CN1752473A

CN1752473A - 三脚等速联轴节及图像形成装置

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Publication number: CN1752473A
Application number: CN 200510106825
Authority: CN
Inventors: 山崎雅之; 福泽觉; 大桥正明; 小林繁夫
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-09-23
Publication date: 2006-03-29
Anticipated expiration: 2025-09-23
Also published as: JP4515869B2; JP2006090447A; CN100587284C

Abstract

一种三脚等速联轴节，在外圈的内周上形成有在周方向上保持120°间隔的3条轨道槽。在组装于外圈的内侧的三脚部件上，设置有在外圈的各轨道槽内能够滑动且用于传递扭矩的突出部。将包括突出部的整个三脚部件由合成树脂的成形品构成，可不需要油脂润滑。另外，将与突出部的与轨道槽的侧面相对向的两侧形成为球面，在突出部的外圈轴方向上的前后设置平坦面，将该平坦面之间的长度设为比球面的球径小，从而实现三脚部件在轴方向上的长度的紧凑化。这种三脚等速联轴节，可以不需要油脂润滑，并且使用上受限制少。

Description

三脚等速联轴节及图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种连结驱动轴和被驱动轴的2个轴而将驱动轴的动力传递给被驱动轴的三脚等速联轴节及使用该三脚等速联轴节的图像形成装置。

背景技术

从以往就为人所知，有作为将汽车的驱动轴的旋转扭矩传递到车轴上的部件的等速联轴节。

上述等速联轴节是维持驱动轴和被驱动轴的等速性并允许两轴的角度变位的部件，因此，也多用在汽车以外的各种工业机械上。

在等速联轴节中，有只允许角度变位的固定型等速联轴节，有允许角度变位和允许轴方向变位的滑动型等速联轴节，作为该滑动型等速联轴节，为人所知的有专利文献1记载的联轴节。

上述专利文献1中记载的等速联轴节，称为三脚等速联轴节，在外圈的内周上，以在周方向上保持120°间隔形成有在轴方向上延伸的3条轨道槽，在组装于该外圈的内侧的三脚部件上突出设置有分别插入轨道槽而沿半径方向延伸的3条脚轴，在各脚轴的外侧，以能够旋转且在轴方向上自由滑动的方式嵌入球面辊子，该球面辊子能够沿轨道槽滚动，使得通过该球面辊子可在外圈和三脚部件相互间传递旋转扭矩。

另外，在专利文献2中提出的图像形成装置，有将感光鼓的鼓轴和马达的旋转轴用万向接头连结，并且将感光鼓的曝光位置和复制位置配置在180°的位置上，由感光鼓上的曝光位置和复制位置的图像的伸缩来抵消由感光鼓的旋转速度不稳而引起的图像的伸缩，从而防止在复制材料上的图像的伸缩。

【专利文献1】特公平3-1528号公报

【专利文献2】特开平5-341589号公报

然而，在上述专利文献1记载的三脚等速联轴节中，外圈、三脚部件及球面辊子的各种部件由钢铁等金属构成，故需要强度高且重量重及油脂润滑，而且存在运行声音大等的问题，在使用场所上受到限制。例如，在办公室机器、音响机器、医疗机器、家庭用电气制品等的使用上存在问题。

另外，在使用于食品制造机器上时，由于油脂泄漏而污染食品，因此，存在需要进行安装保护罩等上的防止泄漏对策以及部件数变多、成本变高、等速联轴节变得大型化的不妥善情况。

另一方面，在专利文献2记载的图像形成装置中，万向接头为不等速形式的万向接头，因此，不能使感光鼓等速旋转，即使将感光鼓的曝光位置和复制位置设为180°，也存在组装时产生误差或者感光鼓产生倾斜、因挠曲等而在180°上产生偏离，从而不能完全抵消图像的伸缩，不能形成高品质的图像。

发明内容

本发明的第1课题是提供一种可以不需要油脂润滑且轻量、小型的运行声音小的使用受限少的三脚等速联轴节。

另外，本发明的第2课题是提供一种能够以使感光鼓等速的方式旋转从而形成高品质的图像且容易维护的图像形成装置。

为了解决上述第1课题，在第1发明中，采用了以下所述的构成，即，在外圈的内周上，形成有在周方向上保持120°间隔并沿轴方向延伸的3条轨道槽，在组装于外圈的内侧的三脚部件上，设置有在所述各轨道槽内自由滑动且在外圈和三脚部件的互相间传递扭矩的3条突出部，在各突出部的与所述轨道槽的侧面对向的两侧，设置有向周方向弯曲的曲面，包括所述突出部的三脚部件由合成树脂的成形品构成。

在此，在所述突出部的外圈轴方向的前后，形成有平坦面，并将该平坦面之间的长度设为比所述两侧的曲面之间的长度短，由此，能够得到轴方向的长度短的小型轻量的三脚等速联轴节。

在第1发明的三脚等速联轴节中，形成在突出部的两侧的曲面，可以是在突出部的轴心上具有的中心的球面，或者也可以是与上述突出部的轴心的中心一致的圆筒面。

另外，在第1发明的三脚等速联轴节中，能够得到将三脚部件及外圈两者由合成树脂的成形品构成的极其轻量的三脚等速联轴节。

作为上述合成树脂，通过采用可进行注射成形的合成树脂，能够容易地成形各种部件。

另外，作为合成树脂，通过采用润滑性树脂，能够得到运行声音小的三脚等速联轴节。

在外圈和三脚部件两者由合成树脂的成形品构成的三脚等速联轴节中，将外圈的成形用合成树脂和三脚部件的成形用合成树脂中的一个由例如，润滑性树脂构成，而将另一个由润滑性树脂以外的工程塑料构成，使外圈和三脚部件的合成树脂不相同，由此，能够防止外圈和三脚部件在滑接部的粘结，抑制由磨损引起的等速性的降低。因而，能够得到长期维持等速性的耐久性优越的三脚等速联轴节。

在此，通过向轨道槽和突出部的接触部间预先施加压力，能够得到周方向上无晃动的等速性优越的三脚等速联轴节。

为了解决所述第2课题，在第2课题中，图像形成装置，由感光鼓、旋转驱动该感光鼓的驱动机构、在所述感光鼓上形成静电潜影的曝光机构、向所述感光鼓上的静电潜影供给调色剂而形成调色剂像的显影机构、在以与感光鼓的周速相同的速度输送的复制材料上复制所述调色剂像的复制机构构成，并由轴接头连结所述感光鼓的鼓轴和驱动机构的驱动轴；作为轴接头，由第1发明所述的三脚等速联轴节构成。

(发明效果)

如第1发明所述，通过将包括突出部的三脚部件由合成树脂的成形品构成，能够得到轻量、传递扭矩时运行声音小的等速联轴节，同时，可以不需要油脂润滑，因此，可以不需要安装保护罩，能够得到简单构造的小型的三脚等速联轴节。

因而，不存在使用上受限制，可以使用于至今在使用上困难的办公室机器、音响机器、医疗机器、家庭用电器化产品等各机器上，并能够提高这些机器的设计的自由度，实现小型化、低成本化。

如图第2发明所述，通过用三脚等速联轴节连结感光鼓的鼓轴和驱动机构的驱动轴，使得即使在上述驱动机构的驱动轴和感光鼓的鼓轴彼此之间发生芯错位或倾斜时，也可以在感光鼓上不发生速度不均的现象而等速旋转。

因而，能够防止在由曝光机构形成的静电潜影上发生伸缩，或防止在将感光鼓上的调色剂像复制到复制材料上时图像上产生伸缩，从而能够形成极高品质的图像。

另外，三脚等速联轴节，如上所述，由于不需要油脂润滑，所以能够容易地维护保养图像形成装置，同时，不存在复制材料被污染的不妥善的情况的发生，进而，能够得到运行声音小的图像形成装置。

附图说明

图1是表示本发明的三脚等速联轴节的实施例的纵剖面的主视图。

图2是图1的右视图。

图3是沿图2的III-III线的剖面图。

图4是沿图1的IV-IV线的剖面图。

图5是表示本发明的图像形成装置的实施例的概略图。

图6是表示图5中的感光鼓的驱动部的局部剖的主视图。

图中，1-外圈，4-轨道槽，5-侧面，11-三脚部件，13-突出部，14a-球面(曲面)，14b-平坦面，21-感光鼓，21a-鼓轴，22-驱动马达(驱动机构)，22a-旋转轴(驱动轴)，23-带电器，24-曝光机构，25-显影器(显影机构)，26-复制带电器(复制机构)，J-等速联轴节。

具体实施方式

下面，对本发明的实施例根据附图进行说明。如图1至图4所示，三脚等速联轴节由外圈1和组装在其内侧的三脚部件11构成。

外圈1构成为在一端开口的杯状部2的封闭端设置有第1轴3，在上述杯状部2的内周，以在周方向上保持120°间隔的方式形成有从其开口端沿轴方向延伸的3条轨道槽4。在轨道槽4的周方向上对向的一对侧面5为相互平行的平坦面。

三脚部件11具有第2轴12。在该三脚部件11上一体地设置有插入在外圈1的各轨道槽4内的3条突出部13。

各突出部13在轨道槽4内滑动自由，与上述轨道槽4的侧面5对向的两侧，形成为在突出部13的轴心上具有中心的球面14a，并且在周方向及轴方向2个方向上弯曲。

另外，在突出部13的外圈的轴方向的前后，形成有互相平行的平坦面14b。该平坦面14b和三脚部件11的外圈的轴方向的前面及后面位于同一平面，该平坦面14b之间的长度a比球面14a之间的长度b(球面14a的球径)短。

上述突出部13，在向第1轴3和第2轴12的一方输入旋转扭矩时，位于两侧的一方的球面14a与轨道槽4的一个侧面卡合，并由该卡合部在外圈1和三脚部件11相互间传递旋转扭矩。

另外，在第1轴3和第2轴12相对构成角度而传递扭矩时，突出部13沿轨道槽4在外圈1的轴方向上滑动。此时，由于突出部13和轨道槽4的侧面5之间的接触为点接触，因此，滑动阻力小，从而上述突出部13沿轨道槽4顺畅地滑动。

还有，在实施例中，将突出部13的两侧作为球面14a，但也可以将突出部13的两侧部作为突出部13的轴心中心一致的圆筒面，从而只在周方向上弯曲的曲面。

如图1及图2所示，在外圈1的杯状部2的开口端部的内周上，形成有卡合槽6，在该卡合槽6中，安装有局部切去的固定环7。固定环7用于防止三脚部件11从杯状部2的开口端脱落。

包含外圈1及突出部13的整个三脚部件11由合成树脂的成形品构成。合成树脂根据三脚等速联轴节的使用条件适宜选择，优选的是能够进行注射成形的合成树脂。只要是能够进行注射成形的树脂，可以是可热塑性树脂、热固性树脂。

在能够进行注射成形的树脂中有结晶树脂、非结晶树脂，可以为任何一种的树脂，但由于非结晶树脂韧性差，并在作用了容许量以上的扭矩时，产生剧烈的破坏，因此，优选的是使用结晶树脂。

作为优选的树脂，是润滑特性高的合成树脂，可以列举例如，聚缩醛树脂(POM)、尼龙树脂、PFA或FEP、ETFE等能够注射成形的氟树脂、能够注射成形的聚酰亚胺树脂、聚苯硫树脂(PPS)、全芳香族聚酯树脂、聚醚醚酮树脂(PEEK)、聚酰胺酰亚胺树脂等。

这些各树脂可以单独使用，也可以使用混合2种以上的聚合物合金。或者，也可以为在上述以外的润滑特性低的合成树脂中配合上述的合成树脂的聚合物合金。

另外，即使在润滑特性低的合成树脂的情况下，也可以通过添加固体润滑剂或润滑油来提高润滑特性而使用。作为固体润滑剂，可以列举的有，例如，聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼等。

另外，也可以在合成树脂中添加纤维、碳纤维、各种矿物纤维(须状物)而提高强度，也可以与固体润滑剂等合用。

在本发明中最适合的使用材料是POM、尼龙树脂、PPS、PEEK。尼龙树脂可以是尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙612、尼龙11、尼龙12、尼龙46、分子链中具有芳香环的半芳香尼龙等中的任意一种。POM、尼龙树脂、PPS具有优越的耐热性、润滑性，价格比较便宜，因此，能够得到性能价比高的等速联轴节。

如上所述，通过将外圈1及三脚部件11由合成树脂的成形品构成，能够得到轻量且在传递扭矩时的运行声音小的三脚等速联轴节的同时，可以不需要油脂润滑。另外，由于不需要油脂润滑，因此，可以不需要安装保护罩，可以得到部件数少的简单的构造的小型的三脚等速联轴节。另外，由于PEEK即使不添加增强材料或润滑剂也具有优越的机械性或润滑性，因此，能够得到高功能的三脚等速联轴节。

因而，可以使用上不受限地使用在食品制造机器等各种机器中。

在将三脚等速联轴节使用在医疗机器或食品制造机器的情况下，为了给人一种卫生的感觉，因此，优选的是使用白色类合成树脂。如果为POM，则可以为白色类，同时，润滑性高，无油脂使用，故为最优选。

在此，将外圈1用例如能够进行注射成形的聚酰亚胺树脂或PPS等成形，另一方面，将三脚部件11由全芳香族聚酯树脂、PEEK、聚酰胺酰亚胺树脂等成形，通过使外圈成形用合成树脂和三脚部件成形用合成树脂的基本树脂不相同，能够防止外圈1和三脚部件11在滑动接触部凝固，能够抑制由于磨损而降低等速性。其结果，能够长期维持等速性，并能够得到耐久性优越的等速联轴节。

在实施例中，虽然将包括第2轴12及突出部13的整个三脚部件11由合成树脂成形，但也可以将突出部13和三脚部件11由合成树脂一体地成形，将其成形品和由陶瓷或钢铁、不锈钢、铝合金等的金属构成的第2轴12通过粘接或以锯齿形式嵌合，或者用螺栓等的结合机构结合。如实施例所示，通过将包含突出部13的整个三脚部件11由合成树脂的成形品构成，又由于上述突出部13是在两侧形成有由球面14a或圆筒面构成的曲面的结构，因此，能够用不会咬边的成形模具成形。

还有，在第2轴12是比较长的部件的情况下，为了防止扭矩损失，因此，优选的是将第2轴12由陶瓷或金属形成。

另外，在外圈1中，虽然将杯状部2和第1轴3由合成树脂一体地成形，但也可以将第1轴3由陶瓷或钢铁、不锈钢、铝合金等成形，而结合在杯状部2上。

如实施例所示，通过将外圈1由合成树脂的成形品构成，能够利用该外圈1的弹性对突出部13和轨道槽4的侧面5的接触部预先给予压力。具体来说，通过将轨道槽4的两侧面5之间的尺寸设成比突出部13的两侧的球面14a之间的尺寸小，能够对突出部13和轨道槽4的两侧面5的接触部预先给予压力。由于突出部13为合成树脂的成形体，因此，即使无润滑也不会发生咬合或烧结，能够顺畅地运行。

另外，即使外圈1不是合成树脂，而是陶瓷、钢铁、不锈钢、铝合金等，也能够通过将突出部13由合成树脂的成形体构成，利用该突出部13的弹性对突出部13和轨道槽4的两侧面5的接触部预先给予压力。具体来说，通过将突出部13的两侧的球面14a之间的尺寸设成比轨道槽4的两侧面5之间的尺寸大，能够对突出部13和轨道槽4的两侧面5的接触部预先给予压力。

如上所述，通过预先对突出部13给予压力，能够得到在周方向上没有摇动的等速性优越的三脚等速联轴节。

在此，如图1及图2所示，如果在形成有杯状部2的轨道槽4的外周壁部形成从杯状部2的开口端开始的在轴方向上延伸的缺口部8，能够使杯状部2在径向产生弹性变形，因此，容易预先对突出部13给予压力，无需严格管理轨道槽4的宽度尺寸，故能够容易地制作外圈1。

如图5及图6表示本发明的图像形成装置的实施例。图5表示单色的图像形成装置。该图像形成装置具有感光鼓21。感光鼓21被作为如图6所示的驱动机构的驱动马达22驱动而在如图5中的箭头所示的方向上旋转，在感光鼓21的周围，在感光鼓21的旋转方向上按顺序设置有带电器23、曝光机构24、作为显影机构的显影器25、作为复制机构的复制带电器26及清洁器27。

上述构成的图像形成装置，在感光鼓21旋转时，通过带电器23使感光鼓21的整个外周同样带电后，通过曝光机构24，根据图像信息对图像光进行曝光而形成静电潜影，从显影器25向该静电潜影上供应调色剂而形成调色剂像，将该调色剂像通过复制带电器26复制在与感光鼓21的圆周速度相同的速度被输送的复制材料A上，而将图像形成在复制材料A上。另外，在复制后，通过清洁器27将残留在感光鼓21的圆周面上的残留调色剂去除。

如图6所示，感光鼓21在两端具有鼓轴21a，该鼓轴21a通过轴承29以自由旋转的方式被支撑在一对侧面框28上，另一方面，用于旋转驱动感光鼓21的驱动马达22被安装在壳体30上并与感光鼓21在轴方向上相对配置。

作为驱动马达22的驱动轴的旋转轴22a和感光鼓21的鼓轴21a，通过等速联轴节J连结。

作为等速联轴节J，使用图1至图4所示的三脚等速联轴节。

如实施例所示，通过将感光鼓21的鼓轴21a和驱动马达22的旋转轴22a由三脚等速联轴节J连结，即使感光鼓21的鼓轴21a和驱动马达22的旋转轴22a的旋转轴22a互相产生芯偏离或倾斜，也不会使感光鼓21产生速度上的不稳，而能够使感光鼓21等速旋转。因而，能够防止由于曝光机构24而使在感光鼓21上形成的静电潜影产生伸缩，或使感光鼓21上的调色剂像通过复制带电器26而复制时图像上产生伸缩。

从而，能够形成高品质的图像，同时，无需将曝光机构24和复制带电器26设置在180°的位置上，因此，能够提高设计的空间。

进而，三脚等速联轴节J由于能够如上所示地不需要油脂润滑，而且通过在取下固定环7的状态下，能够简单地分解及组装，因此，能够容易地维护保养图像形成装置，同时，由于无油脂纷飞，因此可以不发生复制材料A被污染的不妥善的情况。

在图5中，虽然将单色的图像形成装置举例进行了说明，但在形成彩色图像装置的情况下，准备4组如图1所示的图像形成装置，将该4组图像形成装置在复制材料A的输送方向上串联地配置，并通过这些图像形成装置由黄色、洋红、青色及黑色的4色的调色剂形成调色剂像，将这些调色剂像重叠在复制材料A上而形成彩色图像。

Claims

1.一种三脚等速联轴节，其特征在于，

在外圈的内周上，形成有在周方向上保持120°间隔并沿轴方向延伸的3条轨道槽，在组装于外圈的内侧的三脚部件上，设置有在所述各轨道槽内自由滑动且在外圈和三脚部件的互相间传递扭矩的3条突出部，在各突出部的与所述轨道槽的侧面相对向的两侧，设置有向周方向弯曲的曲面，包括所述突出部的三脚部件由合成树脂的成形品构成。

2.根据权利要求1所述的三脚等速联轴节，其特征在于，在所述突出部的外圈的轴方向上的前后形成平坦面，将该平坦面之间的长度设为比所述两侧的曲面之间的长度短。

3.根据权利要求1或2所述的三脚等速联轴节，其特征在于，所述突出部的两侧的曲面，由在突出部的轴心上具有中心的球面构成。

4.根据权利要求1或2所述的三脚等速联轴节，其特征在于，所述突出部的两侧的曲面，由在突出部的轴心上具有中心的圆筒面构成。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的三脚等速联轴节，其特征在于，将所述外圈由合成树脂的成形品构成。

6.根据权利要求5所述的三脚等速联轴节，其特征在于，使所述外圈的成形用合成树脂和所述三脚部件的成形用合成树脂互不相同。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的三脚等速联轴节，其特征在于，所述合成树脂由能够进行注射成形的合成树脂构成。

8.根据权利要求1至7中的任意一项所述的三脚等速联轴节，其特征在于，所述合成树脂为润滑性树脂。

9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的三脚等速联轴节，其特征在于，在所述轨道槽和突出部的接触部之间预先施加压力。

10.一种图像形成装置，由感光鼓、旋转驱动该感光鼓的驱动机构、在所述感光鼓上形成静电潜影的曝光机构、向所述感光鼓上的静电潜影供给调色剂而形成调色剂像的显影机构、在以与感光鼓的周速相同的速度输送的复制材料上复制所述调色剂像的复制机构构成，并由轴接头连结所述感光鼓的鼓轴和驱动机构的驱动轴；其特征在于，

所述轴接头由权利要求1至9中的任意一项所述的等速联轴节构成。