(57)【要約】【課題】２つの部材を圧入により連結した場合でも、トルク強度が高く、かつ、内径寸法の変動が発生しない歯車部材、この歯車部材を備えた歯車機構、および当該歯車部材の製造方法を提供すること。【解決手段】歯車部材１は、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入した構造を有している。連結穴１２ｂの内周面は平坦面であるが、連結部１１ｃの外周面には溝部１１ｂが形成されているため、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入した際、連結穴１２ｂの内周面は、溝部１１ｂの間に入り込むように塑性変形を起こすので、小径歯車１１と大径歯車１２とは、高いトルク強度をもって連結することができる。また、連結部１１ｃを連結穴１２ｂに圧入した際、連結部１１ｃの側には大きな負荷がかからないため、連結部１１ｃの内径寸法が縮まることがない。【選択図】図２
2009041674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に複数の歯が形成された第１歯車部、および該第１歯車部に対して同軸状の連結部が軸線方向でずれた位置に形成された第１部材と、前記連結部が嵌合する連結穴を備えた第２部材とからなる歯車部材において、
前記連結部の外周面には、前記第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に溝部が形成され、
前記連結穴の内周面は、前記溝部の間に入り込むように塑性変形していることを特徴とする歯車部材。
【請求項２】
前記第１部材は、少なくとも前記連結部が円筒状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の歯車部材。
【請求項３】
前記連結部の外径寸法は、前記第１歯車部の歯底円の直径よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の歯車部材。
【請求項４】
前記溝部の底部は、前記第１歯車部の歯溝底部の延長線上にあって、
前記溝部の底部を結ぶ仮想円の直径は、前記第１歯車部の歯底円の直径と等しいことを特徴とする請求項３に記載の歯車部材。
【請求項５】
前記第２部材は、外周面に複数の歯が形成された第２歯車部を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の歯車部材。
【請求項６】
前記第１部材および前記第２部材は、金属製であることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の歯車部材。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか一項に記載の歯車部材を少なくとも１つ備えていることを特徴とする歯車機構。
【請求項８】
前記歯車部材を２つ以上備え、
当該歯車部材により減速機構が構成されていることを特徴とする請求項７に記載の歯車機構。
【請求項９】
外周面に複数の歯が形成された第１歯車部、および該第１歯車部に対して同軸状の連結部が軸線方向でずれた位置に形成された第１部材と、前記連結部が嵌合する連結穴を備えた第２部材とからなる歯車部材の製造方法において、
前記第２部材の形成工程では、前記連結穴の内周面を平坦面にしておく一方、
前記第１部材の形成工程では、前記第１歯車部の歯溝を形成する歯切り加工を前記連結部の外周面にも行なって当該連結部において前記第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に溝部を形成し、
前記第１部材と前記第２部材の連結工程では、前記連結部を前記連結穴に圧入することを特徴とする歯車部材の製造方法。
【請求項１０】
前記連結工程を行なう時点では、前記第１部材の硬度を前記第２部材の硬度よりも高くしておくことを特徴とする請求項９に記載の歯車部材の製造方法。
【請求項１１】
前記第１部材および前記第２部材は金属材料から形成されており、
前記第１部材に対しては前記連結工程の前に硬化処理を行い、
前記第２部材に対しては前記連結工程の後に硬化処理を行うことを特徴とする請求項１０に記載の歯車部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部材を連結してなる歯車部材、この歯車部材を備えた歯車機構、および当該歯車部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータ等の回転数を減速させる減速機においては、スペース的な制約により、例えば、径の異なる２つの歯車を同軸状に備えた段付き歯車部材を用いた構成が知られている。但し、このような構成の歯車部材では、切削加工により２つの歯車を一体に作製することが困難である。
【０００３】
そこで、小径歯車および大径歯車を各々、別個に切削加工により作製した後、小径歯車の連結部を大径歯車の連結穴に圧入することで、小径歯車と大径歯車とを一体化することが提案されている。但し、小径歯車の連結部を大径歯車の連結穴に圧入する際の圧入代が大きいと、小径歯車と大径歯車との間のトルク強度を増大させることができる一方で、圧入時、小径歯車の連結部が変形して小径歯車の内径寸法が小さくなってしまい、歯車部材に支軸を通した状態で歯車部材がスムーズに回転しなくなるという問題点がある。また、小径歯車の連結部を大径歯車の連結穴に圧入する際の圧入代が小さいと、小径歯車の内径寸法の変動は小さく抑えることはできるが、小径歯車と大径歯車との間のトルク強度が低下するという問題点がある。
【０００４】
ここで、小径歯車の連結部の外周面には溝を形成しておく一方、大径歯車の連結穴に内歯を形成しておき、小径歯車の連結部の外周面に形成した溝と、大径歯車の連結穴に形成した内歯とを嵌合させることが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６１−３１７６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の歯車部材では、大径歯車の連結穴に内歯を形成するには多大な手間がかかるという問題点がある。また、小径歯車の連結部の外周面に形成した溝と、大径歯車の内歯とを嵌合させる構成では、加工精度によっては軸線方向に強固に連結できないという問題点がある。
【０００６】
さらに、小径歯車の連結部の外周面に形成した溝と大径歯車の内歯とを嵌合させる構成では、加工精度によって圧入代が大きくなっている場合、小径歯車の内径寸法が小さくなってしまい、歯車部材に支軸を通した状態で歯車部材がスムーズに回転しなくなるという問題点を解消することは不可能である。
【０００７】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、２つの部材を圧入により連結した場合でもトルク強度が高く、かつ、円筒状に形成する場合でも内径寸法の変動が発生しない歯車部材、この歯車部材を備えた歯車機構、および当該歯車部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明では、外周面に複数の歯が形成された第１歯車部、および該第１歯車部に対して同軸状の連結部が軸線方向でずれた位置に形成された第１部材と、前記連結部が嵌合する連結穴を備えた第２部材とからなる歯車部材において、前記連結部の外周面には、前記第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に溝部が形成され、前記連結穴の内周面は、前記溝部の間に入り込むように塑性変形していることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入することにより、第１部材と第２部材とを連結させて歯車部材を構成する。ここで、前記連結穴の内周面は平坦面であっても、連結部の外周面には溝部が形成されているため、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、連結穴の内周面は、溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、第１部材と第２部材とは、高いトルク強度をもって連結するとともに、軸線方向においても強固に連結する。また、連結部の外周面には溝部が形成されているため、連結部と連結穴との圧入代を大きめに設定しておいても、連結穴の内周面は、溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、第１部材と第２部材とを確実に圧入することができる。さらに、連結部の外周面において、溝部は第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に形成されており、かかる構造の溝部は、第１歯車部を形成するための歯切り加工を連結部の外周面に対しても行なうことにより形成できるので、歯車部材の製造コストを低減することができる。
【００１０】
本発明は、前記第１部材において少なくとも前記連結部が円筒状に形成されている場合に適用すると効果的である。このように構成すると、歯車部材において連結部の内側に支軸を通して歯車部材を軸線周りに回転させることができる。この場合でも、本発明では、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、連結穴の内周面が溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、連結部の側には大きな負荷がかからない。このため、連結部を連結穴に対する圧入代を大きめに設定しておいても連結部の内径寸法が縮まることがない。それ故、連結部の内側に支軸を確実に通すことができるとともに、歯車部材は、支軸周りにスムーズに回転する。さらに、歯車部材において連結部の内側に支軸（回転軸）を圧入固定する場合でも、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、連結部の内径寸法が変動していないので、連結部の内側に支軸（回転軸）を確実に圧入固定することができる。
【００１１】
本発明において、前記連結部の外径寸法は、前記第１歯車部の歯底円の直径よりも大きいことが好ましい。このような構成を採用した場合、前記溝部の底部は、前記第１歯車部の歯溝底部の延長線上にあって、前記溝部の底部を結ぶ仮想円の直径は、前記第１歯車部の歯底円の直径と等しい構成を採用することができる。このように構成すると、連結部の外周面に溝部を形成する際、第１歯車部を形成するための工具と第１部材とを軸線方向に相対移動させるだけでよく、工具と第１部材との半径方向における相対位置をずらす必要がない。それ故、連結部の外周面に溝部を効率よく形成することができるので、生産性を向上することができる。また、溝加工を行なう前の連結部の外径を所定の寸法に設定しておくだけで、歯切り加工により、第１歯車部に最適な歯たけの歯溝を形成するとともに、連結部に溝部を形成した後、連結部の外周面を削って溝部の深さや圧入代を調整するなどの追加工などを行なわなくても、圧入に適した深さの溝部を連結部に形成することができる。
【００１２】
本発明において、前記第２部材は、外周面に複数の歯が形成された第２歯車部を備えている構成を採用することができる。このように構成すると、本発明を適用した歯車部材が２つの歯車部を備えているので、本発明を適用した歯車部材を１つ用いるだけで、単体の歯車を２つ配置したのと同様な機能を発揮する。それ故、スペース面で制約のある場合でも、歯車機構を組み込むことができる。
【００１３】
本発明において、前記第１部材は金属製であって前記第２部材が樹脂製であるなど、前記第１部材と前記第２部材とは異なる材料で形成してもよい。但し、前記第１部材および前記第２部材のいずれをも金属製とした場合には、極めて強い強度を備えた歯車部材を構成でき、減速機などといった大きなトルクが加わる歯車機構に用いるのに適している。
【００１４】
本発明に係る歯車部材は、少なくとも１つが用いられて歯車機構に用いられる。この場合、前記歯車部材は、２つ以上が用いられて減速機構を構成していることが好ましい。本発明に係る歯車部材は、トルク強度が高いので、減速機などといった大きなトルクが加わる歯車機構に用いるのに適している。
【００１５】
本発明では、外周面に複数の歯が形成された第１歯車部、および該第１歯車部に対して同軸状の連結部が軸線方向でずれた位置に形成された第１部材と、前記連結部が嵌合する連結穴を備えた第２部材とからなる歯車部材の製造方法において、前記第２部材の形成工程では、前記連結穴の内周面を平坦面にしておく一方、前記第１部材の形成工程では、前記第１歯車部の歯溝を形成する歯切り加工を前記連結部の外周面にも行なって当該連結部において前記第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に溝部を形成し、前記第１部材と前記第２部材の連結工程では、前記連結部を前記連結穴に圧入することを特徴とする。
【００１６】
本発明では、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、連結穴の内周面は、溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、第１部材と第２部材とは、高いトルク強度をもって連結するとともに、軸線方向においても強固に連結する。また、連結部の外周面には溝部が形成されているため、連結部と連結穴との圧入代を大きめに設定しておいても、連結穴の内周面は、溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、第１部材と第２部材とを確実に圧入することができる。さらに、連結部の外周面において、溝部は第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に形成されており、かかる構造の溝部は、第１歯車部を形成するための歯切り加工を連結部の外周面に対しても行なうことにより形成できるので、歯車部材の製造コストを低減することができる。
【００１７】
本発明において、前記連結工程を行なう時点では、前記第１部材の硬度を前記第２部材の硬度よりも高くしておくことが好ましい。このように構成すると、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、溝部の間に入り込むように連結穴の内周面が塑性変形を起こしやすい。
【００１８】
本発明において、前記第１部材および前記第２部材は金属材料から形成されており、前記第１部材に対しては前記連結工程の前に硬化処理を行い、前記第２部材に対しては前記連結工程の後に硬化処理を行うことが好ましい。このように構成すると、前記第１部材および前記第２部材の双方について硬度を高めることができるので、摺動性を改善できる。また、前記圧入工程の際、前記第１部材の硬度が前記第２部材の硬度よりも高い状態にあるので、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、溝部の間に入り込むように連結穴の内周面が塑性変形を起こしやすい。さらに、圧入工程の後、第２部材に硬化処理を行なうので、溝部の間に入り込んだ金属を硬化させることができ、第１部材と第２部材とを強固に固定することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明では、連結穴の内周面は平坦面であっても、連結部の外周面には溝部が形成されているため、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、連結穴の内周面は、溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、第１部材と第２部材とは、高いトルク強度をもって連結するとともに、軸線方向においても強固に連結する。また、連結部の外周面には溝部が形成されているため、連結部と連結穴との圧入代を大きめに設定しておいても、連結穴の内周面は、溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、第１部材と第２部材とを確実に圧入することができる。さらに、連結部の外周面において、溝部は第１歯車部の歯溝の延長線と半径方向で重なる位置に形成されており、かかる構造の溝部は、第１歯車部を形成するための歯切り加工を連結部の外周面に対しても行なうことにより形成できるので、歯車部材の製造コストを低減することができる。さらにまた、連結部が円筒状に形成されている場合でも、第１部材の連結部を第２部材の連結穴に圧入した際、連結穴の内周面が溝部の間に入り込むように塑性変形を起こすので、連結部の側には大きな負荷がかからない。このため、連結部を連結穴に対する圧入代を大きめに設定しておいても連結部の内径寸法が縮まることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図面を参照して、本発明を適用した歯車部材、この歯車部材を備えた歯車機構、およびこの歯車部材の製造方法について説明する。
【００２１】
（歯車機構の全体構成）
図１（ａ）、（ｂ）は各々、本発明を適用した歯車機構の平面図および構成図である。図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の歯車機構１００は、一対の端板１０１、１０２の間で原動軸５１の回転を出力軸５６へと減速して伝える減速機構を構成している。図１（ａ）、（ｂ）には、原動軸５１と出力軸５６とが同一軸線状に配置され、出力軸５６の周りに４本の支軸５２〜５５が配置された例を示してある。なお、図１（ｂ）では、支軸５２、５３が同一軸線上に位置し、支軸５４、５５が同一軸線上に位置するように表してあるが、図１（ａ）に示すように、支軸５２〜５５は各々、出力軸５６の周りで端板１０１、１０２あるいは地板（図示せず）によって両端が保持されている。また、図１（ｂ）では、原動軸５１および出力軸５６に対する軸受の図示が省略されているが、原動軸５１および出力軸５６は各々、軸線周りに回転可能である。
【００２２】
図１（ｂ）に示すように、原動軸５１には歯車２が原動軸５１と一体に回転可能に固着されている。支軸５２の外周には、大径歯車３ａと小径歯車３ｂとが同軸状に一体に構成された段付き歯車３が回転可能に支持されている。支軸５３には段付きの歯車部材１ｃが圧入により固定され、支軸５３は回転軸として機能する。支軸５４には段付きの歯車部材１ａが圧入により固定され、支軸５４は回転軸として機能する。支軸５５には段付きの歯車部材１ｅが圧入により固定され、支軸５５は回転軸として機能する。出力軸５６には、大径歯車４ａと小径歯車４ｂとが同軸状に一体に構成された段付き歯車４と、段付きの歯車部材１ｂと、段付きの歯車部材１ｄとが出力軸５６に対して相対回転可能に支持されているとともに、出力軸５６には歯車５が出力軸５６と一体に回転可能に配置されている。
【００２３】
このように構成した歯車機構１００では、原動軸５１の回転は、歯車２、段付き歯車３、段付き歯車４、歯車部材１ａ、歯車部材１ｂ、歯車部材１ｃ、歯車部材１ｄ、歯車部材１ｅ、歯車５に向けて減速されながらこの順に伝達されて、出力軸５６から出力される。
【００２４】
従って、歯車のうち、段付き歯車３、段付き歯車４は比較的小さなトルクが加わるだけあるため、安価な樹脂製歯車を用いることができる。なお、前段側に配置された歯車２については、圧入強度を確保するという観点から真鍮製の平歯車が用いられている。これに対して、最終段の歯車５には大きなトルクが加わるので、金属製の平歯車が用いられている。また、比較的後段側に配置された歯車部材１ａ〜１ｅには、比較的大きなトルクが加わるため、樹脂製歯車を用いることができないが、歯車部材１ａ〜１ｅに示すような複合歯車を金属製とする場合、ホブカッターで小径歯車部を形成する際、大径歯車部が邪魔になる。従って、歯車部材１ａ〜１ｅについては、図２および図３を参照して説明する構成を採用してある。
【００２５】
（歯車部材１ａ〜１ｅの構成）
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用した歯車部材の断面図、歯車部材に用いた小径歯車の断面図、歯車部材に用いた大径歯車の断面図、および小径歯車の側面図であり、図２（ｄ）において溝部分にはピッチの狭い斜線を付してある。また、歯車部材１ａ〜１ｅの基本的な構成は、同一であるため、以下の説明では、歯車部材１ａ〜１ｅを区別せず、歯車部材１として説明する。
【００２６】
図２（ａ）に示すように、本形態の歯車部材１（歯車部材１ａ〜１ｅ）は、円筒状の小径歯車１１（第１部材）と、円盤状の大径歯車１２（第２部材）とを連結した構造を有しており、本形態において、小径歯車１１および大径歯車１２はいずれも、同一の金属材料（例えば、炭素鋼ＳＵＭ２４Ｌや炭素鋼Ｓ４５Ｃなど）で構成されている。
【００２７】
図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、小径歯車１１には軸線方向に同一の内径をもって延びた軸穴１１ｅが形成されている。また、小径歯車１１の軸線方向における一方端側には、外周面に複数の歯を備えた第１歯車部１１ａが形成されている一方、小径歯車１１の軸線方向における他方端側は、外周面に溝部１１ｂを備えた連結部１１ｃが形成されている。ここで、第１歯車部１１ａの歯溝、および溝部１１ｂは、小径歯車１１の軸線方向と平行に直線的に延びている。
【００２８】
本形態では、連結部１１ｃの外径ｄ１は、第１歯車部１１ａの歯先円直径ｄ４よりも小さく、第１歯車部１１ａと連結部１１ｃとの境界部分には段部１１ｄが形成されている。また、連結部１１ｃの外径ｄ１は、第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２よりも大きく設定されている。
【００２９】
ここで、溝部１１ｂは、第１歯車部１１ａの歯溝の延長線に対して半径方向に重なる位置に形成されている。本形態において、溝部１１ｂの底部は、第１歯車部１１ａの歯溝底部の延長線上に位置しているため、溝部１１ｂと第１歯車部１１ａの歯溝とは連続し、溝部１１ｂの底部を結ぶ仮想円の直径ｄ５は、第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２と等しい。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、大径歯車１２は、外周面に複数の歯が形成された第２歯車部１２ａを備えており、中央には、小径歯車１１の連結部１１ｃを圧入するための連結穴１２ｂが形成されている。連結穴１２ｂの内径ｄ３は、連結部１１ｃの外径ｄ１よりもわずかに小さく、第１歯車部１１ａの歯先円直径ｄ４よりも小さく設定されている。また、連結穴１２ｂの内周面は平坦面になっている。
【００３１】
このように構成した小径歯車１１および大径歯車１２を用いて、図２（ａ）に示す歯車部材１を製造する際は、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入し、小径歯車１１の段部１１ｄと大径歯車１２の内周縁とを当接させる。これにより、図２（ａ）に示すような小径歯車１１と大径歯車１２とが一体化した歯車部材１を得ることができる。
【００３２】
（歯車部材の製造方法）
次に、図２に加えて、図３を参照しながら、歯車部材１の製造方法を説明するとともに、歯車部材１の構成を詳述する。図３は、本発明を適用した歯車部材１を構成する小径歯車１１の製造方法を示す説明図である。
【００３３】
歯車部材１を製造するにあたって、まず、図２（ｃ）を参照して説明した大径歯車１２を製造しておく。この大径歯車１２の形成工程では、連結穴１２ｂの内周面を平坦面にしておく。
【００３４】
これに対して、図２（ｂ）、（ｄ）に示す小径歯車１１を製造するには、まず、図３（ａ）に示すように、金属製の円筒状のブランク１１１を作製する。ブランク１１１には、外周面における径の大きさが異なる２つの胴部１１１ａ、１１１ｂが構成されており、胴部１１１ａの外径（図２（ｂ）に示す第１歯車部１１ａの歯先円直径ｄ４）は、胴部１１１ｂの外径（図２（ｂ）に示す連結部１１ｃの外径ｄ１）よりも大きい。
【００３５】
次に、ブランク１１１の中心軸線と平行に延びる仮想線Ｌ１にホブカッター９の刃先を合わせた後、ブランク１１１の中心軸線と平行にホブカッター９とブランク１１１とを相対移動させ、ブランク１１１の外周面に対して歯切り加工を施す。その結果、図３（ｂ）に示すように、胴部１１１ａには第１歯車部１１ａの歯溝が形成されるとともに、胴部１１１ｂには、歯車部１１ａの歯溝の延長線上に溝部１１ｂが形成される。なお、ホブカッター９の回転速度は例えば、４０００〜６０００ｒｐｍに設定される。
【００３６】
次に、図３（ｂ）に示すように、ホブカッター９とブランク１１１とを周方向に相対移動させた後、図３（ａ）を参照して説明した歯切り加工を繰り返す。その結果、ブランク１１１の外周面において軸線方向にずれた領域には、ブランク１１１の全周にわたって、第１歯車部１１ａの歯溝、および溝部１１ｂが形成され、図２（ｂ）、（ｄ）に示すように、軸線方向にずれた領域に第１歯車部１１ａおよび連結部１１ｃを備えた小径歯車１１が形成される。
【００３７】
次に、小径歯車１１に対しては熱処理、および塩浴軟窒化による表面硬化処理を施すことにより、小径歯車１１の硬度、および耐摩耗性を向上させる。これに対して、大径歯車１２に対しては、かかる表面硬化処理を行なわない。
【００３８】
次に、連結工程において、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入し、図２（ａ）に示すように、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに嵌合した歯車部材１を形成する。
【００３９】
最後に、大径歯車１２に対して熱処理、および塩浴軟窒化による表面硬化処理を施す。その際、歯車部材１全体に表面硬化処理が施され、歯車部材１が完成する。
【００４０】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態における歯車部材１は、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入することにより、小径歯車１１と大径歯車１２とを連結させて歯車部材１を構成する。ここで、連結穴１２ｂの内周面は平坦面であっても、連結部１１ｃの外周面には溝部１１ｂが形成されているため、連結部１１ｃと連結穴１２ｂとの圧入代を大きめに設定しておいても、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入した際、連結穴１２ｂの内周面は、溝部１１ｂの間に入り込むように塑性変形を起こす。しかも、小径歯車１１と大径歯車１２との連結工程を行なう時点では、小径歯車１１の硬度が前記大径歯車１２の硬度よりも高いので、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入した際、溝部１１ｂの間に入り込むように連結穴１２ｂの内周面が塑性変形を起こしやすい。従って、小径歯車１１と大径歯車１２とは、高いトルク強度をもって連結するとともに、軸線方向においても強固に連結する。それ故、図１に示す歯車機構１００において、大きなトルクが加わる歯車部材１ａ〜歯車部材１ｅなどとして用いることができる。しかも、小径歯車１１と大径歯車１２とは別部材で構成され、かつ、強固に連結されているので、小径歯車１１と大径歯車１２との歯数比を大きく設定し、減速比を大きくすることもできる。
【００４１】
また、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入した際、連結穴１２ｂの内周面が溝部１１ｂの間に入り込むように塑性変形を起こすので、連結部１１ｃの側には大きな負荷がかからない。しかも、小径歯車１１と大径歯車１２との連結工程を行なう時点では、小径歯車１１の硬度が大径歯車１２の硬度よりも高いので、小径歯車１１の連結部１１ｃを大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入した際、溝部１１ｂの間に入り込むように連結穴１２ｂの内周面が塑性変形を起こしやすく、連結部１１ｃの側には大きな負荷がかからない。このため、連結部１１ｃを連結穴１２ｂに対する圧入代を大きめに設定しておいても連結部１１ｃの内径寸法が縮まることがない。それ故、連結部１１ｃの内側に支軸を確実に通すことができるとともに、歯車部材１を段付きの歯車部材１ｂ、１ｄとして用いた場合、段付きの歯車部材１ｂ、１ｄは、支軸５６周りにスムーズに回転する。また、歯車部材１を段付きの歯車部材１ａ、１ｃ、１ｅとして用いた場合、歯車部材１ａ、１ｃ、１ｅの内側に支軸５４、５３、５５（回転軸）を確実に圧入固定することができる。
【００４２】
さらに、連結部１１ｃの外周面において、溝部１１ｂは第１歯車部１１ａの歯溝の延長線と半径方向に重なる位置に形成されており、かかる構造の溝部１１ｂは、第１歯車部１１ａを形成するための歯切り加工を連結部１１ｃの外周面に対しても行なうことにより形成できるので、歯車部材１の製造コストを低減することができる。
【００４３】
さらにまた、連結部１１ｃの外径ｄ１は、第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２よりも大きいため、溝部１１ｂの底部が第１歯車部１１ａの歯溝底部の延長線上にあって、溝部１１ｂの底部を結ぶ仮想円の直径ｄ５を第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２と等しい構成を採用することができる。すなわち、連結部１１ｃの溝加工前の外径ｄ１を第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２よりも大きく設定してあるため、連結部１１ｃの外周面に溝部１１ｂを形成する際、第１歯車部１１ａを形成するためのホブカッター９と小径歯車１１とを軸線方向に相対移動させるだけで、第１歯車部１１ａに歯溝を形成することができるとともに、連結部１１ｃの外周面に溝部１１ｂを形成できるので、ホブカッター９と小径歯車１１との半径方向における相対位置をずらす必要がない。それ故、連結部１１ｃの外周面に溝部１１ｂを効率よく形成することができるので、工期の短縮および生産性の向上を図ることができる。
【００４４】
しかも、図３（ａ）に示す胴部１１１ａの外径（図２（ｂ）に示す第１歯車部１１ａの歯先円直径ｄ４）を胴部１１１ｂの外径（図２（ｂ）に示す連結部１１ｃの外径ｄ１）よりも大きく設定してあるので、歯切り加工により、第１歯車部１１ａに最適な歯たけの歯溝を形成するとともに、連結部１１ｃに溝部１１ｂ形成した後、連結部１１ｃの外周面を削って溝部１１ｂの深さや圧入代を調整するなどの追加工などを行なわなくても、圧入に適した深さの溝部１１ｂを連結部１１ｃに形成することができる。
【００４５】
また、小径歯車１１は金属製であって大径歯車１２が樹脂製であるなど、小径歯車１１と大径歯車１２とは異なる材料で形成してもよいが、本形態では、小径歯車１１および大径歯車１２のいずれをも金属製としているので、極めて強い強度を備えた歯車部材１を構成でき、減速機などといった大きなトルクが加わる歯車機構１００に用いるのに適している。
【００４６】
［変形例］
上記形態では、小径歯車１１および大径歯車１２のいずれをも金属製としたが、加わるトルクの大きさによっては、小径歯車１１は金属製であって大径歯車１２が樹脂製であってもよい。
【００４７】
また、上記形態では、溝部１１ｂの底部が第１歯車部１１ａの歯溝底部の延長線上にあって、溝部１１ｂの底部を結ぶ仮想円の直径ｄ５を第１歯車部１１ａの歯底円の直径と等しい構成を採用したが、図４（ａ）に示すように、第１歯車部１１ａの歯溝の延長線と半径方向に重なる位置に溝部１１ｂが形成されているが、溝部１１ｂの底部が第１歯車部１１ａの歯溝底部よりも深い位置にある構成、すなわち、溝部１１ｂの底部を結ぶ仮想円の直径ｄ５が、第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２より小さい構成を採用してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、第１歯車部１１ａの歯溝の延長線と半径方向に重なる位置に溝部１１ｂが形成されているが、溝部１１ｂの底部が第１歯車部１１ａの歯溝底部よりも浅い位置にある構成、すなわち、溝部１１ｂの底部を結ぶ仮想円の直径ｄ５が、第１歯車部１１ａの歯底円の直径ｄ２より大きい構成を採用してもよい。
【００４８】
さらに、上記形態では、第１歯車部１１ａの歯溝の延長線と半径方向に重なる位置の全てに溝部１１ｂが形成したが、図４（ｃ）に示すように、第１歯車部１１ａの歯溝の延長線と半径方向に重なる位置の一部のみに溝部１１ｂを形成してもよい。
【００４９】
さらにまた、上記形態では、第１歯車部１１ａの歯溝と溝部１１ｂが繋がっているように形成されているが、図４（ｄ）に示すように、溝部１１ｂと第１歯車部１１ａの歯溝とが繋がっていない構成や、図４（ｅ）に示すように、溝部１１ｂが分断されている構成を採用してもよい。
【００５０】
また、本発明は、小径歯車１１の連結部１１ｃが円筒状になっていない場合において、小径歯車１１の連結部を大径歯車１２の連結穴１２ｂに圧入する場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】（ａ）、（ｂ）は各々本発明を適用した歯車機構の平面図および構成図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は各々、本発明を適用した歯車部材の断面図、歯車部材に用いた小径歯車の断面図、歯車部材に用いた大径歯車の断面図、および小径歯車の側面図である。
【図３】本発明を適用した歯車部材に用いた小径歯車の製造方法を示す説明図である。
【図４】本発明を適用した歯車部材に用いた小径歯車の変形例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５２】
１（１ａ〜１ｅ）  歯車部材
１１  小径歯車（第１部材）
１１ａ  第１歯車部
１１ｂ  溝部
１１ｃ  連結部
１２  大径歯車（第２部材）
１２ａ  第２歯車部
１２ｂ  連結穴
１００  歯車機構
【図１】
2009041674.tif 000003
【図２】
2009041674.tif 000004
【図３】
2009041674.tif 000005
【図４】
2009041674.tif 000006