JP2012154370A - 駆動力伝達機構およびそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で良好な伝達特性を備える駆動力伝達機構を提供する。
【解決手段】 少なくとも一方の端部から順に第１の直径の縮径部、第１の直径より大きい第２の直径のシャフト側嵌合部、および第２の直径の締結部品搭載部が形成されたシャフトと、シャフトの縮径部が内輪に圧入される第１のベアリングと、シャフトに締結される締結部品と、締結部品を挟んで第１のベアリングの反対側でシャフトを支持する第２のベアリングであってシャフトに締結される第２のベアリングと、を具備する駆動力伝達機構であって、締結部品が、締結部品搭載部と嵌合する本体部と、本体部のシャフト側嵌合部方向に本体部と一体に形成されシャフト側嵌合部と嵌合し、側面が第１のベアリングの内輪側面に当接する部品側嵌合部と、を有し、シャフト側嵌合部と部品側嵌合部とが、嵌め合い構造を有している。
【選択図】図３

Description

本発明は駆動力伝達機構およびそれを用いた画像形成装置に係り、特に、簡易な構造で良好な伝達特性を備える駆動力伝達機構およびそれを用いた画像形成装置に関する。

モータ等が発生した駆動力を伝達する動力伝達機構としては、歯車ないしタイミングベルトとプーリを適用することが一般的である。
このような駆動力伝達機構において、歯車あるいはプーリ（以下「駆動力伝達部品」と記す）は両端をベアリングで支持されたシャフトに嵌合されるが、高精度に駆動力を伝達するために駆動力伝達部品およびシャフトのラジアル方向の移動だけでなくスラスト方向の移動も防止することが重要である。
シャフトのスラスト方向の移動を規制するために、ベアリングをシャフト端部の拡径部とシャフトに圧入した駆動力伝達部品とで挟む構成とすることが一般的である。

しかし、この構成には、駆動力伝達部品はベアリングのシールド板（またはシール板）に当接する可能性があるが、シールド板はベアリングの外輪に固定されて静止状態となるのに対して駆動力伝達部品はベアリングの内輪と一体に回転するため、駆動力伝達部品とシールド板との摩擦による振動に起因して回転むらが発生するおそれがあるという課題がある。

そこで、シャフトに拡径部あるいは縮径部を設け、段差部をベアリングの内輪に押し当てることによりシャフトのスラスト方向の移動を規制する構成が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、特許文献１に開示された構成にあっては、駆動力伝達部品をシャフトに圧入する必要があるため、組み立て性が悪化するという課題が残る。

組み立て性を改善するために、駆動力伝達部品をシャフトに隙間ばめにより取り付ける構成を本出願人はすでに提案している（特許文献２参照）。
すなわち、特許文献２で、シャフトに挿入したピンと、駆動力伝達部品に形成したピン受け部とを当接させることにより駆動力伝達部品をシャフトに隙間ばめした場合であっても良好な伝達特性を維持できる駆動力伝達機構を提案している。

しかしながら、特許文献２に開示した構成においては、図６に示すように駆動力伝達部品のスラスト方向への移動を規制するためにＥリングあるいはＣリング７により駆動力伝達部品のスラスト方向位置を固定する必要がある。
したがって、ＥリングあるいはＣリング７を挿入する隙間を駆動力伝達部品とベアリングの間に確保する必要があるため、シャフト長が長くなり、回転むらが発生するおそれを払拭できない。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、簡易な構造で良好な伝達特性を備える駆動力伝達機構およびそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る駆動伝達機構は、第１の直径のシャフトであって、少なくとも一方の端部から順に第１の直径より小さい直径の縮径部、シャフト側嵌合部、および締結部品搭載部が形成されたシャフトと、前記シャフトの前記縮径部が内輪に圧入される第１のベアリングと、前記締結部品搭載部に締結される締結部品であって、本体部の少なくとも一方の側面に前記シャフト側嵌合部と勘合する部品側嵌合部が一体に形成され、前記部品側嵌合部の側面が前記第１のベアリングの内輪側面に当接する締結部品と、前記シャフトを前記締結部品に関して前記第１のベアリングの反対側で支持する第２のベアリングであって、前記シャフトに隙間ばめにより締結される第２のベアリングと、を具備する動力伝達機構であって、前記シャフト側嵌合部と前記部品側嵌合部とが、嵌め合い構造である構成を有している。
本構成によれば、締結部品とベアリングを近接配置できるとともに、シャフトをスラスト方向に固定することが可能となる。

本発明に係る駆動伝達機構は、前記シャフト側嵌合部の断面形状および前記部品側嵌合部の中心孔形状が、Ｄ型形状または小判型形状の断面である構成を有している。
本構成によれば、シャフト側嵌合部と部品側嵌合部の嵌め合い構造の加工が容易となる。

本発明に係る駆動伝達機構は、前記締結部品が、動力伝達部品である構成を有している。
本構成によれば、本発明を歯車、プーリ等の駆動力伝達部品に適用できることとなる。

本発明に係る駆動伝達機構は、前記締結部品が、合成樹脂製である構成を有している。
本構成によれば、部品のクリープ、摩耗を抑制して高耐久性を有する駆動力伝達機構を実現できることとなる。

本発明に係る画像形成装置は、上記の駆動力伝達機構を備える。

本発明に係る駆動伝達機構およびそれを用いた画像形成装置によれば、簡易な構造で良好な伝達特性を備える駆動力伝達機構を構成し、画像形成装置に適用することが可能となる。

本発明に係る駆動力伝達機構の断面図である。 駆動力伝達部品の左側面図である。 本発明に係る駆動力伝達機構で使用するシャフトの右端部の斜視図（ｃ）および駆動力伝達部品の斜視図（ｄ）である。 駆動力伝達部品として歯車を使用した場合の断面図である。 駆動力伝達部品としてプーリおよびタイミングベルトを使用した場合の断面図である。 従来の駆動力伝達機構の断面図である。

図１は本発明に係る駆動力伝達機構の断面図であって、（ａ）と（ｂ）はシャフト２の回転角度が９０度相違している。
すなわち、被駆動部品５のシャフト２は、第１のボールベアリング１および第２のボールベアリング６によって支持されている。

第１のボールベアリング１は外輪１１、内輪１２、複数のボール１３、ならびにシールド１４および１５から構成されている。
すなわち、外輪１１と内輪１２の間に複数のボール１３が配置され、ボール１３は外輪１１に固定されるシールド１４および１５で覆われている。
なお、第２のボールベアリング６も同一構造である。

第１のボールベアリング１および第２のボールベアリング６の間のシャフト２には、締結部品が隙間ばめにより嵌装されている。
なお、本実施例においては、締結部品は、プーリ、歯車等の駆動力伝達部品３である場合について説明する。

図２は駆動力伝達部品の左側面図であって、駆動力伝達部品３の左側面にはラジアル方向に延伸する凹溝３１が形成されており、凹溝３１内にはシャフト２に挿入されるピン４が格納されている。すなわち、シャフト２が回転すると、ピン４も回転し、凹溝３１の側壁に当接して、駆動力が駆動力伝達部品３に伝達されるようになっている。
なお、ピン４は凹溝３１の底面に接触しないようにすることが望ましい。これは、ピン４がシャフト２のスラスト方向に傾斜して挿入されたときに、駆動力伝達部品３のスラスト方向へのモータ方向への傾斜を防止するためである。

図３は本発明に係る駆動力伝達機構で使用するシャフトの右端部の斜視図（ｃ）および駆動力伝達部品の斜視図（ｄ）であって、シャフト２の右端部には右端から順に縮径部２ａ、シャフト側嵌合部２ｂおよび駆動力伝達部品搭載部２ｃが形成されている。
縮径部２ａは第１のボールベアリング１の内輪１２に挿入される部分であり、縮径部２ａの直径ｒはシャフト側嵌合部２ｂの直径Ｒよりも小さい。
すなわち、縮径部２ａとシャフト側嵌合部２ｂの境界には段差が存在し、この段差をシャフト２の右端に配置される第１のボールベアリング１の内輪１２に当接させることにより、シャフト２のスラスト方向への移動が規制されるようになっている。

シャフト側嵌合部２ｂは駆動力伝達部品３と一体に形成される部品側嵌合部と嵌合する部分であり、動力伝達部品搭載部２ｃとの境界の少なくとも１箇所に嵌め合い構造が形成されている。
駆動力伝達部品搭載部２ｃは駆動力伝達部品３の本体部が嵌装される部分であり、駆動力伝達部品搭載部２ｃの左端にはピン４が挿入されるピン挿入孔２１が穿孔されている。

駆動力伝達部品３は本体部３ａと本体部３ａの側面に形成された部品側嵌合部３ｂとが一体に形成されている。
本体部３ａの中心孔はシャフト２が貫通する断面円形状の貫通孔が穿孔されており、部品側嵌合部３ｂの中心孔はシャフト側嵌合部と嵌合する嵌め合い構造に形成されている。

嵌め合い構造とは、シャフト２のシャフト側嵌合部２ｂの外周および部品側嵌合部３ｂの内周の少なくとも１箇所に構成され、シャフト側嵌合部２ｂから外周面を含む一部分を切削し、その一部分の形状を部品側嵌合部３ｂの中心孔内に突出させた構造をいう。

したがって、嵌め合い構造としては、シャフト側嵌合部２ｂの少なくとも一部を円弧状に切削除去してＤ型断面形状あるいは小判型断面形状とした構造を挙げることができる。
この場合、部品側嵌合部３ｂの中心孔は、Ｄ型断面形状あるいは小判型断面形状の中空部を有することとなる。

なお、シャフト側嵌合部２ｂの周面の少なくとも１箇所に凹溝を形成してもよい。この場合、部品側嵌合部３ｂの中心孔は、少なくとも１箇所にシャフト２のスラスト方向に延伸する凸部を有することとなる。
図３は、嵌め合い構造の一例として小判型断面形状に形成した場合を示している。
この嵌め合い構造により駆動力伝達部品３のシャフト２の左方への動きが規制されることとなる。

なお、本発明に係る駆動力伝達機構は、伝達特性の悪さが形成される画像の品質に大きく影響を及ぼすコピー装置のような画像形成装置に適用することにより、画像の品質を向上することが可能となる。

図４は、駆動力伝達部品として歯車を使用した場合の断面図であって、モータ８の出力軸に設置された小歯車８１は駆動力伝達部品３である大歯車３２と噛み合っており、モータ８の回転数を減速するようになっている。

図５は、駆動力伝達部品としてプーリおよびタイミングベルトを使用した場合の断面図であって、モータ８の出力軸に設置された小プーリ８２と駆動力伝達部品３である大プーリ３３はタイミングベルト９によって結合されており、モータ８の回転数を減速するようになっている。

本発明は、伝達特性の良い駆動力伝達機構を構成することを可能とするものであり、産業上有用である。

特許第４４５３７４０号公報 特開２００２−２６６９５２号公報

１…第１のボールベアリング
２…シャフト
３…駆動力伝達部品
４…ピン
５…被駆動部品
６…第２のボールベアリング
１１…外輪
１２…内輪
１３…ボール
１４、１５…シールド

本発明に係る駆動伝達機構は、少なくとも一方の端部から順に第１の直径の縮径部、前記第１の直径より大きい第２の直径のシャフト側嵌合部、および前記第２の直径の締結部品搭載部が形成されたシャフトと、前記シャフトの前記縮径部が内輪に圧入される第１のベアリングと、前記シャフトに締結される締結部品と、前記締結部品を挟んで前記第１のベアリングの反対側で前記シャフトを支持する第２のベアリングであって、前記シャフトに締結される第２のベアリングと、を具備する駆動力伝達機構であって、前記締結部品が、前記締結部品搭載部と嵌合する本体部と、前記本体部の前記シャフト側嵌合部方向に前記本体部と一体に形成され前記シャフト側嵌合部と嵌合し、側面が前記第１のベアリングの内輪側面に当接する部品側嵌合部と、を有し、前記シャフト側嵌合部と前記部品側嵌合部とが、嵌め合い構造を有している。

Claims (5)

1. 第１の直径のシャフトであって、少なくとも一方の端部から順に第１の直径より小さい直径の縮径部、シャフト側嵌合部、および締結部品搭載部が形成されたシャフトと、
   前記シャフトの前記縮径部が内輪に圧入される第１のベアリングと、
   前記締結部品搭載部に締結される締結部品であって、本体部の少なくとも一方の側面に前記シャフト側嵌合部と勘合する部品側嵌合部が一体に形成され、前記部品側嵌合部の側面が前記第１のベアリングの内輪側面に当接する締結部品と、
   前記シャフトを前記締結部品に関して前記第１のベアリングの反対側で支持する第２のベアリングであって、前記シャフトに隙間ばめにより締結される第２のベアリングと、を具備する駆動力伝達機構であって、
   前記シャフト側嵌合部と前記部品側嵌合部とが、嵌め合い構造を構成する駆動力伝達機構。
2. 前記シャフト側嵌合部の断面形状および前記部品側嵌合部の中心孔形状が、Ｄ型形状または小判型形状の断面である請求項１に記載の駆動力伝達機構。
3. 前記締結部品が、動力伝達部品である請求項１または請求項２に記載の駆動力伝達機構。
4. 前記締結部品が、合成樹脂製である請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の駆動力伝達機構。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の駆動力伝達機構を備える画像形成装置。

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