JP2012092907A - Planetary gear speed reducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、遊星歯車減速装置に関し、詳しくは、感光体ドラムを有する電子写真方式の画像形成装置の駆動伝達系に用いる遊星歯車減速装置に関する。 The present invention relates to a planetary gear reduction device, and more particularly to a planetary gear reduction device used in a drive transmission system of an electrophotographic image forming apparatus having a photosensitive drum.
従来、遊星歯車減速装置としては、遊星歯車を支持するキャリアの回転音の発生を抑えるとともに、遊星歯車減速装置の耐久性の向上を図るようにした技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1においては、キャリアに設けられた遊星歯車の支持軸が片持ち状態となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a planetary gear reduction device, a technique is known in which generation of rotational noise of a carrier that supports a planetary gear is suppressed and durability of the planetary gear reduction device is improved (for example, Patent Document 1). reference). In Patent Document 1, the support shaft of the planetary gear provided on the carrier is in a cantilever state.
また、画像形成装置の駆動に用いる遊星歯車減速装置としては、特許文献1と同様に、キャリアに設けられた遊星歯車の支持軸が片持ち状態とした技術が知られている(例えば、特許文献2参照)。 Also, as a planetary gear reduction device used for driving an image forming apparatus, a technique in which a support shaft of a planetary gear provided on a carrier is cantilevered is known as in Patent Document 1 (for example, Patent Document 1). 2).
また、プラネタリキャリア組立体の斜視図や、プラネタリギヤ軸が第1および第2側板とともに記載されたものが知られている(例えば、特許文献3参照)。 Further, there are known a perspective view of a planetary carrier assembly and a planetary gear shaft described together with first and second side plates (see, for example, Patent Document 3).
これら従来の技術においては、遊星歯車の回転支持軸が固定されるキャリアは、金属により構成されていた。 In these conventional techniques, the carrier to which the rotation support shaft of the planetary gear is fixed is made of metal.
しかしながら、特許文献1〜特許文献3に記載された従来の遊星歯車減速装置においては、遊星歯車の回転支持軸が固定されるキャリアが金属により構成されており、例えば、遊星歯車の回転支持軸を圧入により金属製のキャリアに固定し、ここに遊星歯車を差し込んで回転させるようになっているが、生産性の向上のために、キャリアを金属でなく樹脂成形品により構成した場合には、遊星歯車の回転支持軸を抜けることなく樹脂製のキャリアに固定する有効な手段が無いという問題があった。 However, in the conventional planetary gear reduction devices described in Patent Documents 1 to 3, the carrier to which the rotation support shaft of the planetary gear is fixed is made of metal. For example, the rotation support shaft of the planetary gear is used as the rotation support shaft of the planetary gear. It is fixed to a metal carrier by press fitting, and planetary gears are inserted and rotated here. However, in order to improve productivity, if the carrier is made of a resin molded product instead of metal, There is a problem that there is no effective means for fixing to the resin carrier without passing through the rotation support shaft of the gear.
具体的には、樹脂成形により作られるキャリアに対して、遊星歯車用の金属製の回転支持軸を精度良く、かつ運転時に抜けることなく、かつ長時間運転しても摩耗によるガタが発生することの無いように支持させる優れた方法が存在しなかった。特に、樹脂成形により複雑な形状のキャリアを作成し、運転時間が10000時間の性能確保をしようとすると、遊星歯車の回転支持軸がキャリアから抜けてしまう恐れがあり、また、摩擦でキャリアの軸受け部が摩耗することを防止するための技術が必要となる。 Specifically, for a carrier made by resin molding, the metal rotation support shaft for planetary gears is accurate and does not come out during operation, and even if it is operated for a long time, play due to wear will occur. There was no good way to support it. In particular, if a carrier having a complicated shape is formed by resin molding and an attempt is made to secure a performance of 10000 hours, the rotation support shaft of the planetary gear may come off from the carrier, and the bearing of the carrier is caused by friction. A technique for preventing the portion from being worn is required.
樹脂製のキャリアの、軸受けの穴位置精度(同軸度)は20μm以下に押さえなければならない。これを維持しようとすると有効な手段がなく、高コストになり、場合によっては大型化して規定の装置サイズの中に入らなくなってしまう。高精度な回転特性を得るためには、樹脂製のキャリアを変形させないような遊星歯車の回転支持軸の取り付け形状と組み立て方法、すなわち、樹脂製のキャリアに対して遊星歯車の回転支持軸から変形を起こすようなストレスを作用させない手法を考えなければならない。 The hole position accuracy (coaxiality) of the bearing of the resin carrier must be suppressed to 20 μm or less. If this is to be maintained, there will be no effective means, resulting in high costs, and in some cases, the size will be increased and will not fit within the prescribed device size. In order to obtain high-precision rotation characteristics, the mounting shape and assembly method of the rotation support shaft of the planetary gear so as not to deform the resin carrier, that is, deformation from the rotation support shaft of the planetary gear with respect to the resin carrier It is necessary to consider a method that does not apply stress that causes the problem.
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、樹脂製のキャリアの変形を防止し、高回転精度を確保しつつ軸受け摩耗も発生しない長時間の運転性能を確保することができる遊星歯車減速装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and can prevent deformation of a resin carrier, and can ensure long-time operation performance that does not cause bearing wear while ensuring high rotational accuracy. A planetary gear reduction device is provided.
本発明に係る遊星歯車減速装置は、自転しつつ公転する遊星歯車の金属製の回転支持軸が樹脂製のキャリアに挿嵌固定される遊星歯車減速装置であって、金属薄板を抜き加工により内径と外径を打ち抜いて円盤状に形成してなる抜け止め部材を前記キャリアに設け、前記抜け止め部材に前記回転支持軸の端部を同心円状に固定したことを特徴とする。 A planetary gear speed reduction device according to the present invention is a planetary gear speed reduction device in which a metal rotation support shaft of a planetary gear that rotates and revolves is inserted and fixed to a resin carrier, and an inner diameter is obtained by punching a metal thin plate. A retaining member formed by punching the outer diameter into a disk shape is provided on the carrier, and the end of the rotation support shaft is concentrically fixed to the retaining member.
この構成により、抜け止め部材に固定された回転支持軸はキャリアとの接触部の摺動抵抗が大きくなるので、運転中の温度等の環境変化に伴って回転支持軸とキャリアとの接触部が緩み勝手の嵌め合い公差になってしまっても、回転支持軸がキャリアから脱落することを防止することができる。 With this configuration, the rotation support shaft fixed to the retaining member increases the sliding resistance of the contact portion with the carrier, so that the contact portion between the rotation support shaft and the carrier is changed with environmental changes such as temperature during operation. Even if the looseness fits within the tolerance, the rotation support shaft can be prevented from falling off the carrier.
また、遊星歯車の噛み合い回転により回転支持軸の受ける荷重は、直接的に樹脂製のキャリアの支持部に作用せず、金属製の抜け止め部材が受けることになるので、回転支持軸とキャリアとの接触部に摩耗による支持ガタが発生することを防止でき、回転精度を維持することができる。 Further, the load received by the rotation support shaft by the meshing rotation of the planetary gear does not directly act on the support portion of the resin carrier, but is received by the metal retaining member, so that the rotation support shaft and the carrier It is possible to prevent the backlash due to wear from occurring at the contact portion, and to maintain the rotation accuracy.
したがって、樹脂製のキャリアの変形を防止し、高回転精度を確保しつつ軸受け摩耗も発生しない長時間の運転性能を確保することができる。 Therefore, it is possible to prevent deformation of the resin carrier, and to ensure long-time operation performance that does not cause bearing wear while ensuring high rotational accuracy.
また、本発明に係る遊星歯車減速装置は、前記抜け止め部材が、その周縁部が放射状のスリットにより分割されるとともに前記回転支持軸の端部が圧入される圧入穴を備え、前記回転支持軸が、圧入により前記抜け止め部材に固定されることを特徴とする。 In the planetary gear speed reduction device according to the present invention, the retaining member includes a press-fitting hole into which a peripheral edge is divided by a radial slit and an end of the rotation support shaft is press-fitted, and the rotation support shaft Is fixed to the retaining member by press-fitting.
この構成により、簡単な方法で、抜け止め部材と回転支持軸とを強固に結合させることができる。また、スリットで分割された圧入穴の周縁部が圧入時に回転支持軸に噛み込み、抜け止め部材と回転支持軸との強い結合力を得ることができる。また、抜け止め部材と回転支持軸とを接着により固定する場合よりも、工数を短縮し生産効率をアップすることができる。 With this configuration, the retaining member and the rotation support shaft can be firmly coupled by a simple method. Further, the peripheral edge portion of the press-fitting hole divided by the slit can be engaged with the rotation support shaft during press-fitting, and a strong coupling force between the retaining member and the rotation support shaft can be obtained. Further, the man-hour can be shortened and the production efficiency can be improved as compared with the case where the retaining member and the rotation support shaft are fixed by adhesion.
また、本発明に係る遊星歯車減速装置は、前記キャリアが、該キャリアの回転軸と同軸である筒状の位置決め部を有し、前記抜け止め部材が、前記位置決め部に嵌合する内径を有し、前記抜け止め部材を前記位置決め部に嵌合させて位置決めするとともに、前記抜け止め部材に前記回転支持軸の端部を同心円状に溶接により固定したことを特徴とする。 In the planetary gear speed reduction device according to the present invention, the carrier has a cylindrical positioning portion that is coaxial with the rotation axis of the carrier, and the retaining member has an inner diameter that fits the positioning portion. In addition, the retaining member is positioned by fitting into the positioning portion, and the end portion of the rotation support shaft is concentrically fixed to the retaining member by welding.
この構成により、簡単な方法で、抜け止め部材と回転支持軸とを強固に結合させることができる。また、抜け止め部材に圧入穴を設けて回転支持軸の位置を正確に合わせて圧入する場合と異なり、抜け止め部材に対する回転支持軸の公転方向の固定位置がある程度許容されるので、抜け止め部材と回転支持軸との固定作業が簡単化される。 With this configuration, the retaining member and the rotation support shaft can be firmly coupled by a simple method. Unlike the case where a press-fitting hole is provided in the retaining member and the rotational support shaft is precisely aligned and press-fitted, the fixed position in the revolution direction of the rotational supporting shaft with respect to the retaining member is allowed to some extent. And the rotation support shaft are simplified.
また、本発明に係る遊星歯車減速装置は、前記抜け止め部材を、前記キャリアを挟んで対向するよう2つ配置するとともに、前記抜け止め部材を、前記回転支持軸の両端にそれぞれ固定したことを特徴とする。 In the planetary gear speed reduction device according to the present invention, two retaining members are disposed so as to face each other with the carrier interposed therebetween, and the retaining members are fixed to both ends of the rotation support shaft, respectively. Features.
この構成により、回転支持軸の抜け止め効果を向上させるとともに、樹脂製キャリアの回転支持軸の固定部に作用する遊星歯車からの力を更に減少させることができる。 With this configuration, the effect of preventing the rotation support shaft from coming off can be improved, and the force from the planetary gear acting on the fixed portion of the rotation support shaft of the resin carrier can be further reduced.
また、本発明に係る遊星歯車減速装置は、前記キャリアの側面に、前記キャリアの表面から突出しないよう前記抜け止め部材が埋設される凹形状の段差部を設けたこと特徴とする。 The planetary gear speed reduction device according to the present invention is characterized in that a concave step portion in which the retaining member is embedded is provided on a side surface of the carrier so as not to protrude from the surface of the carrier.
この構成により、抜け止め部材がキャリアの側面から突出しないため、1段目の遊星歯車機構と2段目の遊星歯車機構とを近接させて軸線方向の長さを短くすることができるため、遊星歯車変速装置を小型化できる。また、1段目の遊星歯車機構と2段目の遊星歯車機構とが接触して回転速度変動を発生することを防止することができる。 With this configuration, since the retaining member does not protrude from the side surface of the carrier, the first-stage planetary gear mechanism and the second-stage planetary gear mechanism can be brought close to each other, so that the length in the axial direction can be shortened. The gear transmission can be reduced in size. Further, it is possible to prevent the first stage planetary gear mechanism and the second stage planetary gear mechanism from coming into contact with each other and causing fluctuations in rotational speed.
また、本発明に係る遊星歯車減速装置は、前記抜け止め部材が、回転軸と同心位置であり、かつ等角度の位置において、肉抜き加工部を有することを特徴とする。 The planetary gear speed reduction device according to the present invention is characterized in that the retaining member has a thinning portion at a position concentric with the rotation shaft and at an equal angle.
この構成により、抜け止め部材の質量低減とともに回転慣性を低減できるので、正・逆転が作用する場合の、噛み合う遊星歯車の歯面摩耗を減少させて耐久性を向上できる。 With this configuration, the rotational inertia can be reduced along with the reduction of the mass of the retaining member, so that the wear of the meshing planetary gears can be reduced and the durability can be improved when the forward / reverse action is applied.
本発明によれば、樹脂製のキャリアの変形を防止し、高回転精度を確保しつつ軸受け摩耗も発生しない長時間の運転性能を確保することができる遊星歯車減速装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the planetary gear reduction device which can prevent the deformation | transformation of the resin-made carrier, and can ensure the long-time driving | running performance which does not generate | occur | produce bearing wear while ensuring high rotation accuracy can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、構成について説明する。 First, the configuration will be described.
図1は、本発明が対象とする、固定内歯を有する2段型の遊星歯車減速装置の全体を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an entire two-stage planetary gear reduction device having fixed internal teeth, which is a subject of the present invention.
遊星歯車減速装置10は、電子写真プロセスを応用した、MFP(Multi Function Printer)、すなわち複合機や、PP(Production Printing)の感光体ドラムを駆動するのに用いられる高回転精度の減速機であり、回転角速度の速度変動率は、0.15〜0.2%P−P以下をターゲットとして設計されている。図中、左側の被駆動軸20と、駆動軸(出力軸)19は着脱自在とするためスプライン結合するようになっている。
The planetary gear
図において、遊星歯車減速装置10は、モータ軸太陽歯車12と、1段目遊星歯車13と、1段目キャリア14と、固定内歯歯車15と、2段目遊星歯車16と太陽歯車17と、2段目キャリア18と、駆動軸19と、を有しており、モータ11の出力軸であるモータ軸太陽歯車12が回転すると、その回転が減速されて駆動軸19から出力されるようになっている。
In the figure, a planetary
図2(a)、図2(b)は、キャリア33を樹脂成型により作成した場合において、採用し得るキャリアと回転支持軸との結合方法について示すものである。
2 (a) and 2 (b) show how the
図2(a)は、遊星歯車減速装置30において、POM(ポリアセタール樹脂)等の樹脂で成形加工されるキャリア33の2つの側壁部材34、35のそれぞれに対して、4箇所均等角度で設けられた回転支持軸取り付け穴34a、35aに遊星歯車31を取り付け固定する状態を示しており、同じくPOMで成形された遊星歯車31に金属製の回転支持軸32を横方向から挿し通すことで、遊星歯車31の回転が行われる。回転支持軸32の両端は、キャリア33の側壁部材34、35の2箇所の回転支持軸取り付け穴34a、35aに圧入勝手(しまり嵌め状態)に差し込まれて固定される。すなわち、回転支持軸32の端部は、キャリア33の側壁部材34、35の回転支持軸取り付け穴34a、35aに挿嵌されて固定される。
FIG. 2A shows four planetary gear
図2(b)は、図2(a)とは異なるタイプの回転支持軸の固定方法を説明する図である。図2(a)の遊星歯車減速装置40において、キャリア43の2つの側壁部材44、45に設けられた4箇所の回転支持軸取り付け穴44a、45aはそれぞれ、先端に段の付いた段付の回転支持軸42の直径と等しいか、若干狭い巾で円周外側にスリット44b、45bが設けられている。遊星歯車41に段付の回転支持軸42を挿し通した後に、段差加工を有する端部2箇所をスリット44b、45bに差し込むことによって、回転支持が行われることになる。すなわち、段付の回転支持軸42の端部は、キャリア43の側壁部材44、45の回転支持軸取り付け穴44a、45aに挿嵌されて固定される。
FIG. 2B is a view for explaining a method of fixing the rotation support shaft of a type different from that in FIG. In the planetary gear
図2(a)、図2(b)の何れのタイプも初期運転では所望の特性を得るが、以下の問題が発生する。 Both types of FIG. 2A and FIG. 2B obtain desired characteristics in the initial operation, but the following problems occur.
図2(a)のタイプの遊星歯車減速装置30では、遊星歯車31の軸穴と回転支持軸32は、スムースな回転のために緩み勝手の嵌め合い公差を設けている。環境温度の上昇や、装置内周辺温度の上昇により、樹脂からなる側壁部材34、35の回転支持軸取り付け穴34a、35aの径が膨張で大きくなると、回転支持軸32は、回転中に移動して脱落するか、隣接する他の遊星歯車機構(図示せず)のキャリアの側面に接触して回転不良を起こす。また特に、遊星歯車減速装置30を負荷に近い2段目の遊星歯車機構として用いた場合には、2段目キャリアの遊星歯車軸には、減速比的に大きな負荷が軸受け部に作用して摩耗が進行するためガタ分が大きく発生する。
In the planetary gear
図2(b)のタイプの遊星歯車減速装置40では、段付の回転支持軸42に段差を設けた嵌め合い形態のため、段付の回転支持軸42がキャリア43から抜けるという問題はないが、キャリア43に設けた回転支持軸取り付け穴44a、45aに開放型のスリット44b、45bが設けられているため、穴径精度が出し難いという問題や、前記同様に、負荷に近い2段目キャリアの遊星歯車軸には、減速比的に大きな負荷が軸受け部に作用して摩耗が進行するためガタ分が大きく発生するという問題がある。
In the planetary gear
以下、第1の特徴部について説明する。 Hereinafter, the first feature will be described.
図3(a)、図3(b)に示すような構成とすることで、上記の不具合を防止している。 By adopting the configuration as shown in FIGS. 3A and 3B, the above-described problems are prevented.
すなわち、樹脂成形によるキャリアに対し、極めて薄い金属を加工したリング状の回転支持軸固定部材を用意し、これを、金属製の遊星歯車用回転支持軸に固定させて、抜け止めの支持をさせた。 That is, a ring-shaped rotation support shaft fixing member in which an extremely thin metal is processed is prepared for a carrier formed by resin molding, and this is fixed to a metal rotation support shaft for a planetary gear to support the retaining. It was.
この構成により、2部品の関係で固定が行われるので、樹脂成形によるキャリアに変形を作用させることはなく、高回転精度を確保しつつ、軸受け摩耗も発生しないので、長時間の運転性能を確保することができる。 With this configuration, the two parts are fixed so that the carrier is not deformed by resin molding, ensuring high rotation accuracy and no bearing wear, ensuring long-term driving performance. can do.
図3(a)、図3(b)は、遊星歯車の回転支持軸がキャリアから抜けないようにした構成を示す図である。 FIG. 3A and FIG. 3B are diagrams showing a configuration in which the rotation support shaft of the planetary gear is prevented from being detached from the carrier.
図3(a)、図3(b)の遊星歯車減速装置50において、樹脂製のキャリア53の側壁部材54、55には、キャリア53の回転軸芯に対して同軸であり、90度で等配分した4箇所の遊星歯車51の回転支持軸52を取り付ける回転支持軸取り付け穴54a、55aが設けられている。4個の遊星歯車51の平行度が保たれるように、図中左の側壁部材54と右の側壁部材55に設けられた回転支持軸取り付け穴54a、55aには、回転支持軸52との嵌合精度と平行度が規定されている。
In the planetary
キャリア53は遊星歯車51とともに高速で回転するので、キャリア53に取り付けられる回転支持軸固定プレート56は、回転速度変動を少なくするためにも、また、騒音を低減するためにも回転バランスを取るのが重要である。
Since the
そのために、回転支持軸固定プレート56は、打ち抜き加工により内径と外径を打ち抜いた円盤状金属プレート(SUSなどの材質)によって作り、これらの内・外径と、更にそこに設けた回転支持軸52用の圧入穴56aの同心度を高精度で加工している。
For this purpose, the rotation support
なお、回転支持軸固定プレート56の回転中心となる穴56cを、キャリア53に設けられた円筒形状の位置決め部54bの外周と嵌合させて位置合わせを行い、同心精度を出した上で回転するようにする方法は、第3の特徴の説明において後述する。
The
使用する回転支持軸52は、機能とコスト両面から材料選択が行われており、段差を有しないストレートなピンで、径精度と真直精度が高く、表面荒さ精度が高く、POMとの摺動性能が良好などを考慮して、汎用的に市販されているニードルベアリング用ニードルを用いるようにした。これにより、専用の部品加工(切削、熱処理、研磨などの工程)をしなくて済むので、コスト的に有利である。
The
上記した回転支持軸52を、遊星歯車51とともにキャリア53の側壁部材54、55の回転支持軸取り付け穴54a、55aに差し込む。そして、回転支持軸52の一端部を、回転支持軸固定プレート56の対向する位置に空けた4個の圧入穴56aに圧入して固定を完了する。圧入の方法は、図9に示すような専用の圧入治具により簡単に行うことができる。図9において、圧入治具は、遊星歯車減速装置50を載置するダイ71と、回転支持軸52を押圧するポンチ72と、ポンチ72を加圧する加圧部材73とから構成される。
The
このような構成とすることにより、4本の回転支持軸52の一端部が金属製の回転支持軸固定プレート56に結合された状態で組み付けられるので、回転支持軸52と回転支持部取り付け穴54a、55aとの摺動抵抗が大きくなり、回転支持軸52がスラスト方向に移動してキャリア53から脱落することはなくなる。
With such a configuration, one end of the four
ついで、第2の特徴部について説明する。 Next, the second characteristic part will be described.
上記では、回転支持軸52の一端部を回転支持軸固定プレート56に圧入して抜け止め固定する方法を解説した。このとき、回転支持軸固定プレート56に設けた圧入穴56aは円形穴で、回転支持軸52との公差を圧入公差として設定したが、次に、回転支持軸52の端部を、回転支持軸固定プレート56の圧入穴56aに圧入する際、この圧入工程が確実にかつ、簡単に行われる圧入穴56aの形状について説明する。
In the above description, the method of press-fitting one end portion of the
同じく図3において、0.15〜0.3mm程度の薄板金属からなる回転支持軸固定プレート56に空けられた圧入穴56aの周囲に何等分かのスリット56bを入れる。スリット56bを入れることにより分割された圧入穴56aの周縁部が変形し易くなり、回転支持軸52の端部の突入により、分割された圧入穴56aの周縁部が微少に押し出されて変形する。そして回転支持軸固定プレート56の周縁部の板厚によるエッジ部が回転支持軸52に噛み込んで、その結果、回転支持軸52が抜けないようにロックされる。
Similarly, in FIG. 3, some
この圧入に関しても、図9に示すような、遊星歯車減速装置50を載置するダイ71と、回転支持軸52を押圧するポンチ72と、ポンチ72を加圧する加圧部材73とから構成される専用の治具により、簡単に行うことができる。
Also regarding this press-fitting, as shown in FIG. 9, it is composed of a die 71 on which the planetary
このように、極めて薄い板圧の金属製の回転支持軸固定プレート56を選択しても、確実に回転支持軸52を回転支持軸固定プレート56に固定させることができる。
As described above, even if the metal rotation support
ついで、第3の特徴部について説明する。 Next, the third feature will be described.
第1の特徴および第2の特徴の説明で述べたような、圧入により回転支持軸52を回転支持軸固定プレート56に固定する方法に対して、以下では、溶接により回転支持軸52を回転支持軸固定プレート56に固定する方法を説明する。なお、回転支持軸52と回転支持軸固定プレート56との固定に接着剤を用いるという方法も考えられるが、接着剤の強度や硬化に要する時間を考慮すると、作業の簡便さからしても溶接の方が有効な方法である。
In contrast to the method of fixing the
ここではスポット溶接(抵抗溶接)を例とした。 Here, spot welding (resistance welding) is taken as an example.
第1の特徴および第2の特徴の説明で述べた回転支持軸固定プレート56は、回転支持軸固定プレート56が打ち抜かれる内周、外周とともに、圧入穴56aが同心状に精度良く加工されているので、その後の圧入加工により自動的に組み立て時の同軸位置精度は獲得された。しかし、溶接による場合は、任意の位置で溶接してしまうと、中心位置が振れてしまい、回転変動が発生してしまう。
In the rotation support
そこで、図4(a)、図4(b)の遊星歯車減速装置60のように、回転支持軸固定プレート57の中心の穴57cの穴径精度を確保した上で、キャリア53の側壁部材54に設けた円筒形状の位置決め部54bの外周部に穴57cを嵌合させることによって、回転支持軸固定プレート57の同心度を得るようにした。
Therefore, as in the planetary
このスポット溶接に関しては図10に示すような専用の溶接治具により、簡単に行うことができる。しかも回転方向(公転方向)の溶接位置は、圧入穴56aの位置に回転支持軸52を合わせて圧入するというような厳密な位置合わせの制約がないので、固定作業は極めて効率的に行われる。図10において、溶接治具は、回転支持軸52の端部と回転支持軸固定プレート57とを圧着しながら電流を流し、その抵抗熱で両者の圧着部を溶かして接合するプラス電極81およびマイナス電極82から構成される。
This spot welding can be easily performed with a dedicated welding jig as shown in FIG. In addition, since the welding position in the rotational direction (revolution direction) is not subject to strict alignment restrictions such as press-fitting with the
ついで、第4の特徴部について説明する。 Next, the fourth feature will be described.
ここまでは、圧入あるいは、溶接によって行われる回転支持軸52と回転支持軸固定プレート56、57との結合は、片側方向すなわちキャリア53の左の側壁部材54に設ける説明を行った。
Up to this point, the description has been given of the connection between the
更なる回転支持軸52の抜け止め効果とともに、樹脂製のキャリア53の回転支持軸取り付け穴54a、55aに作用する遊星歯車51からの力を更に減少させるには、図5(a)、図5(b)に示す遊星歯車減速装置70、および図6(a)、図6(b)に示す遊星歯車減速装置80のように、右の側壁部材55に対しても前述の左の側壁部材54と同じ構成を適用して、回転支持軸52の両端を、金属製の回転支持軸固定プレート56に圧入により固定、または回転支持軸固定プレート57に溶接により固定させるのが有効となる。
In order to further reduce the force from the
すなわち、図5(a)、図5(b)に示す遊星歯車減速装置70においては、回転支持軸固定プレート56がキャリア53の側壁部材55にも設けられており、回転支持軸固定プレート56は、位置決め部55bの外周部に穴56cを嵌合させることによって、側壁部材55に装着される。また、図6(a)、図6(b)に示す遊星歯車減速装置80においては、回転支持軸固定プレート57がキャリア53の側壁部材55にも設けられており、回転支持軸固定プレート57は、位置決め部55bの外周部に穴57cを嵌合させることによって、側壁部材55に装着される。
That is, in the planetary gear
ここで、図5(a)、図5(b)は、圧入により回転支持軸52の両端を回転支持軸固定プレート56に固定した状態を示す図であり、図6(a)、図6(b)は溶接により、回転支持軸52の両端を回転支持軸固定プレート57に固定した状態を示す図である。
Here, FIGS. 5A and 5B are views showing a state in which both ends of the
ついで、第5の特徴部について説明する。 Next, the fifth feature will be described.
図1に示したように、固定内歯歯車減速機の構成においては、回転軸心長手方向(図の左右方向)の小型化や駆動伝達系の伝達剛性を高くするために、互いに隣接する1段目キャリア14と2段目キャリア18の近接長Lを極力短くすることが重要である。
As shown in FIG. 1, in the configuration of the fixed internal gear reducer, in order to reduce the size in the longitudinal direction of the rotation axis (left and right direction in the figure) and to increase the transmission rigidity of the drive transmission system, the adjacent 1 It is important to shorten the proximity length L between the
そこで、図3(b)〜図6(b)に示すように、圧入や溶接を行う回転支持軸固定プレート56、57に相当する部分が組み込まれた状態で、キャリア53の側壁部材54、55の表面から回転支持軸固定プレート56、57が突出しないように、左右の側壁部材54、55の外側に凹形状の段差部54c、55cを設けて、段差部54c、55cに回転支持軸固定プレート56、57が沈み込む(埋設される)ようにした。これにより、側壁部材54、55から回転支持軸固定プレート56、57が突出しない(突起が形成されない)ので、図7に示すように、遊星歯車減速装置70および遊星歯車減速装置80を1段目遊星歯車および2段目遊星歯車として接続して配置し、仮に近接長L(図1参照)をゼロに設定しても、回転支持軸固定プレート56と回転支持軸固定プレート57の接触抵抗が発生せずに高精度な回転が可能となる。
Therefore, as shown in FIGS. 3B to 6B, the
ついで、第6の特徴部について説明する。 Next, the sixth feature will be described.
キャリア53は、数十〜数百(回転/毎秒)で回転するとともに、回転の正・逆転が加わるので、回転重量を極力軽減させて慣性を小さくすることが、噛み合うギヤ歯面の耐久性を上げる上で重要である。
The
キャリア53に取り付ける回転支持軸固定プレート56、57の回転慣性を小さくするために、図8(a)、図8(b)において、回転支持軸固定プレート56、57には、回転軸と同心位置であり、かつ等角度の位置において、強度に影響しない範囲で、肉抜き加工により円径の肉抜き加工部56d、57dが形成されている。
In order to reduce the rotational inertia of the rotation support
以上のように、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置50は、自転しつつ公転する遊星歯車51の金属製の回転支持軸52が樹脂製のキャリア53に挿嵌固定されるものであって、金属薄板を抜き加工により内径と外径を打ち抜いて円盤状に形成してなる抜け止め部材としての回転支持軸固定プレート56をキャリア53に設け、回転支持軸固定プレート56に回転支持軸52の端部を同心円状に固定したことを特徴とする。
As described above, the planetary gear
この構成により、回転支持軸固定プレート56に固定された回転支持軸52はキャリア53との接触部の摺動抵抗が大きくなるので、運転中の温度等の環境変化に伴って回転支持軸52とキャリア53との接触部が緩み勝手の嵌め合い公差になってしまっても、回転支持軸52がキャリア53から脱落することを防止することができる。
With this configuration, since the
また、遊星歯車51の噛み合い回転により回転支持軸52の受ける荷重は、直接的に樹脂製のキャリア53の支持部に作用せず、金属製の回転支持軸固定プレート56が受けることになるので、回転支持軸52とキャリア53との接触部に摩耗による支持ガタが発生することを防止でき、回転精度を維持することができる。
Further, the load received by the
したがって、樹脂製のキャリア53の変形を防止し、高回転精度を確保しつつ軸受け摩耗も発生しない長時間の運転性能を確保することができる。
Therefore, deformation of the
また、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置50は、回転支持軸固定プレート56が、その周縁部が放射状のスリット56bにより分割されるとともに回転支持軸52の端部が圧入される圧入穴56aを備え、回転支持軸52が、圧入により回転支持軸固定プレート56に固定されることを特徴とする。
Further, in the planetary gear
この構成により、簡単な方法で、回転支持軸固定プレート56と回転支持軸52とを強固に結合させることができる。また、スリットで分割された圧入穴56aの周縁部が圧入時に回転支持軸52に噛み込み、回転支持軸固定プレート56と回転支持軸52との強い結合力を得ることができる。また、回転支持軸固定プレート56と回転支持軸52とを接着により固定する場合よりも、工数を短縮し生産効率をアップすることができる。
With this configuration, the rotation support
また、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置60は、キャリア53が、このキャリア53の回転軸と同軸である筒状の位置決め部54bを有し、回転支持軸固定プレート56が、位置決め部54bに嵌合する内径を有し、回転支持軸固定プレート56を位置決め部54bに嵌合させて位置決めするとともに、回転支持軸固定プレート56に回転支持軸52の端部を同心円状に溶接により固定したことを特徴とする。
Further, in the planetary gear
この構成により、簡単な方法で、回転支持軸固定プレート56と回転支持軸52とを強固に結合させることができる。また、回転支持軸固定プレート56に圧入穴56aを設けて回転支持軸52の位置を正確に合わせて圧入する場合と異なり、回転支持軸固定プレート56に対する回転支持軸52の公転方向の固定位置がある程度許容されるので、回転支持軸固定プレート56と回転支持軸52との固定作業が簡単化される。
With this configuration, the rotation support
また、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置70、80は、回転支持軸固定プレート56、57を、キャリア53を挟んで対向するよう2つ配置するとともに、回転支持軸固定プレート56、57を、回転支持軸52の両端にそれぞれ固定したことを特徴とする。
In the planetary gear
この構成により、回転支持軸52の抜け止め効果を向上させるとともに、樹脂製のキャリア53の回転支持軸52の固定部に作用する遊星歯車51からの力を更に減少させることができる。
With this configuration, the effect of preventing the
また、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置50、60、70、80は、キャリア53の側面に、キャリア53の表面から突出しないよう回転支持軸固定プレート56が埋設される凹形状の段差部54cを設けたこと特徴とする。
Further, the planetary gear
この構成により、回転支持軸固定プレート56がキャリア53の側面から突出しないため、1段目の遊星歯車機構と2段目の遊星歯車機構とを近接させて軸線方向の長さを短くすることができるため、サイズを小型化できる。また、1段目の遊星歯車機構と2段目の遊星歯車機構とが接触して回転速度変動を発生することを防止することができる。
With this configuration, since the rotation support
また、本実施の形態に係る遊星歯車減速装置50、60、70、80は、回転支持軸固定プレート56が、回転軸と同心位置であり、かつ等角度の位置において、肉抜き加工部56d、57dを有することを特徴とする。
Further, in the planetary gear
この構成により、回転支持軸固定プレート56の質量低減とともに回転慣性を低減できるので、正・逆転が作用する場合の、噛み合う遊星歯車51の歯面摩耗を減少させて耐久性を向上できる。
With this configuration, the rotational inertia can be reduced along with the reduction in the mass of the rotation support
以上説明したように、本発明に係る遊星歯車減速装置は、樹脂製のキャリアの変形を防止し、高回転精度を確保しつつ軸受け摩耗も発生しない長時間の運転性能を確保することができるという効果を有し、感光体ドラムを有する電子写真方式の画像形成装置の駆動伝達系に用いる遊星歯車減速装置として有用である。 As described above, the planetary gear speed reduction device according to the present invention can prevent deformation of the resin carrier, and can ensure long-time operation performance that does not cause bearing wear while ensuring high rotational accuracy. This is effective and is useful as a planetary gear reduction device used in a drive transmission system of an electrophotographic image forming apparatus having a photosensitive drum.
50、60、70、80 遊星歯車減速装置
51 遊星歯車
52 回転支持軸
53 キャリア
54、55 側壁部材
54a、55a 回転支持軸取り付け穴
54b、55b 位置決め部
54c、55c 段差部
56、57 回転支持軸固定プレート(抜け止め部材)
56a 圧入穴
56b スリット
56c、57c 穴
56d、57d 肉抜き加工部
71 ダイ
72 ポンチ
73 加圧部材
81 プラス電極
82 マイナス電極
50, 60, 70, 80 Planetary
56a Press-
Claims (6)
金属薄板を抜き加工により内径と外径を打ち抜いて円盤状に形成してなる抜け止め部材を前記キャリアに設け、
前記抜け止め部材に前記回転支持軸の端部を同心円状に固定したことを特徴とする遊星歯車減速装置。 A planetary gear reduction device in which a metal rotation support shaft of a planetary gear that revolves while rotating is inserted and fixed to a resin carrier,
The carrier is provided with a retaining member formed by punching out an inner diameter and an outer diameter by punching a thin metal plate into a disk shape,
A planetary gear reduction device characterized in that an end of the rotation support shaft is concentrically fixed to the retaining member.
前記回転支持軸が、圧入により前記抜け止め部材に固定されることを特徴とする請求項1に記載の遊星歯車減速装置。 The retaining member includes a press-fitting hole into which a peripheral edge is divided by a radial slit and an end of the rotation support shaft is press-fitted,
The planetary gear reduction device according to claim 1, wherein the rotation support shaft is fixed to the retaining member by press-fitting.
前記抜け止め部材が、前記位置決め部に嵌合する内径を有し、
前記抜け止め部材を前記位置決め部に嵌合させて位置決めするとともに、前記抜け止め部材に前記回転支持軸の端部を同心円状に溶接により固定したことを特徴とする請求項1に記載の遊星歯車減速装置。 The carrier has a cylindrical positioning portion that is coaxial with the rotation axis of the carrier;
The retaining member has an inner diameter that fits into the positioning portion;
2. The planetary gear according to claim 1, wherein the retaining member is positioned by being fitted to the positioning portion, and an end of the rotation support shaft is concentrically fixed to the retaining member by welding. Reducer.
前記抜け止め部材を、前記回転支持軸の両端にそれぞれ固定したことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の遊星歯車減速装置。 While disposing the two retaining members so as to face each other across the carrier,
The planetary gear reduction device according to any one of claims 1 to 3, wherein the retaining member is fixed to both ends of the rotation support shaft.
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