(57)【要約】【課題】樹脂製のギアに金属製のシャフトを圧入する構成のギアユニットにおいて、ギアにシャフトを圧入するときにギアの割れを防止できる。【解決手段】ギアユニット１は、ローレット部３１が形成された金属製のシャフト３と、シャフト３を装着するためのシャフト装着孔２２ａを有する樹脂製のギア２とを備える。シャフト３は、外径φ２が略３．９８ｍｍ、材料がステンレスである。シャフト３のローレット部３１は、外径φ３が略４．１１〜４．２０ｍｍ、圧入先端側のシャフト３の伸びる方向に対する傾斜角θが略１４°未満である。ギア２は、材料がポリアセタールである。ギア２のシャフト装着孔２２ａは、内径φ１が略４ｍｍである。ローレット部３１の圧入先端側の傾斜角θを略１４°未満とすることにより、ローレット部３１をシャフト装着孔２２ａに圧入するとき、シャフト装着孔２２ａが急激に押し広げられることがない。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に周方向の凹凸から成るローレット部が形成された金属製のシャフトと、歯型が形成され前記シャフトを装着するためのシャフト装着孔を有する樹脂製のギアとを備え、前記シャフトのローレット部が前記ギアのシャフト装着孔に圧入されたギアユニットにおいて、
前記シャフトは、外径が略３．９８ｍｍ、材料がステンレスであり、
前記シャフトのローレット部は、外径が略４．１１〜４．２０ｍｍ、圧入先端側の前記シャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°未満であり、
前記ギアは、材料がポリアセタールであり、
前記ギアのシャフト装着孔は、内径が略４ｍｍであることを特徴とするギアユニット。
【請求項２】
外周に周方向の凹凸から成るローレット部が形成されたシャフトと、歯型が形成され前記シャフトを装着するためのシャフト装着孔を有するギアとを備え、前記シャフトのローレット部が前記ギアのシャフト装着孔に圧入されたギアユニットにおいて、
前記シャフトのローレット部は、圧入先端側の前記シャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°未満であることを特徴とするギアユニット。
【請求項３】
前記シャフトのローレット部は、外径が略４．１１〜４．２０ｍｍであり、
前記ギアのシャフト装着孔は、内径が略４ｍｍである請求項２に記載のギアユニット。
【請求項４】
金属製のシャフトの外周に形成された周方向の凹凸から成るローレット部を、歯型を有するギアに形成されたシャフト装着孔に圧入することにより、前記シャフトとギアとを固定するギアユニットの製造方法において、
前記シャフトの外周に周方向に凹溝を形成し、
前記シャフトの凹溝に隣接する箇所にローレット形成用の型を押し当てて、前記シャフトの肉を盛り上げることにより、前記凹溝の形成箇所から立ち上がって前記シャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°未満となる傾斜面を有するローレット部を形成し、
前記シャフトのローレット部を、該ローレット部の傾斜面側から前記ギアのシャフト装着孔に圧入することを特徴とするギアユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばプリンタ等の紙送りローラを駆動する動力を伝達するのに用いられる、樹脂製のギアに金属製のシャフトを圧入したギアユニット及びギアユニットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、この種のギアにシャフトを圧入したギアユニットは、ギアを樹脂により形成し、シャフトを金属により形成したものがある。ギアは、シャフトを圧入するためのシャフト装着孔を有し、シャフトは、ギアのシャフト装着孔に圧入したときに回り止めするためのローレット部を有している。ローレット部は、シャフトの外周に周方向に形成された凹凸から成っており、ローレット部の外径は、シャフト装着孔の内径よりも僅かに大きくされている。ギアユニットは、シャフトのローレット部をギアのシャフト装着孔に圧入することにより、シャフトがギアに固定される。
【０００３】
このようなギアユニットのシャフトのローレット部は、シャフトにローレット形成用の型を押し当てて、その型をシャフトに転写することにより形成される。このとき、ローレット形成用の型が押し当てられてシャフトの肉が窪むことにより、ローレット部の凹部分が形成され、ローレット形成用の型が押し当てられたときに、その周囲のシャフトの肉が盛り上がることにより、ローレット部の凸部分が形成される。
【０００４】
また、ギアをポリアセタール系の樹脂材料により形成することにより、ギアの動作時に発生する摺動音を軽減するようにした駆動力伝達機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。また、ローレットが形成されたシャフトをサイド駒の連結孔に圧入することにより、シャフトとサイド駒を固定するようにした時計バンドの連結構造が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】実用新案登録第３０３３８７２号公報
【特許文献２】特開２００４−３０１２１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述した従来のギアユニットにおいては、ローレット部の圧入先端側の形状については、何等技術的な考慮がされていなかった。すなわち、シャフトの肉の盛り上がりによりローレット部の凸部分が形成されることにより、ローレット部の圧入先端側はシャフトの伸びる方向に対して傾斜したものとなるが、その傾斜角を調整、制御することについては何等考慮されていなかった。
【０００６】
ローレット部の圧入先端側の傾斜角を調整、制御しない場合、ローレット部の圧入先端側の傾斜角は、ローレット部の個々の凸部分の盛り上がり形状に依存するため場所により異なるが、殆どの場所でシャフトの伸びる方向に対して略４５°を越える比較的に大きな角度となり、シャフトの伸びる方向に対して９０°近くなる場所を生じることもある。
【０００７】
このため、従来のギアユニットにおいては、シャフトをギアのシャフト装着孔に圧入するとき、ギアのシャフト装着孔がシャフトのローレット部によって急激に押し広げられ、これにより、ギアに割れを生じることがあった。試験の結果、ローレット部の圧入先端側のシャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°以上になると、ギアに割れを生じることが多かった。なお、上述した特許文献１及び特許文献２に開示の内容を適用したとしても、上記の課題を解決することはできない。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、樹脂製のギアのシャフト装着孔に金属製のシャフトを圧入するときにギアの割れを防止できるギアユニット及びギアユニットの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、外周に周方向の凹凸から成るローレット部が形成された金属製のシャフトと、歯型が形成されシャフトを装着するためのシャフト装着孔を有する樹脂製のギアとを備え、シャフトのローレット部がギアのシャフト装着孔に圧入されたギアユニットにおいて、シャフトは、外径が略３．９８ｍｍ、材料がステンレスであり、シャフトのローレット部は、外径が略４．１１〜４．２０ｍｍ、圧入先端側のシャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°未満であり、ギアは、材料がポリアセタールであり、ギアのシャフト装着孔は、内径が略４ｍｍであるものである。
【００１０】
請求項２の発明は、外周に周方向の凹凸から成るローレット部が形成されたシャフトと、歯型が形成されシャフトを装着するためのシャフト装着孔を有するギアとを備え、シャフトのローレット部がギアのシャフト装着孔に圧入されたギアユニットにおいて、シャフトのローレット部は、圧入先端側のシャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°未満であるものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載のギアユニットにおいて、シャフトのローレット部は、外径が略４．１１〜４．２０ｍｍであり、ギアのシャフト装着孔は、内径が略４ｍｍであるものである。
【００１２】
請求項４の発明は、金属製のシャフトの外周に形成された周方向の凹凸から成るローレット部を、歯型を有するギアに形成されたシャフト装着孔に圧入することにより、シャフトとギアとを固定するギアユニットの製造方法において、シャフトの外周に周方向に凹溝を形成し、シャフトの凹溝に隣接する箇所にローレット形成用の型を押し当てて、シャフトの肉を盛り上げることにより、凹溝の形成箇所から立ち上がってシャフトの伸びる方向に対する傾斜角が略１４°未満となる傾斜面を有するローレット部を形成し、シャフトのローレット部を、該ローレット部の傾斜面側からギアのシャフト装着孔に圧入するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、金属製のシャフトのローレット部の圧入先端側の傾斜角を略１４°未満とすることにより、シャフトを樹脂製のギアのシャフト装着孔に圧入するとき、ギアのシャフト装着孔がシャフトのローレット部によって急激に押し広げられることがなく、これにより、ギアの割れを防止できる。また、ローレット部の外径を略４．１１〜４．２０ｍｍとし、ギアの材料をポリアセタールとし、シャフト装着孔の内径を略４ｍｍとすることにより、ギアの割れをより一層防止できる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、シャフトのローレット部の圧入先端側の傾斜角が略１４°未満であることにより、シャフトをギアのシャフト装着孔に圧入するとき、ギアのシャフト装着孔がシャフトのローレット部によって急激に押し広げられることがなく、これにより、ギアの割れを防止できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、ローレット部の外径を略４．１１〜４．２０ｍｍとし、シャフト装着孔の内径を略４ｍｍとすることにより、ギアの割れをより一層防止できる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、凹溝がシャフトの肉の盛り上がりの逃げ場となって、ローレット部に略１４°未満の傾斜面を形成することができ、請求項１乃至請求項３の発明と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化した実施形態によるギアユニット及びギアユニットの製造方法について図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）は、ギアユニットの構成を示す。このギアユニット１は、例えばプリンタ等の紙送りローラを駆動する動力を伝達するのに用いられるものである。
【００１８】
ギアユニット１は、ギア２と、ギア２に装着されるシャフト３とを備える。ギア２は、例えばポリアセタール等の樹脂により形成されており、歯形部２１と、ボス部２２とを有している。歯形部２１には、歯型２１ａが形成されている。ボス部２２には、シャフト２を装着するためのシャフト装着孔２２ａが形成されている。シャフト３は、例えばステンレスや鉄等の金属により形成されており、ギア２のシャフト装着孔２２ａに装着したときに回り止めするためのローレット部３１を有している。ローレット部３１の詳細については後述する。ギアユニット１は、シャフト３のローレット部３１がギア２のシャフト装着孔２２ａに圧入されて、シャフト３がギア２に固定されている。
【００１９】
図２（ａ）は、上記ギア２のシャフト装着孔２２ａの構成を示す。ギア２のシャフト装着孔２２ａは、ボス部２２に形成されている。ボス部２２は、内径φ１が略４ｍｍ、幅ｗ１が略５ｍｍである。また、ボス部２２の内面２２ａは、凹凸がなくストレートの形状である。すなわち、シャフト装着孔２２ａは、内径φ１が略４ｍｍ、幅ｗ１が略５ｍｍで、凹凸がなくストレートの形状に形成されている。
【００２０】
図２（ｂ）は、上記シャフト３のローレット部３１の構成を示す。シャフト３のローレット部３１は、シャフト３の外周に周方向に所定ピッチで形成された凹３１ａ及び凸３１ｂから成っている。凸３１ｂには、シャフト３の伸びる方向に対して傾いた傾斜面３１ｃが形成されている。シャフト３は、外径φ２が略３．９８ｍｍである。ローレット部３１は、外径φ３が略４．１１〜４．２０ｍｍ、幅ｗ２が略４ｍｍ、傾斜面３１ｃ（シャフト装着孔２２ａへの圧入先端側）のシャフト３の伸びる方向に対する傾斜角θが略１４°未満である。
【００２１】
図３（ａ）（ｂ）（ｃ）は、上記シャフト３のローレット部３１の形成方法を示す。ローレット部３１は、以下のようにして形成される。まず、図３（ａ）に示すように、ストレートのシャフト３を準備する。続いて、図３（ｂ）に示すように、シャフト３の外周に周方向に凹溝４１を形成する。この凹溝４１は、不図示の加工器具を用いてシャフト３の外周を周方向に切り欠くことにより形成される。
【００２２】
そして、図３（ｃ）に示すように、シャフト３の外周面に凹３１ａ及び凸３１ｂから成るローレット部３１を形成する。ローレット部３１は、シャフト３の凹溝４１に隣接する箇所に、不図示のローレット形成用の型を押し当てて、その型をシャフト３に転写することにより形成される。ローレット部３１の凹３１ａは、ローレット形成用の型が押し当てられてシャフト３の肉が窪むことにより形成され、凸３１ｂは、ローレット形成用の型が押し当てられたときに、その周囲のシャフト３の肉が盛り上がることにより形成される。
【００２３】
また、ローレット部３１の凸３１ｂには、ローレット形成用の型をシャフト３に押し当てたときにシャフト３の肉が盛り上がることにより、シャフト３の伸びる方向に対して傾いた傾斜面３１ｃが形成される。このとき、予めシャフト３に凹溝４１が形成されていることにより、凹溝４１がシャフト３の肉の盛り上がりの逃げ場となって、傾斜面３１ｃのシャフト３の伸びる方向に対する傾斜角θを略１４°未満のなだらかな角度にすることができる。すなわち、凸３１ｂの傾斜面３１ｃは、予めシャフト３に凹溝４１が形成されていることにより、凹溝４１の形成箇所から立ち上がって、シャフト３の伸びる方向に対する傾斜角θが略１４°未満に形成される。
【００２４】
このようにして形成されたシャフト３のローレット部３１を傾斜面３１ｃ側からギア２のシャフト装着孔２２ａに圧入することにより、シャフト３がギア２に装着され固定されて、上記ギアユニット１が製造される。
【００２５】
上記構成のギアユニット１によれば、シャフト３のローレット部３１の圧入先端側の傾斜角θが略１４°未満であることにより、シャフト３をギア２のシャフト装着孔２２ａに圧入するときに、ギア２のシャフト装着孔２２ａがシャフト３のローレット部３１によって急激に押し広げられることがなく、これにより、ギア２のボス部２２に割れを生じることがない。また、ローレット部３１の外径φ３を略４．１１〜４．２０ｍｍとし、ギア２の材料をポリアセタールとし、ギア２のシャフト装着孔２２ａの内径φ１を略４ｍｍとすることにより、より一層ギア２のボス部２２に割れを生じることがない。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、ギア２は、ポリアセタール以外の樹脂により形成されたものであってもよい。シャフト３は、ステンレスや鉄以外の金属により形成されたものであってもよい。シャフト装着孔２２ａの内径φ１及び幅ｗ１、シャフト３の外径φ２、ローレット部３１の外径φ３及び幅ｗ２は、上記実施形態の寸法に限られず、適宜の寸法であってよい。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】（ａ）は本発明の一実施形態に係るギアユニットの概略構成を示すシャフトをギアに装着した後の斜視図、（ｂ）は同シャフトをギアに装着する前の斜視図、（ｃ）は同シャフトをギアに装着した後の断面図。
【図２】（ａ）は同ギアユニットのギアのシャフト装着孔の構成を示す部分拡大した断面図、（ｂ）は同ギアユニットのシャフトのローレット部の構成を示す部分拡大した斜視図。
【図３】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同ローレット部の形成方法を説明する図。
【符号の説明】
【００２８】
１    ギアユニット
２    ギア
３    シャフト
２１    歯型部
２１ａ    歯型
２２    ボス部
２２ａ    シャフト装着孔
３１    ローレット部
３１ａ    ローレット部の凹
３１ｂ    ローレット部の凸
３１ｃ    ローレット部の傾斜面
４１    凹溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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