JP2005069458A - Resin-made double helical gear, gear train, and ink jet printer - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、樹脂製やまば歯車、及びこれを使用したギヤトレインやインクジェットプリンタに関するものである。 The present invention relates to a resin-made helical gear, and a gear train and an ink jet printer using the same.
インクジェットプリンタは、その多くがパソコンに接続されて使用され、パソコン操作用のデスク上又はそのデスク近傍に配置され、パソコン操作する者の近くで作動させられる。そのため、インクジェットプリンタは、特に作動音や作動時の振動を小さく抑えることが望まれている。 Most of the ink jet printers are used by being connected to a personal computer, arranged on or near the desk for operating the personal computer, and operated near the person who operates the personal computer. Therefore, it is desired that the ink jet printer particularly suppresses the operating noise and vibration during operation.
そこで、従来のインクジェットプリンタは、モータの出力ギヤ及びこの出力ギヤに噛み合うアイドルギヤをはすば歯車とし、出力ギヤとアイドルギヤとのかみ合い率を大きくすることにより、低騒音化を図っていた(例えば、非特許文献1参照)。そして、ローラ軸の被動ギヤとこれに噛み合うアイドルギヤは、平歯車を使用するようになっており、ローラ軸にスラスト力が作用しないように工夫されていた。なお、ローラ軸にスラスト力が作用すると、搬送ローラがローラ軸の軸線方向に沿ってずれ動きを生じることになる。そして、この搬送ローラによって搬送されるシート(コピー用紙やはがき等のシート状の記録材)がローラ軸の軸線方向にずれて搬送されることになり、印字開始位置等に狂いを生じ、印刷精度が低下することになる。 Therefore, in the conventional inkjet printer, the helical gear is used as the output gear of the motor and the idle gear meshing with the output gear, and the engagement ratio between the output gear and the idle gear is increased to reduce noise ( For example, refer nonpatent literature 1). A spur gear is used for the driven gear of the roller shaft and the idle gear meshing with the driven gear, and it has been devised so that a thrust force does not act on the roller shaft. When a thrust force is applied to the roller shaft, the transport roller is displaced along the axial direction of the roller shaft. Then, the sheet (sheet-like recording material such as copy paper or postcard) conveyed by the conveyance roller is conveyed while being shifted in the axial direction of the roller shaft, resulting in an error in the print start position, etc. Will drop.
しかしながら、従来技術のように、出力ギヤとこれに噛み合うアイドルギヤとがはすば歯車であると、両ギヤにスラスト力が作用することになり、両ギヤやこの両ギヤを回動可能に支持している回転軸の取付部のがたつきに起因する振動を生じる場合があった。 However, as in the prior art, if the output gear and the idle gear that meshes with it are helical gears, a thrust force acts on both gears, and both gears and both gears are supported rotatably. In some cases, vibration due to rattling of the mounting portion of the rotating shaft is generated.
そこで、本発明は、パソコン操作する者等の近傍に配置されるインクジェットプリンタの作動音の静粛化及び作動時の振動を低減することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to reduce the noise of the operation of an ink jet printer disposed near a person who operates a personal computer or the like and to reduce vibration during operation.
請求項1の発明は、ねじれが反対のはすば歯車を貼り合わせたような形状を呈し、歯幅方向略中央部から歯幅方向一端側の第1歯車部分と歯幅方向略中央部から歯幅方向他端側の第2歯車部分とを一体成形してなることを特徴とする樹脂製やまば歯車である。 The invention of claim 1 is shaped like a helical gear having opposite torsion bonded to each other, from the first gear portion on the one end side in the tooth width direction from the substantially central portion in the tooth width direction and the substantially central portion in the tooth width direction. A resin-made spur gear formed by integrally molding a second gear portion on the other end side in the tooth width direction.
請求項2の発明は、モータの出力ギヤと、この出力ギヤに噛み合う第1アイドルギヤと、この第1アイドルギヤと一体に回動する第2アイドルギヤと、ローラ軸に一体回動できるように取り付けられて前記第2アイドルギヤに噛み合う被動ギヤと、を備えたインクジェットプリンタのギヤトレインに関するものである。そして、前記出力ギヤと前記第1アイドルギヤを樹脂製やまば歯車とし、前記第2アイドルギヤと前記被動ギヤを平歯車としたことを特徴としている。 According to a second aspect of the invention, an output gear of the motor, a first idle gear meshing with the output gear, a second idle gear that rotates integrally with the first idle gear, and a roller shaft can be integrally rotated. The present invention relates to a gear train for an ink jet printer including a driven gear that is attached and meshes with the second idle gear. The output gear and the first idle gear are resin-made helical gears, and the second idle gear and the driven gear are spur gears.
請求項3の発明は、モータの出力ギヤと、この出力ギヤに噛み合う第1アイドルギヤと、この第1アイドルギヤと一体に回動する第2アイドルギヤと、ローラ軸に一体回動できるように取り付けられて前記第2アイドルギヤに噛み合う被動ギヤと、を備えたインクジェットプリンタに関するものである。そして、このインクジェットプリンタは、前記出力ギヤと前記第1アイドルギヤを樹脂製やまば歯車とし、前記第2アイドルギヤと前記被動ギヤを平歯車としたことを特徴としている。 According to a third aspect of the invention, the output gear of the motor, the first idle gear meshing with the output gear, the second idle gear that rotates integrally with the first idle gear, and the roller shaft can be integrally rotated. The present invention relates to an inkjet printer including a driven gear that is attached and meshes with the second idle gear. The ink jet printer is characterized in that the output gear and the first idle gear are resin spur gears, and the second idle gear and the driven gear are spur gears.
以上のように、本発明は、モータの出力ギヤとこれに噛み合う第1アイドルギヤを樹脂製のやまば歯車とし、動力伝達時にスラスト力が生じないようにして、スラスト力が作用することに起因する騒音及び振動を低減することができる。 As described above, the present invention is due to the fact that the thrust force acts so that the first idle gear meshing with the motor output gear is a resin-made spur gear and no thrust force is generated during power transmission. Noise and vibration can be reduced.
また、本発明は、ローラ軸に動力を伝達する第2アイドルギヤと被動ギヤが平歯車であるため、第2アイドルギヤと被動ギヤとの動力伝達時にスラスト力が作用するようなことがなく、搬送ローラがローラ軸に沿ってずれ動くようなことがない。 In the present invention, since the second idle gear and the driven gear that transmit power to the roller shaft are spur gears, a thrust force does not act when power is transmitted between the second idle gear and the driven gear. The transport roller does not move along the roller axis.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(インクジェットプリンタのギヤトレイン)
図1は、本発明の実施の形態に係るインクジェットプリンタ1のギヤトレイン2を示す模式的構成図である。この図に示すように、本実施の形態に係るインクジェットプリンタ1のギヤトレイン2は、モータ3の出力軸4に固定された出力ギヤ5と、この出力ギヤ5に噛み合う第1アイドルギヤ6と、この第1アイドルギヤ6と一体に回動する第2アイドルギヤ7と、この第2アイドルギヤ7と噛み合う被動ギヤ8と、を備えている。そして、少なくとも、出力ギヤ5と第1アイドルギヤ6は、ポリアセタール,ポリアミド,ポリカーボネート,ABS樹脂等の各種プラスチック材料を高精度に射出成形した樹脂ギヤが使用される。
(Inkjet printer gear train)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a
第1アイドルギヤ6及び第2アイドルギヤ7は、プリンタ本体10のフレーム11に回動可能に支持された軸12に固定されており、軸12と共に一体回動するようになっている。尚、第1アイドルギヤ6と第2アイドルギヤ7とを一体化し、第1アイドルギヤ6と第2アイドルギヤ7とをフレーム11に固定した軸12に対して回動できるように構成してもよい。
The
第2アイドルギヤ7と噛み合う被動ギヤ8は、ローラ軸13に固定されており、第2アイドルギヤ7によって回転させられることにより、ローラ軸13と一体に回動し、搬送ローラ14によるシート給送を可能にする。
The driven
このような本実施の形態に係るギヤトレイン2は、出力ギヤ5とこれに噛み合う第1アイドルギヤ6をやまば歯車とし、第2アイドルギヤ7とこれに噛み合う被動ギヤ8を平歯車としている。
In such a
このようなインクジェットプリンタ1のギヤトレイン2は、出力ギヤ5から第1アイドルギヤ6にモータ3の回転が伝達される際に、出力ギヤ5及び第1アイドルギヤ6にスラスト力が作用しない。したがって、本実施の形態によれば、スラスト力が作用することに起因するがたつき音(作動音)が静粛化し、振動が低減される。また、第2アイドルギヤ7と被動ギヤ8とが平歯車であるため、ローラ軸13にスラスト力が作用することがなく、搬送ローラ14が所定の位置で回動し続けことができ、正確なシート搬送が可能になる。その結果、本実施の形態のギヤトレイン2を使用するインクジェットプリンタ1は、画像形成精度(例えば、印字精度)が向上する。
In the
(インクジェットプリンタ)
ここで、本実施の形態に係るギヤトレイン2を使用したインクジェットプリンタ1は、給紙カセットから給紙コロによって送り出されたシートをギヤトレイン2によって駆動される搬送ローラ14によって画像形成部に送り込み、この画像形成部においてインクが吹き付けられて画像が形成され(印字され)、その後、排紙トレイ側へ排出されるようになっている。
(Inkjet printer)
Here, the ink jet printer 1 using the
(樹脂製やまば歯車)
図2は、本実施の形態に係るギヤトレイン2の一部を構成する第1アイドルギヤ6としての樹脂製やまば歯車20を示すものである。この図2に示す樹脂製やまば歯車20は、ウェブ21の側面に第2アイドルギヤ7としての平歯車が一体形成されている。このように、平歯車(7)が一体に形成された樹脂製やまば歯車20は、樹脂(ポリアセタールやポリカーボネート等)を使用して射出成形されたものであり、多数の歯22が形成された外周側のリム23と軸穴24を備えた内周側のボス25とを略円板状のウェブ21で接続するようになっている。そして、この樹脂製やまば歯車20のウェブ21の一方の側面26側に延出するボス27の外周には歯28が多数形成されており、この外周に多数の歯28を備えたボス27が第2アイドルギヤ7としての平歯車を構成する。なお、平歯車(7)を構成するボス27には、軸穴24と同心の筒状の肉抜き穴30が平歯車(7)の歯幅寸法とほぼ同一寸法の深さまで形成されている。このように、肉抜き穴30を形成することにより、平歯車(7)と他部との肉厚の均一化を図り、平歯車(7)と他部との射出成形後の冷却速度の均一化を図ることができ、平歯車(7)と他部との収縮率を均一化して、平歯車(7)の歯28の精度を向上させることが可能となる。
(Plastic bevel gear)
FIG. 2 shows a resin
樹脂製やまば歯車20の歯22の平面形状は、図2乃至図3に示すように、ねじれが反対のはすば歯車を貼り合わせたような形状を呈している。そして、この樹脂製やまば歯車20は、歯幅方向略中央部の山形の頂部31から歯幅方向一端側の第1歯車部分32を形作る第1金型33と、歯幅方向略中央部の山形の頂部31から歯幅方向他端側の第2歯車部分34及び平歯車(7)を形作る第2金型35とを突き合わせ、これら第1金型33と第2金型35のキャビティ36a,36b内に樹脂を射出して一体成形されるようになっている。
As shown in FIGS. 2 to 3, the planar shape of the
このようにして射出成形された樹脂製やまば歯車20は、第1金型33と第2金型35の突き合わせ面37がズレを生じると、図3に示すように、第1歯車部分32と第2歯車部分34の歯22の接続部もズレを生じ、山形の歯22の頂部31及びその裏面部38にズレに起因する段差δが生じる。しかし、本実施の形態においては、射出成形用金型(第1金型33と第2金型35)の構造等を工夫することにより、歯22の段差δを極めて小さくすることができ、やまば歯車としての特性を損なうことがない(スラストを生じることがない)動力伝達を可能にしている。
As shown in FIG. 3, when the resin-made
すなわち、図4(a),(c)に示すように、極めて小さな段差δの出っ張り部分(斜線部)40は、動力伝達時において、噛み合う相手の樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)の歯41と局所的に接触することになり、伝達すべき荷重が極めて小さな接触面積部分に集中して作用することになるため、弾性変形又は塑性変形してつぶれ、その変形に伴う余肉が歯先面側のスペースや歯底面側のスペース又は相手歯車の歯面との間に生じるスペース内に逃げることになる。その結果、噛み合う両歯車(5,20)の第1歯車部分42,32と第2歯車部分43、34の歯41,22同士が接触した状態で(二面接触状態で)回転伝達を行うことができ、動力伝達時にスラストを生じることがない。
That is, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (c), the protruding portion (shaded portion) 40 of the extremely small step δ is a tooth of the mating resin spur gear (output gear 5) that engages during power transmission. 41, and the load to be transmitted acts in a concentrated manner on the contact area, so that it collapses due to elastic deformation or plastic deformation. It escapes in the space formed between the space on the surface side, the space on the tooth bottom side, or the tooth surface of the mating gear. As a result, rotation transmission is performed in a state where the
なお、図4(a)は、段差の無い樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)の歯41と段差の有る樹脂製やまば歯車20(第1アイドルギヤ6)の歯22の噛み合い状態を示す平面図である。この図4(a)に示す状態においては、極めて小さな段差の出っ張り部分40が伝達荷重でつぶされ、その変形した余肉が歯先面側又は歯底面側のスペースに逃げることになる。
FIG. 4A shows a state in which the
また、図4(b)は、噛み合う両樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5と第1アイドルギヤ6)の歯41,22が同一の形状(図3に示す段差δが同一に形成された形状)の場合の噛み合い状態を示す歯41,22の平面図である。この図4(b)に示す状態においては、噛み合う歯面の一方の段差の凹み部分44と他方の段差の出っ張り部分40とがはまり合うため、段差δ(図3参照)の出っ張り部分40がつぶされることなく、噛み合う両歯車(5,20)の第1歯車部分42,32と第2歯車部分43,34の歯41,22同士が接触することになる。
FIG. 4B shows a shape in which the
また、図4(c)は、噛み合う相手樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)のズレ(段差)が樹脂製やまば歯車20(第1アイドルギヤ6)のズレ(段差)と逆の形状に形成された場合の噛み合い状態を示す歯41,22の平面図である。この図4(c)に示す状態においては、第1アイドルギヤ6側の極めて小さな段差の出っ張り部分40が伝達荷重でつぶされて、その変形の余肉が歯先面側のスペース,歯底面側のスペース又は出力ギヤ5側の段差の凹み部分44に逃げることになる。
FIG. 4 (c) shows a shape in which the displacement (step) of the mating resin spur gear (output gear 5) is opposite to that of the resin spur gear 20 (first idle gear 6). It is a top view of the
このような構成の樹脂製やまば歯車20によれば、スラストを生じることなく、静粛に且つ大きなトルクを伝達することが可能になる。
According to the
また、本実施の形態の樹脂製やまば歯車20は、第2アイドルギヤ7としての平歯車が一体に形成されているため、歯車の点数を削減でき、ギヤトレイン2の組立工数を削減できると共に、ギヤトレイン2の価格の低廉化を図ることができる。
In addition, since the
また、本実施の形態の樹脂製やまば歯車20を金属製のやまば歯車に代えて使用するようにすれば、ギヤトレイン2の軽量化を図ることができる。
Moreover, if the resin-made
また、本実施の形態の樹脂製やまば歯車は、スラストを生じないため、その分だけ樹脂製はすば歯車に比較してウェブの肉厚を薄くすることができ、放射状リブを省略することも可能になる。 Further, since the resin-made helical gear according to the present embodiment does not generate thrust, the thickness of the web can be made thinner than that of the resin-made helical gear, and the radial ribs can be omitted. Is also possible.
なお、本実施の形態の樹脂製やまば歯車20は、図7に示すように、平歯車(第2アイドルギヤ7)との複合歯車とせずに、第1アイドルギヤ6のみを形成したものでもよい。このように形成した樹脂製やまば歯車20は、噛み合う出力ギヤ5及び第1アイドルギヤ6として使用することができる。
In addition, as shown in FIG. 7, the resin-made
また、本実施の形態の樹脂製やまば歯車20は、図2に示したように、大径部分を第1アイドルギヤ6とし、小径部分を第2アイドルギヤ7としたが、これに限られず、ギヤトレイン2の回転伝達比等に応じて、適宜外径寸法等を変えることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the resin-made
図5は、上述の実施の形態の第1変形例を示す図であり、噛み合う相手の樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)の歯41のねじれ角を樹脂製やまば歯車20(第1アイドルギヤ6)の歯22のねじれ角よりも大きくしてある。すなわち、噛み合う相手の樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)のねじれ角は、第1アイドルギヤ6側の段差に出力ギヤ5の歯面45a,45bが接触せずに、出力ギヤ5側の第1歯車部分42と第2歯車部分43の歯面45a,45bの歯幅方向両側端部側が第1アイドルギヤ6の第1歯車部分32と第2歯車部分34に接触するように、その大きさを決定している。
FIG. 5 is a diagram showing a first modification of the above-described embodiment, in which the torsion angle of the
なお、図5(a)は、段差δ(図3参照)を生じた樹脂製やまば歯車20(第1アイドルギヤ6)に対し、噛み合う相手の樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)が段差を生じない場合の噛み合い状態を示す歯41,22の平面図である。また、図5(b)は、噛み合う両歯車(5,20)が同一形状の段差を生じた場合の噛み合い状態を示す歯41,22の平面図である。また、図5(c)は、噛み合う相手樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)のズレ(段差)が樹脂製やまば歯車20(第1アイドルギヤ6)のズレ(段差)と逆の形状に形成された場合の噛み合い状態を示す歯41,22の平面図である。このような、いずれの状態においても、本実施例によれば、両歯車(5,20)の第1歯車部分42,32と第2歯車部分43,34同士が接触し、スラストを生じることなく動力伝達することが可能になる。
FIG. 5A shows a step where the mating resin spur gear (output gear 5) meshes with the plastic spur gear 20 (first idle gear 6) that has a step δ (see FIG. 3). It is a top view of the
図6は、実施例1の変形例(上述の実施の形態の第2変形例)を示す図であり、出力ギヤ5の第1歯車部分42と第2歯車部分43を第1アイドルギヤ6側に向けて凸形状になるように湾曲させてある。このように、噛み合う相手の樹脂製やまば歯車(出力ギヤ5)の歯41を形成することにより、出力ギヤ5の第1歯車部分42と第2歯車部分43の歯41の中央部分を第1アイドルギヤ6の歯22に接触させることができ、スラストを生じることなく動力伝達することが可能になる。
FIG. 6 is a view showing a modification of the first embodiment (second modification of the above-described embodiment), in which the
この発明の樹脂製やまば歯車は、上述したインクジェットプリンタの他に、複写機,ファクシミリ装置,レーザープリンタ等の各種OA機器、ワイパー駆動装置,パワーウインド駆動装置,オートスライドドア駆動装置等の各種自動車部品、各種電子機器、精密機械等に広く使用される。 In addition to the above-described ink jet printer, the resin splint gear of the present invention includes various OA devices such as copying machines, facsimile machines, and laser printers, various automobiles such as wiper driving devices, power window driving devices, and automatic sliding door driving devices. Widely used in parts, various electronic devices, precision machines, etc.
1……インクジェットプリンタ、2……ギヤトレイン、3……モータ、5……出力ギヤ、6……第1アイドルギヤ、7……第2アイドルギヤ、8……被動ギヤ、13……ローラ軸、20……樹脂製やまば歯車、32……第1歯車部分、34……第2歯車部分 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inkjet printer, 2 ... Gear train, 3 ... Motor, 5 ... Output gear, 6 ... 1st idle gear, 7 ... 2nd idle gear, 8 ... Driven gear, 13 ... Roller shaft , 20 ... Resin made helical gear, 32 ... 1st gear part, 34 ... 2nd gear part
Claims (3)
歯幅方向略中央部から歯幅方向一端側の第1歯車部分と歯幅方向略中央部から歯幅方向他端側の第2歯車部分とを一体成形してなることを特徴とする樹脂製やまば歯車。 It is shaped like a helical gear with opposite torsion,
A resin product, wherein the first gear portion on one end side in the tooth width direction from the substantially central portion in the tooth width direction and the second gear portion on the other end side in the tooth width direction from the substantially central portion in the tooth width direction are integrally formed. Coiled gears.
前記出力ギヤと前記第1アイドルギヤを樹脂製やまば歯車とし、前記第2アイドルギヤと前記被動ギヤを平歯車としたことを特徴とするギヤトレイン。 An output gear of the motor, a first idle gear that meshes with the output gear, a second idle gear that rotates integrally with the first idle gear, and the second idle gear that is attached to the roller shaft so as to rotate integrally. A driven gear meshing with the gear,
A gear train characterized in that the output gear and the first idle gear are resin helical gears, and the second idle gear and the driven gear are spur gears.
前記出力ギヤと前記第1アイドルギヤを樹脂製やまば歯車とし、前記第2アイドルギヤと前記被動ギヤを平歯車としたことを特徴とするインクジェットプリンタ。 An output gear of the motor, a first idle gear that meshes with the output gear, a second idle gear that rotates integrally with the first idle gear, and the second idle gear that is attached to the roller shaft so as to rotate integrally. A driven gear meshing with the gear,
An ink jet printer characterized in that the output gear and the first idle gear are resin-made helical gears, and the second idle gear and the driven gear are spur gears.
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