当たりが緩和され、複合ギヤの歯面に凹み痕を生じず、歯面の動的負荷のギヤ全体への分散効果が持続するため、歯面の損傷発生が抑制されるものと考えられる。
【００３３】
本発明に係る複合ギヤ１では、従来の樹脂ギヤのようなギヤ歯の撓曲や樹脂層の圧縮よりも、表層部材４（側面部）の弾性変形による芯部材３の周方向への相対変位を伴ったギヤ歯のたわみ（周方向の弾性変位）が主体的である。この特徴により、良好な耐衝撃性がもたらされる一方で、たわみ量に比例して、上述した相手ギヤ歯当たりの歯先側へのシフトが大きくなる。したがって、たわみ量に基づいて歯先修整の大きさを設定すれば、本発明に係る複合ギヤ１の耐久性を高い確度で向上でき、数多くの耐久試験を行う時間と労力を節約できる。
【００３４】
［耐久試験４］
そこで、ギヤ歯の剛性が異なる複合ギヤを作製し、それらに、伝達トルク（定格トルク）に相当する静的負荷を与えてたわみ量を測定したうえで、歯先修整を施した相手ギヤ、歯先修整を施していない相手ギヤを組み合わせた各場合について耐久試験を行い、複合ギヤのたわみ量と相手ギヤへの歯先修整による耐久性向上効果との関係を検証した。
【００３５】
図９は、樹脂部材４にアラミド繊維５ｗｔ％複合のＰＡ４６−ＡＦ５を使用した歯幅１１ｍｍの複合ギヤ（実施例４）、および、同材料を使用した歯幅９ｍｍの複合ギヤ（実施例５）に対して、静的な負荷を与えてギヤ歯のたわみ量（作用線方向の弾性変位）を測定して得られた伝達トルク−たわみ曲線を示すグラフである。なお、比較のため、電子線架橋樹脂を使用した実施例２の複合ギヤと、先述した比較例１の樹脂被覆ギヤ（ともに歯幅１１ｍｍ）についても同様の測定を行った。
【００３６】
このグラフにおいて、伝達トルク２０Ｎｍの場合のたわみ量は、実施例３が約０．２２ｍｍ、実施例４が約０．２７ｍｍであり、同じ歯幅の比較例１の樹脂被覆ギヤの約０．１０ｍｍに対して２倍以上大きくなっている。比較例１の樹脂被覆ギヤのたわみ量は、樹脂部の圧縮変形分に芯歯のたわみ分が加算されたものであるのに対し、各実施例の複合ギヤでは、芯部材３の周方向変位が許容されているため、芯歯３１のたわみ分はより少ないと言え、これらの差以上に、樹脂製の表層部材４の弾性変形、特に側面部４２の弾性変形が主体的であると言える。実施例５の歯幅９ｍｍの複合ギヤでは、樹脂部分の断面積の減少に伴い、伝達トルク２０Ｎｍの場合のたわみ量が約０．４４ｍｍに増大している。
【００３７】
次に、実施例４および５の各複合ギヤに対して、それぞれ、歯先修整を施していない相手ギヤと、先述した耐久試験３と同様に０．１４ｍｍの歯先修整Ｔを施した相手ギヤとを組合せた各場合について、上記伝達トルク２０Ｎｍを負荷して耐久試験を行った。その結果、図１０に示すように、実施例４の複合ギヤでは、約２．５倍という顕著な耐久性向上効果が見られた。また、実施例５の複合ギヤにおいても、約７％ではあるが、耐久性の向上が確認された。しかし、その後、伝達トルクをさらに大きくして追加試験を行ったが、歯先修整による耐久性の向上は認められなかった。
【００３８】
この試験結果から、複合ギヤの耐久性を向上する相手ギヤの歯先修整量について検討すると、各相手ギヤに対する歯先修整量０．１４ｍｍは、実施例４の複合ギヤのたわみ量０．２７ｍｍの約５０％に相当し、実施例５の複合ギヤのたわみ量０．４４ｍｍの約３０％に相当する。また、先に行った耐久試験３における実施例３の複合ギヤの、同条件でのたわみ量０．２２ｍｍの約６５％に相当する。
【００３９】
したがって、本発明に係る複合ギヤに組み合わせる相手ギヤの歯先修整が、耐久性向上に有効となるためには、当該複合ギヤに定格トルクに相当する静的荷重を負荷した場合のたわみ量の少なくとも３０％以上の歯先修整量が必要であり、前記たわみ量の５０％以上の歯先修整を行えば、一層顕著な耐久性向上が見込めると言える。
【００４０】
なお、過大な歯先修整は、噛み合いに悪影響を及ぼすことになるため、歯形誤差とならないような範囲で行う必要がある。歯先修整を行う場合のチップリリーフによる逃がし量ｔ１と、歯先Ｒによる逃がし量ｔ２の配分は任意に設定できるが、チップリリーフと歯先Ｒの両方を併用することが好ましい。また、歯先修整量Ｔを設定する際の伝達トルク（定格トルク）は、連続運転されることを前提に設定される連続定格トルクであって、絶対最大定格ではなく、本発明に係る複合ギヤには、瞬間的なトルク変動によって相手ギヤから定格以上の衝撃トルクが入力され得ることは勿論である。
【００４１】
以上、本発明のいくつかの実施形態について述べたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
【００４２】
例えば、上記実施形態においては、係合部として、内周部材２に係止溝２７を、表層部材４に突起４７を設ける場合を示したが、溝（切欠部）と突起の関係が逆であっても良く、また、相互の回動を阻止できる他の形状をなしていても良い。
【００４３】
また、上記実施形態においては、本発明を平歯車として実施する場合について述べたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ヘリカルギヤ、ベベルギヤなど、他の形態のギヤとして実施することも本発明の範囲内において可能である。また、内周部材２に軸孔２０を形成する代わりに、回転軸や他の回転体が一体に形成されていても良い。
【符号の説明】
【００４４】
１  複合ギヤ
２  内周部材
３  芯部材
４  表層部材
５  相手ギヤ
１１  ギヤ歯
２１  ハブ
２２  外周部
２３，３３  ラジアル摺接面
２４，３４  スラスト摺接面
２５  段部
２６  肩部（接合部）
２７  係止溝（切欠部、係合部）
３１  芯歯
３２  環状部
３５  最内周面
３８  位置決め穴
４１  表歯部
４２  側面部
４６  内周縁（接合部）
４７  突起（係合部）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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