特開 2025-19846 歯車の嵌合い構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025019846

(43)【公開日】2025-02-07

(54)【発明の名称】歯車の嵌合い構造

(51)【国際特許分類】

   F16H 55/17 20060101AFI20250131BHJP

   F04C 18/16 20060101ALI20250131BHJP

   F04C 29/00 20060101ALI20250131BHJP

【ＦＩ】

F16H55/17 A

F04C18/16 Z

F04C29/00 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023123695

(22)【出願日】2023-07-28

(71)【出願人】

【識別番号】521362885

【氏名又は名称】コベルコ・コンプレッサ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145403

【弁理士】

【氏名又は名称】山尾 憲人

(74)【代理人】

【識別番号】100111039

【弁理士】

【氏名又は名称】前堀 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100218132

【弁理士】

【氏名又は名称】近田 暢朗

(72)【発明者】

【氏名】大賀 順平

【テーマコード（参考）】

3H129

3J030

【Ｆターム（参考）】

3H129AA03

3H129AA15

3H129BB32

3H129CC16

3J030BD00

3J030BD06

(57)【要約】

【課題】軸と歯車の嵌合い構造において、組付性の向上と動作性の向上とを両立する。
【解決手段】嵌合い構造１が、歯車２に設けられ、軸方向の両端で開口し、軸３が挿通される軸穴２０と、軸３に設けられ、軸穴２０の内部に位置付けられる挿入部４０と、を備える。軸方向において同じ位置における軸穴２０の内径Ｒ２の挿入部４０の外径Ｒ３に対する差分がクリアランスδである。軸穴２０の軸方向の一端側開口２１における第１のクリアランスδａが、一端側開口２１よりも軸方向の他方側の所定位置における第２のクリアランスδｂよりも大きい。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸と一体に回転する歯車の嵌合い構造であって、
前記歯車に設けられ、軸方向の両端で開口し、前記軸が挿通される軸穴と、
前記軸に設けられ、前記軸穴の内部に位置付けられる挿入部と、
を備え、
前記軸方向において同じ位置における前記軸穴の内径の前記挿入部の外径に対する差分をクリアランスとしたとき、
前記軸穴の前記軸方向の一端側開口における第１のクリアランスが、前記一端側開口よりも前記軸方向の他方側の所定位置における第２のクリアランスよりも大きい、
歯車の嵌合い構造。

【請求項2】

前記クリアランスが、前記一端側開口から前記所定位置に向かって前記第１のクリアランスで一定であり、前記所定位置で前記第１のクリアランスから前記第２のクリアランスに切り替わる、
請求項１に記載の歯車の嵌合い構造。

【請求項3】

前記クリアランスが、前記一端側開口から前記所定位置に向かって、前記第１のクリアランスから前記第２のクリアランスまで漸次減少する、
請求項１に記載の歯車の嵌合い構造。

【請求項4】

前記クリアランスが、前記所定位置から前記軸穴の前記軸方向の他端側開口に向かって前記第２のクリアランスで一定である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の歯車の嵌合い構造。

【請求項5】

前記挿入部の前記外径が前記軸方向において一定であり、前記クリアランスが、前記軸穴の前記内径の変化に応じて変わる、
請求項１から３のいずれか１項に記載の歯車の嵌合い構造。

【請求項6】

前記軸方向の一端側で前記軸穴及び前記挿入部により構成される第１嵌合い部と、
前記第１嵌合い部よりも前記軸方向の他端側で前記軸穴及び前記挿入部により構成される第２嵌合い部と、
を備え、
前記第１嵌合い部が隙間嵌めであり、前記第２嵌合い部が中間嵌め又は締まり嵌めである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の歯車の嵌合い構造。

【請求項7】

前記軸が、スクリュ圧縮機のロータ軸であり、前記歯車が、前記スクリュ圧縮機において前記ロータ軸と一体に回転するピニオンである、
請求項１から３のいずれか１項に記載の歯車の嵌合い構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軸と歯車の嵌合い構造に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、モータにより駆動されるスクリュ圧縮機を開示している。モータで発生された駆動力をスクリュロータのロータ軸に伝達すべく、ロータ軸の端部に取り付けられたピニオンが、モータ出力軸に取り付けられたプルギヤと噛み合わされている。ロータ軸は、ピニオンの中心部に形成された軸穴に挿通されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７－０４０２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記例においては、ロータ軸の外径（外周面の径）と、ピニオンの内径（軸穴の内周面の径）との双方が、軸方向において一定である。両者の嵌合いに締まり嵌めを適用すると隙間嵌めを適用する場合に比べて組付性が低下し、隙間嵌めを適用すると締まり嵌めを適用する場合に比べて動作性が低下する。

【0005】

本発明は、軸と歯車との嵌合い構造において、組付性の向上と動作性の向上とを両立することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一態様は、軸と一体に回転する歯車の嵌合い構造であって、前記歯車に設けられ、軸方向の両端で開口し、前記軸が挿通される軸穴と、前記軸に設けられ、前記軸穴の内部に位置付けられる挿入部と、を備え、前記軸方向において同じ位置における前記軸穴の内径の前記挿入部の外径に対する差分をクリアランスとしたとき、前記軸穴の前記軸方向の一端側開口における第１のクリアランスが、前記一端側開口よりも前記軸方向の他方側の所定位置における第２のクリアランスよりも大きい、歯車の嵌合い構造を提供する。

【0007】

ここで、用語「クリアランス」は、軸穴の内径の挿入部の外径に対する差分として定義され、軸穴の内径から軸の挿入部の外径を減算することによって得られる。クリアランスは、嵌合いのきつさの程度を定量的に示す指標の一例である。クリアランスが大きいほど、嵌合いの程度は緩い。軸が軸穴に挿入される前の段階において、「クリアランス」は、正値のみならず、負値も取り得る。言い換えると、「クリアランス」は、軸穴の内径が軸の外径よりも大きい場合に一般に使用されている用語「隙間」のみならず、軸の外径が軸穴の内径よりも大きい場合に一般に使用されている用語「締め代」の意味も含む。締め代の数値は一般に正値又は絶対値であるのに対し、「クリアランス」に関しては、負値が許容されたうえでその大小関係が特定される。また、「軸方向において同じ位置」とは、軸を挿入し終えた状態、すなわち、嵌合い構造が完成した状態における、軸方向における同じ位置である。

【0008】

上記構成によれば、一端側開口でのクリアランスが、第１のクリアランスである。一端側開口よりも軸方向他方側の所定位置でのクリアランスが、第２のクリアランスである。第２のクリアランスは、第１のクリアランスよりも小さい。軸が一端側開口を介して軸穴に挿入されれば、軸は軸穴に簡便に挿入されていく。軸が所定位置に達した後の挿入では、クリアランスが小さくなるため、挿入のためにより大きな力を必要とする。しかし、嵌合いの程度が軸方向全体にわたって一様にきつい場合と対比すれば、組付けの省力化は実現される。軸方向一端側では組付性確保の代償として、軸が歯車に対して偏心する可能性もある。しかし、挿入作業の後半でクリアランスが小さくなるため、挿入作業の前半で生じ得る偏心は解消される。歯車及び挿入部を軸方向全体にわたって調心でき、組付後の動作性が向上する。

【0009】

前記クリアランスが、前記一端側開口から前記所定位置に向かって前記第１のクリアランスで一定であり、前記所定位置で前記第１のクリアランスから前記第２のクリアランスに切り替わってもよい。

【0010】

上記構成によれば、軸方向においてクリアランスが異なる嵌合い構造を簡便に製作できる。

【0011】

前記クリアランスが、前記一端側開口から前記所定位置に向かって、前記第１のクリアランスから前記第２のクリアランスまで漸次減少してもよい。

【0012】

上記構成によれば、軸が挿入されていくに従って、軸の中心が歯車の軸穴の中心に一致していき、組付性が一層向上する。

【0013】

前記クリアランスが、前記所定位置から前記軸穴の前記軸方向の他端側開口に向かって前記第２のクリアランスで一定であってもよい。

【0014】

上記構成によれば、軸方向においてクリアランスが異なる嵌合い構造を簡便に製作できる。

【0015】

前記挿入部の前記外径が前記軸方向において一定であり、前記クリアランスが、前記軸穴の前記内径の変化に応じて変わってもよい。

【0016】

上記構成によれば、軸方向においてクリアランスが異なる嵌合い構造を簡便に実現できる。

【0017】

前記歯車の嵌合い構造が、前記軸方向の一端側で前記軸穴及び前記挿入部により構成される第１嵌合い部と、前記第１嵌合い部よりも前記軸方向の他端側で前記軸穴及び前記挿入部により構成される第２嵌合い部と、を備え、前記第１嵌合い部が隙間嵌めであり、前記第２嵌合い部が中間嵌め又は締まり嵌めであってもよい。

【0018】

ここで、「隙間嵌め」とは、JIS B 0401に規定され、例えば、軸穴の内径の最大許容寸法よりも軸の外径の最小許容寸法が小さい場合の嵌合い方式である。「締まり嵌め」とは、JIS B 0401に規定され、例えば、軸穴の内径の最小許容寸法よりも軸の外径の最大許容寸法が大きい場合の嵌合い方式である。「中間嵌め」とは、JIS B 0401に規定され、嵌め合わせたときに、軸穴と軸との間に隙間又は締め代のいずれかができる嵌合い方式である。

【0019】

上記構成によれば、軸を軸穴に一端側から挿入することで、第１嵌合い部において組付性が高くなる。第２嵌合い部では組付性が多少低下するが、嵌合い構造の全体が締まり嵌めである場合と比べれば、組付性の低下は緩和される。そのうえで、嵌合い構造の全体が隙間嵌めである場合に生じ得る課題、すなわち動作性の低下を解消できる。

【0020】

前記軸が、スクリュ圧縮機のロータ軸であり、前記歯車が、前記スクリュ圧縮機において前記ロータ軸と一体に回転するピニオンであってもよい。

【0021】

上記構成によれば、組付性が良好であり且つ動作性が良好なスクリュ圧縮機を提供できる。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、軸と歯車との嵌合い構造において、組付性の向上と動作性の向上とを両立できる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】実施形態に係る嵌合い構造の適用例の一つとしての、オイルフリースクリュ圧縮機を示す断面図。

【図2】第１実施形態に係る嵌合い構造を組立状態で示す断面図。

【図3】第１実施形態に係る嵌合い構造を分解状態で示す断面図。

【図4】第１実施形態に係る嵌合い構造における軸挿入作業の前半段階の一例を示す断面図。

【図5】第１実施形態に係る嵌合い構造における軸挿入作業の後半段階の一例を示す断面図。

【図6】第２実施形態に係る嵌合い構造を分解状態で示す断面図。

【図7】第２実施形態に係る嵌合い構造を組立状態で示す断面図。

【図8】第３実施形態に係る嵌合い構造を分解状態で示す断面図。

【図9】第３実施形態に係る嵌合い構造における軸挿入作業の前半段階の一例を示す断面図。

【図10】第３実施形態に係る嵌合い構造における軸挿入作業の後半段階の一例を示す断面図。

【図11】第４実施形態に係る嵌合い構造を組立状態で示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図面を参照して実施形態について説明する。なお、同一の又は対応する要素には全図を通じて同一の符号を付し、詳細説明の重複を省略する。

【0025】

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る嵌合い構造１が適用された圧縮機８０を示す。圧縮機８０は、一例として、オイルフリースクリュ圧縮機である。圧縮機８０は、圧縮機本体８１及びギヤボックス８２を備える。圧縮機本体８１は、互いに噛み合わされた雄ロータ８３及び雌ロータ（不図示）で構成されるロータ対を有する。なお、図１ではスクリュロータ軸８４の軸線を軸線Ａで表している。

【0026】

圧縮機本体８１は、ケーシング８１Ａ、ケーシング８１Ｂ、及びカバー８１Ｃを有し、これらは軸方向他方側（図１紙面右側）からこの順番で順次に連結されている。ケーシング８１Ａは、軸方向他方側でギヤケーシング８２Ａと連結されている。ケーシング８１Ａは、ロータ対を収容するロータ室８６を形成する。ケーシング８１Ｂは、スクリュロータ軸８４を支承するベアリング８７と、ロータ室８６とベアリング８７との間に配置された軸封部８８とを保持する。

【0027】

スクリュロータ軸８４の一端部は、ケーシング８１Ｂから突出し、カバー８１Ｃで覆われる。この一端部（すなわち、スクリュロータ軸８４の吸込側軸端）に、駆動タイミングギヤ９０が固定されている。不図示の雌ロータのスクリュロータ軸の端部には、駆動タイミングギヤ９０と噛み合う従動タイミングギヤが固定されている。

【0028】

モータ（図示しない）が作動すると、雄ロータ８３のスクリュロータ軸８４が回転駆動される。スクリュロータ軸８４の回転は駆動タイミングギヤ９０及び従動タイミングギヤを介して雌ロータのスクリュロータ軸に伝達される。雌ロータのスクリュロータ軸が、雄ロータ８３のスクリュロータ軸８４と同期して回転し、ロータ対が噛み合った状態で回転する。気体は、圧縮機本体８１の吸込口８９ａから吸い込まれ、ロータ室８６内で圧縮され、圧縮機本体８１の吐出口８９ｂから吐出される。

【0029】

本実施形態に係る嵌合い構造１は、雄ロータ８３のスクリュロータ軸８４及び駆動タイミングギヤ９０に適用され得る。詳細図示を省略するが、雌ロータのスクリュロータ軸及び従動タイミングギヤにも適用可能である。また、詳細図示を省略するが、雄ロータ８３のスクリュロータ軸８４、及び雄ロータ８３のスクリュロータ軸８４の吐出側軸端に設けられるピニオンギヤにも適用可能である。

【0030】

駆動タイミングギヤ９０は、一例としてピニオンであり、円盤状の基部１１と、基部１１の端面から突出するボス部１２とを有する。歯１３は、基部１１の外周縁部に切られている。駆動タイミングギヤ９０は、スクリュロータ軸８４が挿通される軸穴２０を有する。基部１１とボス部１２とは、同軸状に配置されている。軸穴２０は、駆動タイミングギヤ９０の中心部に設けられている。軸穴２０は、基部１１及びボス部１２を貫通し、軸方向両側で開口する。

【0031】

スクリュロータ軸８４は、カバー８１Ｃに突出した突出端部を有する。突出端部は、ジャーナル部３１、挿入部４０、及び雄ねじ部３２を有し、これらは、軸方向他方側から軸方向一方側に向かってこの順番で並ぶ。ジャーナル部３１は、ボールベアリング３８の内部に位置付けられる。挿入部４０は、軸穴２０の内部に位置付けられる。雄ねじ部３２には、ナット３９が螺合する。駆動タイミングギヤ９０は、ボールベアリング３８の端面とナット３９とにより軸方向に挟持される。ただし、突出端部は、雄ねじ部３２を有していなくてもよい。

【0032】

以下、図２以降を参照して、歯車２の嵌合い構造１について説明する。嵌合い構造１は、一体に回転する歯車２及び軸３によって構成される。前述した駆動タイミングギヤ９０としてのピニオンは、歯車２の好適例の一つである。前述したスクリュロータ軸８４は、歯車２に挿通される軸３の好適例の一つである。

【0033】

図２及び図３を参照して、歯車２は、前述したとおり、基部１１、ボス部１２、歯１３、及び軸穴２０を有する。ボス部１２は、基部１１の軸方向一方側に設けられている。軸穴２０の一端側開口２１は、ボス部１２の端面に形成され、軸穴２０の他端側開口２２は、基部１１の端面に形成されている。

【0034】

軸３は、前述したとおり、挿入部４０を有する。挿入部４０は、軸穴２０の内部に位置付けられる。一端側開口２１から他端側開口２２までの軸方向における距離が、軸穴２０の長さＬ２０である。挿入部４０の軸方向の長さＬ４０は、軸穴２０の長さＬ２０と等しい。歯車２の軸線Ａ２と軸３の軸線Ａ３とは、互いに同軸であり、それにより共通の軸線Ａを成す。

【0035】

軸穴２０及び挿入部４０の軸方向一方側では、隙間嵌めが適用される。軸穴２０及び挿入部４０の軸方向他方側では、中間嵌め又は締まり嵌めが適用される。

【0036】

ここで、本開示においては図示の便宜上、軸穴２０の「内径Ｒ２」とは、歯車２の軸穴２０の内周面２３の、直径ではなく半径である。同様に、挿入部４０の「外径Ｒ３」とは、軸３の挿入部４０の外周面４１の半径である。「クリアランスδ」とは、軸方向において同じ位置における、軸穴２０の内径Ｒ２の挿入部４０の外径Ｒ３に対する差分であり（δ＝Ｒ２－Ｒ３）、正値のみならず負値も取り得る。

【0037】

本実施形態において、「隙間嵌め」とは、軸穴２０の内径Ｒ２の最大許容寸法よりも挿入部４０の外径Ｒ３の最小許容寸法が小さい場合の嵌合い方式である。本実施形態において、「締まり嵌め」とは、軸穴２０の内径Ｒ２の最小許容寸法よりも挿入部４０の外径Ｒ３の最大許容寸法が大きい場合の嵌合い方式である。本実施形態において、「中間嵌め」とは、軸穴２０の内径Ｒ２と挿入部４０の外径Ｒ３との大小関係が、隙間嵌めにも締まり嵌めにも該当しうる場合の嵌合い方式である。嵌合い方式が中間嵌めの場合、クリアランスδは正値にも負値にもなり得る。

【0038】

軸穴２０の一端側開口２１におけるクリアランスδが、第１のクリアランスδａである。第１のクリアランスδａは正値であり、軸穴２０の内径Ｒ２が挿入部４０の外径Ｒ３よりも大きい。更に言えば、内径Ｒ２の最大許容寸法が、外径Ｒ３の最小許容寸法よりも小さい。一端側開口２１での嵌合い方式は、隙間嵌めである。

【0039】

一方、軸穴２０の一端側開口２１よりも軸方向他方側の所定位置２０ａにおいてクリアランスが切り替わる。所定位置２０ａよりも軸方向他方側におけるクリアランスδが、第２のクリアランスδｂである。第２のクリアランスδｂは負値である。負値の長さを二次元平面上で表すことは困難であるため、図示の便宜上、第２のクリアランスδｂは、絶対値（｜δｂ｜）として図示されている。軸穴２０の一端側開口２１よりも軸方向他方側の所定位置２０ａにおける嵌合い方式は、締まり嵌めである。

【0040】

本実施形態では、クリアランスδが、一端側開口２１から所定位置２０ａに向かって第１のクリアランスδａで一定である。クリアランスδは、所定位置２０ａで第１のクリアランスδａから第２のクリアランスδｂに切り替わる。クリアランスδは、所定位置２０ａから他端側開口２２に向かって第２のクリアランスδｂで一定である。

【0041】

軸３の外径Ｒ３は、少なくとも挿入部４０および挿入部４０よりも軸方向他方側の部位において、軸方向全体にわたって一定である。これに対し、軸穴２０の内径Ｒ２は、軸方向において異なる値を取る。クリアランスδは、この軸穴２０の内径Ｒ２の変化に応じて、軸方向において異なる値を取る。

【0042】

本実施形態において、軸穴２０の中心線は、歯車２の軸線Ａ２と同軸である。軸穴２０は、一端側開口２１から所定位置２０ａまでの区間において一定の第１内径Ｒ２ａを有する。軸穴２０は、所定位置２０ａから他端側開口２２までの区間において一定の第２内径Ｒ２ｂを有する。第２内径Ｒ２ｂは、第１内径Ｒ２ａよりも小さい。

【0043】

軸穴２０の内周面は、第１内径Ｒ２ａを有する一端側内周面２３ａと、第２内径Ｒ２ｂを有する他端側内周面２３ｂと、一端側内周面２３ａと他端側内周面２３ｂとを接続する段差面２３ｃとを含む。一端側内周面２３ａも他端側内周面２３ｂも、軸方向において一様な円形断面を有する。

【0044】

一端側内周面２３ａの他方側端縁は、所定位置２０ａにおいて、軸方向に見て円環状の段差面２３ｃを介し、他端側内周面２３ｂの一方側端縁と連続する。段差面２３ｃは、軸方向一方側に向けられる。段差面２３ｃの内径は第２内径Ｒ２ｂに相当し、段差面２３ｃの外径は第１内径Ｒ２ａに相当する。なお、作業性向上のため、所定位置２０ａにおいて逃がし溝を軸穴２０の内周面に設けてもよい。所定位置２０ａにおいて逃がし溝が軸穴２０の内周面に設けられている場合、段差面２３ｃがない。

【0045】

なお、所定位置２０ａは、一端側開口２１と他端側開口２２との丁度中央の位置であってもよい。すなわち、一端側開口から所定位置までの軸方向長さＬ２０ａが、所定位置から他端側開口までの軸方向長さＬ２０ｂと等しくてもよい。所定位置２０ａは、中央の位置から軸方向一方側に位置していてもよい。所定位置２０ａは、中央の位置から軸方向他方側に位置していてもよい。所定位置２０ａは、軸穴２０のボス部１２に対応する位置に位置していてもよいし、軸穴２０の基部１１に対応する位置に位置していてもよい。

【0046】

このように構成される嵌合い構造１においては、図４に示すように、まず、軸３が、一端側開口２１を介して軸穴２０に挿入される。軸３の先端、すなわち、挿入部４０よりも軸方向他方側の部位が挿入される。当該部位は、挿入部４０と同径又は小径である。そのため、当該部位は、特段の抵抗なく、軸穴２０内に進入できる。

【0047】

軸３の挿入が進行すると、挿入部４０として機能することが期待されている部位（以下、単に挿入部４０という）が、一端側開口２１を通過する。挿入部４０の外径Ｒ３は、第１内径Ｒ２ａよりも小さい。そのため、挿入部４０を軸穴２０に挿入する前半においては、隙間嵌めの要領で、軸３の挿入が進行していく。つまり、軸穴２０の内周面２３（一端側内周面２３ａ）と挿入部４０の外周面４１との間には、正値のクリアランスδが設定される。図４に示すように、このクリアランスδの範囲内において、軸線Ａ３が、軸線Ａ２に対して偏心又は傾斜することも許容される。そのため、軸３が軸穴２０の内周面２３に傷（いわゆるカジリ）を発生させることなく、円滑に軸方向他方側に進行していく。軸３の先端が所定位置２０ａに達すると、軸３の先端は段差面２３ｃに突き当たる。

【0048】

図５に示すように、軸３の挿入を進行するためには、軸３が、自身の外径Ｒ３よりも小さな第２内径Ｒ２ｂを有する部位に圧入されることが求められる。すなわち、挿入部４０を軸穴２０に挿入する後半においては、締まり嵌めの要領で、軸３の挿入が進行していく。締まり嵌めにより、軸３は歯車２に対して調心される。それにより、挿入の前半で生じていた軸線Ａ３の軸線Ａ２に対する偏心又は傾斜は解消される。

【0049】

図２に戻り、挿入部４０が軸穴２０の内部に位置付けられて軸３の軸穴２０への挿入が完了した状態において、軸穴２０及び挿入部４０は、軸方向の一端側では第１嵌合い部１Ａを構成する。軸穴２０及び挿入部４０は、軸方向の他端側では第２嵌合い部１Ｂを構成する。本実施形態に係る嵌合い構造１は、このような２種の嵌合い部を備える。

【0050】

第１嵌合い部１Ａは、所定位置２０ａよりも軸方向一方側にあり、隙間嵌めである。第１嵌合い部１Ａは、一端側内周面２３ａと外周面４１とで構成される。第１内径Ｒ２ａは外径Ｒ３よりも大きく、第１のクリアランスδａは正値である。

【0051】

これに対し、第２嵌合い部１Ｂは、所定位置２０ａよりも軸方向他方側にあり、締まり嵌めである。第２嵌合い部１Ｂは、他端側内周面２３ｂと外周面４１とで構成される。挿入が完了した状態においては、他端側内周面２３ｂと外周面４１と密着され、軸穴２０の内径Ｒ２が見かけ上は挿入部４０の外径と等しくなる。しかし、挿入を開始する前の状態において、第２内径Ｒ２ｂは外径Ｒ３よりも小さく、第２のクリアランスδｂは負値である（図面ではその絶対値を示す）。

【0052】

本実施形態に係る嵌合い構造１によれば、組付けの前半において、隙間嵌めの要領で軸３が軸穴２０内に挿入されていくため、組付性が良好となる。軸３が所定位置２０ａに達した後の挿入では、クリアランスδが詰まるため、挿入のためにより大きな推力を必要とする。しかし、軸方向の全体にわたって締まり嵌めが適用される場合と対比すれば、組付けの省力化を実現できる。また、軸方向一端側では組付性向上の代償として、軸３が歯車２に対して偏心又は傾斜し得る。組付けの後半において、締まり嵌めの要領で軸３が軸穴２０内に挿入されていくため、偏心又は傾斜を解消できる。そのため、作動時に歯車２の振動を抑制できる。歯車２のバックラッシュがなくなり、作動時に焼き付きを生じるおそれを低減できる。

【0053】

このように、本実施形態に係る歯車２の嵌合い構造１によれば、組付性の向上と動作性の向上とを両立できる。特に、嵌合い構造１が、圧縮機８０のスクリュロータ軸８４、及びこれに固定される駆動タイミングギヤ９０に適用されると（図１を参照）、バックラッシュの解消によってロータ対の同期性が高くなる。

【0054】

また、挿入部４０の外径が一定である。軸方向一方側と他方側とでクリアランスδを異ならせるため、軸穴２０の内径Ｒ２は、軸方向一方側の第１内径Ｒ２ａと、軸方向他方側の第２内径Ｒ２ｂとで異なる。第１内径Ｒ２ａは、一端側開口２１から所定位置２０ａまでの一端側内周面２３ａに設定されるが、一定である。第２内径Ｒ２ｂも、他端側開口２２から所定位置２０ａまでの他端側内周面２３ｂに設定されるが、一定である。そのため、一端側内周面２３ａ及び他端側内周面２３ｂを簡便に成形できる。

【0055】

（第２実施形態）
次に、図６及び図７を参照して、上記実施形態との相違を中心に第２実施形態に係る嵌合い構造について説明する。

【0056】

上記実施形態では、一端側内周面２３ａが一定の内径を有していたが、本実施形態では、一端側内周面２３ａが、円錐面を形成しており、第１内径Ｒ２ａが一端側開口２１から所定位置２０ａに向かって縮径している。第１内径Ｒ２ａは、一端側開口２１において最大であり、所定位置２０ａにおいて最小である。本実施形態では、第１内径Ｒ２ａが所定位置２０ａにおいて、第２内径Ｒ２ｂと同じ値となっており、一端側内周面２３ａは段差を介さず他端側内周面２３ｂと連続している。ただし、これは一例であり、一端側内周面２３ａが円錐面である場合においても、一端側内周面２３ａが段差を介して他端側内周面２３ｂと連続していてもよい。

【0057】

このようにして、クリアランスδは、一端側開口２１から所定位置２０ａに向かって、第１のクリアランスδａから第２のクリアランスδｂまで漸次減少していく。この場合においても、上記実施形態と同様にして、組付性の向上と動作性の向上とを両立できる。特に、本実施形態においては、所定位置２０ａよりも軸方向一方側の第２所定位置２０ｂにおいて軸３の外径Ｒ３が第１内径Ｒ２ａと等しくなる。このため、軸３の挿入が進むほど、軸３の軸線Ａ３が歯車２の軸線Ａ２と徐々に一致させることができ、軸３が所定位置２０ａに達した後、軸３を歯車２に圧入しやすい。

【0058】

（第３実施形態）
次に、図８～図１０を参照して、第１実施形態との相違を中心に第３実施形態に係る嵌合い構造について説明する。なお、図８～図１０においては、軸方向一方側が、上記実施形態を示す図２～図９とは異なり、紙面右側に示される。

【0059】

第１実施形態では、クリアランスδを軸方向の位置によって異ならせるために、軸穴２０の内径Ｒ２が軸方向の位置によって異なる一方、挿入部４０の外径Ｒ３は一定である。これに対し、本実施形態では、軸穴２０の内径Ｒ２が一端側開口２１から他端側開口２２に至るまで一定である。挿入部４０が段付きであり、挿入部４０の外周面４１は、軸方向一方側の一端側外周面４１ａ、及び軸方向他方側の他端側外周面４１ｂを有する。

【0060】

一端側外周面４１ａの第１外径Ｒ３ａは、他端側外周面４１ｂの第２外径Ｒ３ｂよりも小さい。一端側外周面４１ａは、所定位置４０ａにおいて段差面４１ｃを介し、他端側外周面４１ｂと連続する。一端側外周面４１ａにおいて第１外径Ｒ３ａは軸方向において一定である。他端側外周面４１ｂにおいて第２外径Ｒ３ｂは軸方向において一定である。

【0061】

第１外径Ｒ３ａは、内径Ｒ２よりも小さい。第２外径Ｒ３ｂは、内径Ｒ２と等しく又は内径Ｒ２よりも僅かに大きい。

【0062】

なお、図８に示す例では、挿入部４０の一端から所定位置４０ａまでの長さＬ４０ａ（すなわち、一端側外周面４１ａの軸方向の長さ）が、挿入部４０の他端から所定位置４０ａまでの長さＬ４０ｂ（すなわち、他端側外周面４１ｂの軸方向の長さ）よりも短い。これは単なる一例であり、２つの長さＬ４０ａ，Ｌ４０ｂの大小関係は特に限定されない。長さＬ４０ｂの方が短い場合、挿入時の摩擦が小さくなる点で有益である。

【0063】

組付けに際し、軸３の一端が他端側開口２２を介して軸穴２０の内部に挿入される。挿入部４０の軸方向一方側は、相対的に小径であるため、軸３は円滑に軸穴２０の内部を軸方向に進行していく。挿入が進むと、挿入部４０の段差面４１ｃが、歯車２の他端側端面（他端側開口の周縁）に当接する。その後は、軸３が軸穴２０に圧入されていく。

【0064】

これにより、挿入部４０が軸穴２０の内部に位置付けられて軸３の軸穴２０への挿入が完了した状態において、軸穴２０及び挿入部４０は、軸方向の一端側では第１嵌合い部１Ａを構成する。軸穴２０及び挿入部４０は、軸方向の他端側では第２嵌合い部１Ｂを構成する。本実施形態に係る嵌合い構造１も、２種の嵌合い部を備える。

【0065】

第１嵌合い部１Ａは、所定位置４０ａよりも軸方向一方側にあり、隙間嵌めである。第１嵌合い部１Ａは、内周面２３と一端側外周面４１ａとで構成される。内径Ｒ２は第１外径Ｒ３ａよりも大きく、第１のクリアランスδａが正値である。

【0066】

これに対し、第２嵌合い部１Ｂは、所定位置４０ａよりも軸方向他方側にあり、中間嵌めである。第２嵌合い部１Ｂは、内周面２３と他端側外周面４１ｂとで構成される。挿入を開始する前の状態において、内径Ｒ２は第２外径Ｒ３ｂよりも小さく、第２のクリアランスδｂは負値である（図面ではその絶対値を示す）。本実施形態においても、上記実施形態と同様にして、組付性の向上と動作性の向上とを両立できる。

【0067】

（第４実施形態）
次に、図１１を参照して、第１実施形態との相違を中心に第４実施形態に係る嵌合い構造について説明する。

【0068】

本実施形態においては、軸穴２０の内径Ｒ２が、軸方向の位置によって異なる。歯車２は、軸穴２０の軸方向一方側を画定する一端側内周面２３ａと、軸方向他方側を画定する他端側内周面２３ｂを有する。更に、歯車２は、軸穴２０の軸方向所定位置において、一端側内周面２３ａに対しても他端側内周面２３ｂに対しても、径方向内周側に突出するフランジ部２４を有する。図１１では、フランジ部２４は、一端側開口２１よりも他端側開口２２に近い所定位置に設けられているが、フランジ部２４が設けられる位置は、組み付け性や、軸３の長さ、嵌合い構造１の用途等により適宜決定できる。フランジ部２４は、軸穴２０の内周面２３の一部として、フランジ内周面２３ｄを有する。フランジ内周面２３ｄは、フランジ部２４の一方側の端面２３ｃ１を介して一端側内周面２３ａと連続する。また、フランジ内周面２３ｄは、フランジ部２４の他方側の端面２３ｃ２を介して他端側内周面２３ｂと連続する。

【0069】

軸穴２０の内径Ｒ２は、一端側内周面２３ａの第１内径Ｒ２ａ、他端側内周面２３ｂの第２内径Ｒ２ｂ、及びフランジ内周面２３ｄの第３内径Ｒ２ｃを含む。第１内径Ｒ２ａ及び第２内径Ｒ２ｂは、第３内径Ｒ２ｃよりも大きい。図１１に示す例では、第２内径Ｒ２ｂが第１内径Ｒ２ａよりも大きいが、第１内径Ｒ２ａ及び第２内径Ｒ２ｂの大小関係は特に限定されない。

【0070】

これに対し、挿入部４０は軸方向の全体にわたって一定の外径Ｒ３を有する。外径Ｒ３は、第１内径Ｒ２ａに対しても第２内径Ｒ２ｂに対しても小さい。外径Ｒ３は、第３内径Ｒ２ｃと等しく又は第３内径Ｒ２ｃよりも大きい。

【0071】

組付けに際し、軸３は、一端側開口２１を介して軸穴２０に挿入されてもよいし、他端側開口２２を介して軸穴２０に挿入されてもよい。いずれにしても、隙間嵌めの要領で、軸３を軸穴２０に挿入できる。軸３がフランジ部に達した後は、軸３は、フランジ内周面を通過すべく、軸穴２０に圧入される。フランジ部２４の軸方向の長さは、一端側内周面及び他端側内周面よりも短い。そのため、圧入で生じる抵抗が小さくて済み、挿入作業の後半における組付性の低下を抑制できる。

【0072】

これにより、挿入部４０が軸穴２０の内部に位置付けられて軸３の軸穴２０への挿入が完了した状態において、軸穴２０及び挿入部４０は、軸方向の一端側では第１嵌合い部１Ａを構成する。軸方向の中央部では第２嵌合い部１Ｂを構成する。軸方向の他端側では第３嵌合い部１Ｃを構成する。

【0073】

第１嵌合い部１Ａは、隙間嵌めである。第２嵌合い部１Ｂは、中間嵌め又は締まり嵌めである。第３嵌合い部１Ｃは、第１嵌合い部１Ａと同様に、隙間嵌めである。中間嵌め又は湿り嵌めが適用される第２嵌合い部１Ｂは、必ずしも他端側開口まで形成されている必要はない。本実施形態においても、上記実施形態と同様にして、組付性の向上と動作性の向上とを両立できる。

【0074】

（変形例）
これまで、実施形態について説明したが、上記構成は、本発明の趣旨の範囲内で適宜、変更、又は削除可能である。

【0075】

上記実施形態においては、軸穴２０及び挿入部４０の一方については、軸方向の位置によって径が変化する一方、他方については、軸方向の全体にわたって径が一定である。これは単なる一例であり、両方の径が変化してもよい。軸３の外径Ｒ３を変化させる場合において、第２実施形態と同様に、一端側外周面４１ａが円錐面であってもよい。

【0076】

嵌合い構造１は、オイルフリースクリュ圧縮機に適用されると、圧縮機の生産効率の向上と圧縮機の動作性能の向上とを両立でき、有益である。しかし、嵌合い構造は、圧縮機以外の動力伝達に適用されてもよい。

【0077】

第４実施形態において、第３嵌合い部１Ｃにおいて、歯車２および軸３とは別体の嵌合部材（図示しない）が設けられ、歯車２と軸３との嵌合い構造が実現してもよい。すなわち、第３嵌合い部１Ｃにおいては、歯車２の軸穴２０の他端側内周面２３ｂと軸３の外周面４１とが嵌合い構造を実現しているのではなく、嵌合部材（図示しない）を介して歯車２と軸３とが嵌合されている。それゆえ、歯車２の軸穴２０の他端側内周面２３ｂと軸３の外周面４１との差分は嵌合部材を設けることができるくらいに十分に大きい。なお、第４実施形態と同様、第１嵌合い部１Ａは、隙間嵌めであり、第２嵌合い部１Ｂは、中間嵌め又は締まり嵌めである。

【0078】

なお、本開示は以下の態様を含み得る。
（態様１）
軸と一体に回転する歯車の嵌合い構造であって、
前記歯車に設けられ、軸方向の両端で開口し、前記軸が挿通される軸穴と、
前記軸に設けられ、前記軸穴の内部に位置付けられる挿入部と、
を備え、
前記軸方向において同じ位置における前記軸穴の内径の前記挿入部の外径に対する差分をクリアランスとしたとき、
前記軸穴の前記軸方向の一端側開口における第１のクリアランスが、前記一端側開口よりも前記軸方向の他方側の所定位置における第２のクリアランスよりも大きい、
歯車の嵌合い構造。
（態様２）
前記クリアランスが、前記一端側開口から前記所定位置に向かって前記第１のクリアランスで一定であり、前記所定位置で前記第１のクリアランスから前記第２のクリアランスに切り替わる、
態様１に記載の歯車の嵌合い構造。
（態様３）
前記クリアランスが、前記一端側開口から前記所定位置に向かって、前記第１のクリアランスから前記第２のクリアランスまで漸次減少する、
態様１に記載の歯車の嵌合い構造。
（態様４）
前記クリアランスが、前記所定位置から前記軸穴の前記軸方向の他端側開口に向かって前記第２のクリアランスで一定である、
態様１から３のいずれか１項に記載の歯車の嵌合い構造。
（態様５）
前記挿入部の前記外径が前記軸方向において一定であり、前記クリアランスが、前記軸穴の前記内径の変化に応じて変わる、
態様１から４のいずれかに記載の歯車の嵌合い構造。
（態様６）
前記軸方向の一端側で前記軸穴及び前記挿入部により構成される第１嵌合い部と、
前記第１嵌合い部よりも前記軸方向の他端側で前記軸穴及び前記挿入部により構成される第２嵌合い部と、
を備え、
前記第１嵌合い部が隙間嵌めであり、前記第２嵌合い部が中間嵌め又は締まり嵌めである、
態様１から５のいずれかに記載の歯車の嵌合い構造。
（態様７）
前記軸が、スクリュ圧縮機のスクリュロータ軸であり、前記歯車が、前記スクリュ圧縮機において前記スクリュロータ軸と一体に回転するピニオンである、
態様１から６のいずれかに記載の歯車の嵌合い構造。

【符号の説明】

【0079】

１ 嵌合い構造
１Ａ 第１嵌合い部
１Ｂ 第２嵌合い部
１Ｃ 第３嵌合い部
２ 歯車
３ 軸
１１ 基部
１２ ボス部
１３ 歯
２０ 軸穴
２０ａ 所定位置
２１ 一端側開口
２２ 他端側開口
２３ 内周面
２３ａ 一端側内周面
２３ｂ 他端側内周面
２３ｃ 段差面
２３ｃ１，２３ｃ２ 端面
２３ｄ フランジ内周面
２４ フランジ部
３１ ジャーナル部
３２ 雄ねじ部
４０ 挿入部
４０ａ 所定位置
４１ 外周面
４１ａ 一端側外周面
４１ｂ 他端側外周面
４１ｃ 段差面
８０ 圧縮機
８１ 圧縮機本体
８１Ａ，８１Ｂ ケーシング
８１Ｃ カバー
８２ ギヤボックス
８２Ａ ギヤケーシング
８３ 雄ロータ
８４ スクリュロータ軸
８６ ロータ室
８７ ベアリング
８８ 軸封部
８９ａ 吸込口
８９ｂ 吐出口
９０ 駆動タイミングギヤ
Ａ 軸線
Ａ２ 軸線
Ａ３ 軸線
Ｌ２０ 軸穴の長さ
Ｌ２０ａ 一端側開口から所定位置までの長さ
Ｌ２０ｂ 所定位置から他端側開口までの長さ
Ｌ４０ 挿入部の長さ
Ｌ４０ａ 挿入部一端から所定位置までの長さ
Ｌ４０ｂ 所定位置から挿入部他端までの長さ
Ｒ２ 内径
Ｒ２ａ 第１内径
Ｒ２ｂ 第２内径
Ｒ２ｃ 第３内径
Ｒ３ 外径
Ｒ３ａ 第１外径
Ｒ３ｂ 第２外径
δ クリアランス
δａ 第１のクリアランス
δｂ 第２のクリアランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】