JP2007232194A - ギアユニット - Google Patents

Abstract

【課題】第１の歯車２と第２の歯車３をスプリングを介して互いに同軸に回転自在に結合したギアユニットにおいて、スプリングの異常装着を防止する。
【解決手段】ギアユニット１は、第１の歯車２と、第１の歯車２に同軸に回転自在に装着される第２の歯車３と、第１の歯車２と第２の歯車３との間に円周方向の力を作用させるためのスプリング４とを備える。第１の歯車２には、円周方向に沿う円弧状の溝２１が形成されており、第２の歯車３には、第１の歯車２の溝２１内に突出する突片３４が形成されている。スプリング４は、第１の歯車２の溝２１内に挿入され、溝２１の立壁面２１ｄと第２の歯車３の突片３４との間に圧縮状態で保持される。溝２１の底面２１ａは、立壁面２１ｄ側が浅くなるようにした傾斜面２１ｆが形成されている。スプリング４は、傾斜面２１ｆに案内されて、その軸心が円周方向に沿った姿勢に矯正される。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えばプリンタの給紙装置などに用いられるギアユニットに関するものである。

従来から、用紙に画像を記録するプリンタは、給紙トレイに装填されている用紙を画像記録部に給送して、その用紙に画像を記録するようになっている。給紙トレイから画像記録部への用紙の給送は給紙ローラにより行われ、給紙ローラを所定のタイミングで回転、停止させることにより、用紙を１枚ずつ給送するようになっている。給紙ローラの回転、停止の制御は、いわゆるクラッチギアと呼ばれるギアユニットを用いて、定常的に回転駆動されるモータの駆動力を所定のタイミングで給紙ローラに伝達、伝達解除することにより行うようになっている。このようなギアユニットは、図５に示す構成のものが知られている。

図５に示すギアユニット６０は、第１の歯車６１と第２の歯車６２が同軸に回転自在に結合されると共に、これら第１の歯車６１と第２の歯車６２との間にスプリング６３が設けられる構成になっている。第１の歯車６１には、第２の歯車６２に対向する面側が開口して円周方向に沿う円弧状の溝６４が形成されており、第２の歯車６２には、溝６４内に突出される突片６５が形成されている。突片６５は、第２の歯車６２が第１の歯車６１に対して回転したときに溝６４内を移動するようになっている。スプリング６３は、溝６４内に挿入され、一端が溝６４の立壁面６６に当接されると共に他端が突片６５に当接されて、溝６４の立壁面６６と突片６５との間に圧縮状態で保持されるようになっている。溝６４の底面６７は平坦に形成されており、溝６４の立壁面６６は溝６４の底面６７から直角に起立している。

このような構成のギアユニット６０は、以下のようにして組立てられる。まず、スプリング６３の一端を第２の歯車６２の突片６５の先端に設けられた突起６８に嵌め込み、スプリング６３の他端を第１の歯車６１の溝６４に挿入して溝６４の立壁面６６に押し当てる。このとき、第１の歯車６１と第２の歯車６２が分離しているため、スプリング６３の他端は、溝６４の底面６７にも押し当てられ、また、スプリング６３の全体は、第１の歯車６１と第２の歯車６２との距離や傾き具合に応じて変形した状態となる。続いて、突片６５を溝６４の立壁面６６に向けて押すようにしてスプリング６３を圧縮させつつ、突片６５をスプリング６３と一緒に溝６４内に挿入し、そして、第１の歯車６１の軸孔６９に第２の歯車６２の軸部７０を嵌め込むと共に第１の歯車６１のフック部７１を第２の歯車６２のフック孔７２に挿通、係止する。

このようなギアユニット６０の組立作業において、スプリング６３は、図６（ａ）に示すように、スプリング６３の軸心が円周方向に沿った適正な姿勢で溝６４内に挿入されなければならない。しかしながら、図６（ｂ）に示すように、スプリング６３が途中で屈曲した異常な姿勢で溝６４内に挿入されることがある。従来においては、このようにスプリング６３が異常な姿勢で装着された場合には、ギアユニット６０を分解して、再度、組立て直しを行っている。

また、２つの歯車を互いに同軸に回転自在に結合したギアユニットにおいて、歯車に形成した溝内にスプリングを装着し、そのスプリングの力により２つの歯車間に生じる遊びをなくすようにしたものが知られている（例えば特許文献１参照）。また、遊星歯車装着用のスプリングを遊星アームに取付ける治具において、円錐状のテーパピンにより遊星アームのスプリング挿入部の切り込みの間隔を押し広げて、遊星歯車装着用のスプリングを遊星アームのスプリング挿入部に容易に挿入できるようにしたものが知られている（例えば特許文献２参照）。
特開平４−３４５１８４号公報 特開平５−１０４４５０号公報

ところが、上述した従来のギアユニット６０においては、スプリング６３が異常な姿勢で装着された場合にギアユニット６０を組立て直しているため、ギアユニット６０の組立て稼働率が悪く、コストアップになっていた。このことは、スプリング６３が異常な姿勢で装着されることが多くなると、一層顕著となる。なお、上述した特許文献１及び特許文献２には、スプリングが途中で屈曲した異常な姿勢で装着されることを改善する構成について何等開示されておらず、従って、これら特許文献１及び特許文献２に開示の内容を適用したとしても、上記の課題を解決することはできない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、組立て作業時にスプリングの異常装着を防止することができるギアユニットを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、円周方向に沿って円弧状の溝が形成された第１の歯車と、第１の歯車に同軸に回転自在に装着される第２の歯車と、第１の歯車と第２の歯車との間に円周方向の力を作用させるためのスプリングとを備え、第２の歯車には、溝内に突出し、該歯車が第１の歯車に対して回転したときに溝内を移動する突片が形成され、第１の歯車に形成された溝は、第２の歯車対向面側が開口し、この開口と反対側の底面と、円周方向に沿う内外の周側面と、円周方向一端側にあって径方向に延びる立壁面とにより形成され、スプリングは、溝の内外周側面及び底面に沿って溝内に挿入され、一端が溝の立壁面に当接されると共に他端が第２の歯車の突片に当接されて、溝の立壁面と突片との間に圧縮状態で保持されるギアユニットにおいて、溝の底面は、溝の立壁面に近づくにつれて溝が浅くなるように傾斜し、漸次傾斜角度が大きくなる傾斜面に形成されており、スプリングが溝内に挿入されたとき、スプリングが溝の底面の傾斜面に案内されることにより、スプリングは、その軸心が円周方向に沿った姿勢に矯正されるものである。

請求項２の発明は、円周方向に沿って円弧状の溝が形成された第１の歯車と、第１の歯車に同軸に回転自在に装着される第２の歯車と、第１の歯車と第２の歯車との間に円周方向の力を作用させるためのスプリングとを備え、第２の歯車には、溝内に突出し、該歯車が第１の歯車に対して回転したときに溝内を移動する突片が形成され、第１の歯車に形成された溝は、第２の歯車対向面側が開口し、この開口と反対側の底面と、円周方向に沿う内外の周側面と、円周方向一端側にあって径方向に延びる立壁面とにより形成され、スプリングは、溝の内外周側面及び底面に沿って溝内に挿入され、一端が溝の立壁面に当接されると共に他端が第２の歯車の突片に当接されて、溝の立壁面と突片との間に圧縮状態で保持されるギアユニットにおいて、溝の底面は、溝の立壁面側が浅くなるようにした傾斜面を有し、スプリングが溝内に挿入されたとき、スプリングが溝の底面の傾斜面に案内されることにより、スプリングは、その軸心が円周方向に沿った姿勢に矯正されるものである。

請求項３の発明は、請求項２に記載の平面発光装置において、傾斜面は、溝の立壁面に近づくにつれて溝が浅くなるように傾斜しているものである。

請求項１の発明によれば、溝の立壁面に近づくにつれて溝が浅くなるようにした傾斜面が溝の底面に形成されているため、スプリングを溝内に挿入するとき、スプリングは、溝の底面の傾斜面に案内されて、円周方向に沿った適正な姿勢に矯正される。従って、ギアユニットの組立て作業時に、スプリングが途中で屈曲した異常な姿勢で溝内に挿入されることを防止でき、これにより、スプリングが適正な姿勢で溝内に挿入された状態にギアユニットを組立てることができ、ラインの組立て稼働率が向上し、コストダウンになる。しかも、溝の底面の傾斜面は、溝の立壁面に近づくにつれて漸次傾斜角度が大きくなっているため、スプリングの姿勢が矯正され易く、より確実に、スプリングが適正な姿勢で溝内に挿入された状態にギアユニットを組立てることができる。

請求項２の発明によれば、溝の立壁面側が浅くなるようにした傾斜面が溝の底面に形成されているため、スプリングを溝内に挿入するとき、スプリングは、溝の底面の傾斜面に案内されて、円周方向に沿った適正な姿勢に矯正される。従って、ギアユニットの組立て作業時に、スプリングが途中で屈曲した異常な姿勢で溝内に挿入されることを防止でき、これにより、スプリングが適正な姿勢で溝内に挿入された状態にギアユニットを組立てることができ、ラインの組立て稼働率が向上し、コストダウンになる。

請求項３の発明によれば、溝の底面の傾斜面は、溝の立壁面に近づくにつれて溝が浅くなるように傾斜しているため、スプリングの姿勢が矯正され易く、より確実に、スプリングが適正な姿勢で溝内に挿入された状態にギアユニットを組立てることができる。

以下、本発明を具体化した実施形態によるギアユニットについて図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）（ｃ）、図２（ａ）（ｂ）は、ギアユニットの構成を示す。ギアユニット１は、例えばプリンタの給紙装置などに用いられる、いわゆるクラッチギアと呼ばれるギアユニットであり、第１の歯車２と、第１の歯車２に同軸に回転自在に装着される第２の歯車３と、第１の歯車２と第２の歯車３との間に円周方向の力を作用させるためのスプリング４とを備える。

第１の歯車２は、欠歯区間２ａが設けられた欠歯歯車である。第１の歯車２には、第２の歯車３の軸部３０が挿入される軸孔２０と、円周方向に沿う円弧状の２つの溝２１，２２と、第２の歯車３を支持するための１対のフック部２３とが形成されている。また、第１の歯車には、第１の歯車２の回転を規制する例えばソレノイドの可動レバー（不図示）などの回転規制部材が係合、係合解除される爪部２４が形成されている。

溝２１は、第２の歯車３に対向する面側が開口しており、この開口と反対側の底面２１ａと、円周方向に沿う内外の周側面２１ｂ，２１ｃと、円周方向一端側にあって径方向に延びる立壁面２１ｄと、円周方向他端側にあって径方向に延びる立壁面２１ｅとにより形成されている。溝２２は、溝２１と同様に底面２２ａと、周側面２２ｂ，２２ｃと、立壁面２２ｄ，２２ｅとにより形成されている。溝２１には、スプリング４が挿入されるようになっており、溝２１の底面２１ａは、ギアユニット１の組立作業時にスプリング４が適正な姿勢で溝２１内に挿入されるように、立壁面２１ｄ側が浅くなるようにした傾斜面２１ｆが形成されている（図１（ｃ）、図２（ａ）参照）。この傾斜面２１ｆは、立壁面２１ｄに近づくにつれて溝２１が浅くなるように傾斜し、漸次傾斜角度が大きくなっている。

第２の歯車３は、第１の歯車２と同様に欠歯区間３ａが設けられた欠歯歯車である。第２の歯車３には、回転軸となる軸部３０と、第１の歯車２の溝２１，２２内に挿入される突出部３１，３２と、第１の歯車２のフック部２３が挿入されて摺動自在に係止される１対のフック孔３３と、第１の歯車２の溝２１内に突出されて、スプリング４の力を受ける突片３４とが形成されている。突片３４の先端には、円周方向に突出する突起３５が形成されている。また、第２の歯車３には、第２の歯車３の回転を伝達する例えば給紙ローラの駆動軸（不図示）などの被駆動部材を連結するための連結孔３６が形成されている。第２の歯車３が第１の歯車２に対して回転したとき、突出部３１と突片３４は、第１の歯車２の溝２１内を移動し、突出部３２は、第１の歯車２の溝２２内を移動する。

スプリング４は、第１の歯車２の溝２１内に底面２１ａ及び周側面２１ｂ，２１ｃに沿って挿入され、一端が立壁面２１ｄに当接されると共に他端が第２の歯車３の突片３４に当接されて、第１の歯車２の立壁面２１ｄと第２の歯車３の突片３４との間に圧縮状態で保持される。

第１の歯車２と第２の歯車３との間には、スプリング４の反発力により第１の歯車２の立壁面２１ｄと第２の歯車の突片３４とが離反する方向の力が作用し、これにより、外力が作用していない状態では、第１の歯車２と第２の歯車３は、第２の歯車３の突出部３１が第１の歯車２の立壁面２１ｅに押し付けられた状態に保持される。このように保持された状態では、第１の歯車２の欠歯区間２ａと第２の歯車３の欠歯区間３ａは異なる場所にあり、第２の歯車３をスプリング４の反発力に抗して第１の歯車２に対して回転させることにより、欠歯区間２ａと欠歯区間３ａを同じ場所に一致させることが可能となっている。

図３（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は、上記ギアユニット１の動作を示す。ギアユニット１は、例えば、第１の歯車２及び第２の歯車３が共に駆動歯車５１に噛合され、第１の歯車２の爪部２４がソレノイド５２の可動レバー５３に係止、係止解除されて動作する。駆動歯車５１は、モータ（不図示）の駆動力により時計回り方向に回転され、ギアユニット１は、駆動歯車５１の回転が伝達されて反時計回り方向に回転するようになっている。可動レバー５３は、ソレノイド５２がオフのときに第１の歯車２の側面に押し付けられると共に、ソレノイド５２がオンのときに第１の歯車２の側面から離反するようになっており、第１の歯車２は、ソレノイド５２がオフのときに第１の歯車２の欠歯区間２ａが駆動歯車５１の位置に到達すると、爪部２４が可動レバー５３に係止されるようになっている。

第１の歯車２の欠歯区間２ａと第２の歯車３の欠歯区間３ａが駆動歯車５１の位置にない状態において駆動歯車５１が時計回り方向に回転すると（図３（ａ）参照）、第１の歯車２及び第２の歯車３は共に反時計回り方向に回転し、第２の歯車３の連結孔３６に連結される被駆動部材も回転する。

第１の歯車２の欠歯区間２ａが駆動歯車５１の位置に到達すると（図３（ｂ）参照）、第１の歯車２は、駆動歯車５１に噛合されなくなると共に爪部２４がソレノイド５２の可動レバー５３に係止されるため、回転を停止する。このとき、第２の歯車３は、第２の歯車３の欠歯区間３ａが未だ駆動歯車５１の位置に到達していないため、回転を継続する。これにより、第１の歯車２の立壁面２１ｄと第２の歯車３の突片３４との間隔が狭くなってゆき、スプリング４が圧縮されてゆく。

その後、第２の歯車３の欠歯区間３ａが駆動歯車５１の位置に到達すると（図３（ｃ）参照）、第２の歯車３は、駆動歯車５１に噛合されなくなり、回転を停止する。これにより、ギアユニット１は、駆動歯車５１が回転しているにも関わらず第１の歯車２と第２の歯車３の両方とも回転しないクラッチ状態となり、第２の歯車３の連結孔３６に連結される被駆動部材も回転を停止する。

このようなクラッチ状態においてソレノイド５２を一時的にオンすると、可動レバー５３が第１の歯車２の爪部２４から係止解除され、第１の歯車２は、スプリング４の反発力により第２の歯車３に対して反時計回り方向に回転して、駆動歯車５１に噛合される（図３（ｄ）参照）。これにより、ギアユニット１は、クラッチ状態が解除されて、第１の歯車２が駆動歯車５１の回転を受けて回転を開始する。また、第１の歯車２の立壁面２１ｅが第２の歯車３の突出部３１に当接することにより、第２の歯車３も第１の歯車２と共に回転を開始し、第２の歯車３の連結孔３６に連結される被駆動部材も回転を開始する。その後、第２の歯車３は、駆動歯車５１に噛合され、上述の動作が繰り返される。

上記ギアユニット１は、以下のようにして組立てられる。まず、スプリング４の一端を第２の歯車３の突片３４先端の突起３５に嵌め込む。続いて、この状態で、スプリング４の他端を第１の歯車２の溝２１に挿入して溝２１の立壁面２１ｄに押し当てる。このとき、第１の歯車２と第２の歯車３が分離しているため、スプリング４の他端は、溝２１の底面２１ａにも押し当てられ、また、スプリング４の全体は、第１の歯車２と第２の歯車３との距離や傾き具合に応じて変形した状態となる。そして、突片３４を立壁面２１ｄに向けて押すようにしてスプリング４を圧縮させつつ、突出部３１及び突片３４をスプリング４と一緒に溝２１内に挿入すると共に突出部３２を溝２２内に挿入し、さらに、第１の歯車２の軸孔２０に第２の歯車３の軸部３０を嵌め込むと共に第１の歯車２のフック部２３を第２の歯車３のフック孔３３に挿通、係止する。

図４は、ギアユニット１の組立て作業時におけるスプリング４の姿勢矯正動作を示す。上述のように、溝２１の底面２１ａは、立壁面２１ｄに近づくにつれて溝２１が浅くなるように傾斜し、漸次傾斜角度が大きくなる傾斜面２１ｆが形成されている。従って、ギアユニット１の組立て作業において、上述のようにスプリング４の他端を第１の歯車２の溝２１に挿入して立壁面２１ｄに押し当てるとき、仮にスプリング４が屈曲した状態になっていたとしても、スプリング４は、傾斜面２１ｆに案内されて、その軸心が円周方向に沿った姿勢に矯正される。

このように、上記構成のギアユニット１によれば、スプリング４を溝２１内に挿入するとき、スプリング４は、溝２１の底面２１ａの傾斜面２１ｆに案内されて、円周方向に沿った適正な姿勢に矯正される。従って、ギアユニット１の組立て作業時に、スプリング４が途中で屈曲した異常な姿勢で溝２１内に挿入されることを防止でき、これにより、スプリング４が適正な姿勢で溝２１内に挿入された状態にギアユニット１を組立てることができ、ラインの組立て稼働率が向上し、コストダウンになる。しかも、傾斜面２１ｆは、スプリング４が押し当てられる立壁面２１ｄに近づくにつれて溝２１が浅くなるように傾斜し、また、立壁面２１ｄに近づくにつれて漸次傾斜角度が大きくなっているため、スプリング４の姿勢が矯正され易く、より確実に、スプリング４が適正な姿勢で溝２１内に挿入された状態にギアユニット１を組立てることができる。

なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、種々の変形が可能である。例えば、傾斜面２１ｆは、平面であっても、曲面であってもよく、また、傾きの異なる複数の平面や曲率の異なる複数の曲面を含んでいてもよい。

（ａ）は本発明の一実施形態に係るギアユニットの全体構成を示す斜視図、（ｂ）は同一部破断した斜視図、（ｃ）は同分解斜視図。 （ａ）は同ギアユニットの断面図、（ｂ）は図１（ｂ）のＡ−Ａ線断面の部分拡大図。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は同ギアユニットの動作を示す説明図。 同ギアユニットのスプリングの姿勢矯正動作を示す説明図。 従来のギアユニットを示す分解斜視図。 （ａ）は従来のギアユニットのスプリングの正常装着状態を示す要部拡大断面図、（ｂ）は同スプリングの異常装着状態を示す要部拡大断面図。

符号の説明

１ ギアユニット
２ 第１の歯車
２ａ 欠歯区間
３ 第２の歯車
３ａ 欠歯区間
４ スプリング
２０ 軸孔
２１，２２ 溝
２１ａ，２２ａ 溝の底面
２１ｂ，２１ｃ，２２ｂ，２２ｃ 溝の周側面
２１ｄ，２１ｅ，２２ｄ，２２ｅ 溝の立壁面
２１ｆ 溝の底面の傾斜面
２３ フック部
２４ 爪部
３０ 軸部
３１、３２ 突出部
３３ フック孔
３４ 突片
３５ 突起
３６ 連結孔

Claims (3)

1. 円周方向に沿って円弧状の溝が形成された第１の歯車と、前記第１の歯車に同軸に回転自在に装着される第２の歯車と、前記第１の歯車と第２の歯車との間に円周方向の力を作用させるためのスプリングとを備え、
   前記第２の歯車には、前記溝内に突出し、該歯車が前記第１の歯車に対して回転したときに前記溝内を移動する突片が形成され、
   前記第１の歯車に形成された溝は、前記第２の歯車対向面側が開口し、この開口と反対側の底面と、円周方向に沿う内外の周側面と、円周方向一端側にあって径方向に延びる立壁面とにより形成され、
   前記スプリングは、前記溝の内外周側面及び底面に沿って前記溝内に挿入され、一端が前記溝の立壁面に当接されると共に他端が前記第２の歯車の突片に当接されて、前記溝の立壁面と前記突片との間に圧縮状態で保持されるギアユニットにおいて、
   前記溝の底面は、前記溝の立壁面に近づくにつれて前記溝が浅くなるように傾斜し、漸次傾斜角度が大きくなる傾斜面に形成されており、
   前記スプリングが前記溝内に挿入されたとき、前記スプリングが前記溝の底面の傾斜面に案内されることにより、前記スプリングは、その軸心が円周方向に沿った姿勢に矯正されることを特徴とするギアユニット。
2. 円周方向に沿って円弧状の溝が形成された第１の歯車と、前記第１の歯車に同軸に回転自在に装着される第２の歯車と、前記第１の歯車と第２の歯車との間に円周方向の力を作用させるためのスプリングとを備え、
   前記第２の歯車には、前記溝内に突出し、該歯車が前記第１の歯車に対して回転したときに前記溝内を移動する突片が形成され、
   前記第１の歯車に形成された溝は、前記第２の歯車対向面側が開口し、この開口と反対側の底面と、円周方向に沿う内外の周側面と、円周方向一端側にあって径方向に延びる立壁面とにより形成され、
   前記スプリングは、前記溝の内外周側面及び底面に沿って前記溝内に挿入され、一端が前記溝の立壁面に当接されると共に他端が前記第２の歯車の突片に当接されて、前記溝の立壁面と前記突片との間に圧縮状態で保持されるギアユニットにおいて、
   前記溝の底面は、前記溝の立壁面側が浅くなるようにした傾斜面を有し、
   前記スプリングが前記溝内に挿入されたとき、前記スプリングが前記溝の底面の傾斜面に案内されることにより、前記スプリングは、その軸心が円周方向に沿った姿勢に矯正されることを特徴とするギアユニット。
3. 前記傾斜面は、前記溝の立壁面に近づくにつれて前記溝が浅くなるように傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のギアユニット。

Images