JP3093162B2 - 回転体取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャフトの軸方向
所定位置に駆動伝達される回転体を位置決めして取付固
定された回転体取付構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ
ー等のＯＡ機器には、紙送り機構等のシート搬送装置が
装備されている。上記シート搬送装置には、搬送ローラ
対が装備されており、該搬送ローラ対のうち駆動側のロ
ーラは駆動源となるモータよりギヤ列やプーリ等の駆動
伝達機構を介して駆動力を伝達されて回転駆動される。
上記駆動伝達機構は、一般にシャフトの軸方向所定位置
にギヤ、プーリなどの回転体を嵌め込まれて軸方向に位
置決め固定されて、前記ギヤに噛み合う伝達ギヤ或いは
前記プーリに掛け渡されたタイミングベルトなどの駆動
伝達手段により駆動伝達されて回転駆動される。

【０００３】上記駆動伝達機構における回転体取付構造
の一例としてシャフトとギヤの取付構造について図９〜
図１２を参照して説明する。図９はシャフト５１にギヤ
５２をノックピン（或いは割りピン）５３を用いて取付
固定された構造を示す。上記ギヤ５２のボス部５４及び
対応するシャフト５１には内周面が連続するテーパー面
状になるように貫通穴５５を個別に穴加工して形成され
ている。上記シャフト５１とギヤ５２の貫通穴５５どう
しを合わせるようにシャフト５１にギヤ５２を嵌め込ん
で組合せを行い、ノックピン（或いは割りピン）５３を
上記貫通孔５５に打ち込んで挿通させることで両者を固
定していた。

【０００４】図１０はシャフト５１にギヤ５２をキー５
６を用いて取付固定された構造を示す。上記シャフト５
１の外周面及び対応するギヤ５２の内周面にはキー溝が
それぞれ彫り込み形成され、該キー溝の巾や長さに合わ
せてキー５６が切削して形成される。そして、上記シャ
フト５１のキー溝にキー５６を嵌め込んだ後、ギヤ５２
をシャフト５１に嵌め込んで双方のキー溝にキー５６が
組み込まれるようにして両者を固定していた。

【０００５】図１１はシャフト５１にギヤ５２をナット
５７を用いて取付固定された構造を示す。上記シャフト
５１の軸端近傍のギヤ取付位置には小径のギヤ取付部５
８が形成されており、その軸端側の一部には棒ねじ５９
が形成されている。この棒ねじ５９の軸端側よりギヤ５
２をギヤ取付部５８に嵌め込み、座金６０を介してナッ
ト５７を螺合してギヤ５２の側面を軸方向に締付け固定
していた。

【０００６】図１２（ａ）はシャフト５１にギヤ５２を
止めねじ６１を用いて取付固定された構造を示す。上記
シャフト５１のギヤ取付位置には断面Ｄ形状にカットさ
れたＤカット部６２が形成されており（図１２（ｂ）参
照）、該Ｄカット部６２に対応するギヤ５２のボス部５
４にはねじ穴６３がそれぞれ形成されている。上記シャ
フト５１にギヤ５２をそのボス部５４がＤカット部６２
に対向する取付位置まで嵌め込んで、ねじ穴６３より止
めねじ６１を螺入させて先端をＤカット部６２に押圧さ
せることでギヤ５２をシャフト５１に締付け固定してい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
９に示すノックピン（或いは割りピン）５３を用いた取
付構造においては、シャフト５１とギヤ５２の貫通穴５
５どうしの加工精度のばらつきにより位置精度が不安定
となるため、貫通穴５５の軸方向の位置合わせが困難で
ある。このため、上記貫通穴５５を互いに再度削り直し
たりする必要があり、これに応じてノックピン５３の径
も変化するため切削するか、或いは取り替える必要性が
生ずる場合もあった。また、図１０に示すキー５６を用
いた取付構造においては、シャフト５１とギヤ５２の固
定性は良いが、シャフト５１及びギヤ５２に形成された
キー溝とキー５６との組み付け時の調整を伴う。即ち、
キー溝の溝巾に応じてキー５６を加工し直す必要があ
り、再調整が必要なため組立性やメンテナンス性が低
く、量産に適さないものであった。また、図１１に示す
ナット５８を用いた取付構造においては、ギヤ５２の固
定力が弱いためガタが生じ易く、ナット５８の緩みが発
生するおそれがあり、耐久性に課題があった。また、図
１２に示す止めねじ６１を用いた取付構造においては、
ギヤ５２の軸方向の位置合わせがし難く、シャフト５１
を断面Ｄ形状にカットするためシャフト５１の剛性が弱
まり、シャフト５１とボス部５４の同芯度や外周に振れ
が生じ易く、また止めねじ６１に緩みが発生するおそれ
があった。

【０００８】上記いずれの場合にも、ギヤ５２を交換す
る場合には、部品間の位置精度を出すため再加工や再調
整が必要であり、メンテナンス性に不具合を有してお
り、組立の自動化、量産化にも不向きであり、またシャ
フト５１とギヤ５２の間に十分な固定力が得られない場
合もあった。

【０００９】本発明の目的は、上記従来技術の課題を解
決し、シャフトと回転体の十分な締結力を有すると共に
部品間の位置精度を高度に保ち、組立性、メンテナンス
性に優れ、量産に適した回転体取付構造を提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次の構成を備える。すなわち、シャフトの軸方
向所定位置に駆動伝達用の回転体を位置決めして取付固
定された回転体取付構造において、外周に位置決め段差
壁が形成されると共に、該位置決め段差壁に向けて縮径
した第１テーパー面（水平方向に対する傾斜角α）が形
成されたシャフトと、周面に複数の割り込みが形成され
ると共に外周に圧入方向先端側が大径となる傾きを有す
る第２テーパー面（水平方向に対する傾斜角β）が形成
されたブッシュと、内周にブッシュの圧入方向先端側が
大径となる傾きを有する第３テーパー面（水平方向に対
する傾斜角γ）が形成された回転体とを具備し、シャフ
トの第１テーパー面上にブッシュが先端大径部側を位置
決め段差壁に突き当てて配置され、ブッシュの第２テー
パー面上に回転体が第３テーパー面の先端大径側から圧
入されることにより、ブッシュが縮径されて第１テーパ
ー面上に圧接されて、シャフト上にブッシュ及び回転体
が取付固定されることを特徴とする。

【００１１】また、ブッシュの周面に形成された複数の
割り込みのうち、１か所は該ブッシュを周方向に分割す
るスリットに形成されていることが望ましい。また、シ
ャフトの第１テーパー面の水平方向に対する傾斜角α、
前記ブッシュの第２テーパー面の水平方向に対する傾斜
角β、前記回転体の第３テーパー面の水平方向に対する
傾斜角γとの間に、β＝α＋γとなるように各テーパー
面の傾斜角が設定されていることが望ましい。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の態様
を添付図面に基づいて詳細に説明する。本実施の態様
は、回転体取付構造の一例として、主としてプリンター
等のＯＡ機器において紙送り機構などの一部に用いられ
るシャフトとギヤの取付構造を用いて説明する。図１、
図２は回転体取付構造の組立構成を示す一部破断説明
図、図３はシャフトの部分破断説明図、図４はブッシュ
の断面図、図５（ａ）（ｂ）は図４のブッシュの右側面
図及び斜視図、図６はギヤの断面図、図７はシャフト中
間部にギヤを取り付けた状態を示す説明図、図８はシャ
フトの軸端にギヤを取り付けた状態を示す説明図であ
る。

【００１３】先ず、回転体取付構造の全体構成について
図１を参照して説明する。図１において、１はシャフト
であり、駆動伝達のための回転体が取り付けられるほ
か、図示しない搬送ローラ等の部品が取り付けられてい
る。２はブッシュであり上記シャフト１の軸方向所定位
置に嵌め込まれてシャフト１を締付ける。３は回転体の
一例としてのギヤであり、上記ブッシュ２の外周に圧入
されて取り付けられている。上記回転体としては、ギヤ
の他にプーリやコロなどであっても良い。また、上記シ
ャフト１、ブッシュ２及びギヤ３の材質は、スチール等
の金属材や、樹脂等のプラスチック材やこれらを組み合
わせた複合材など様々な材質のものが適用可能である。

【００１４】上記回転体取付構造の各部の構成につい
て、図３〜図６を参照してより具体的に説明する。先
ず、図３を参照してシャフト１の構成について説明す
る。図３において、シャフト１の軸方向に所定位置（軸
端部、中央部など）に設けられた回転体取付位置には、
シャフト径が小さく形成された位置決め段差壁４が形成
されている。また、この位置決め段差壁４に連続する第
１テーパー面５が形成されている。この第１テーパー面
５は、例えばシャフト１を治具に保持させておき、シャ
フト１の外径を基準として切削加工して形成される。上
記位置決め段差壁４の段差寸法は任意であるが、例えば
０．１〜０．２ｍｍ程度に形成される。また、上記第１
テーパー面５の水平方向に対する傾斜角をαとすると例
えばα≒１．５°程度に設定される。この傾斜角αの値
は、回転体の軸方向の長さ（厚さ）により変化する。

【００１５】次に、図４及び図５を参照してブッシュ２
の構成について説明する。図５に示すように、ブッシュ
２は円筒状をしており、圧入方向先端側の開口端にはフ
ランジ部６が形成されている。また、上記ブッシュ２の
周面には複数の割り込み７が形成されており、上記複数
の割り込み７のうち、１か所は該ブッシュ２を周方向に
分割するスリット８に形成されている。この割り込み７
が形成されることにより、ブッシュ２を径方向に弾性変
形させることが可能となる。本実施例ではブッシュ２は
４つ割りに形成されているが、必ずしもこの形態に限定
されるものではない。また、図４に示すように、上記ブ
ッシュ２の外周には第２テーパー面９が形成されてお
り、上記フランジ部６より徐々に小径となるような傾き
が形成されている。上記第２テーパー面９の水平方向に
対する傾斜角をβとすると、例えばβ≒３．５°程度に
設定される。この傾斜角βは、上記シャフト１の第１テ
ーパー面５の傾斜角αに依存して決められる。また、図
３及び図４に示すように、上記ブッシュ２の内径ｄは、
シャフト１の外径ｄとほぼ一致するように形成されてい
るが、上述した割り込み７及びスリット８が形成されて
いるため、上記ブッシュ２はシャフト１に対して軸方向
にスムースに嵌め込むことができる。上記第２テーパー
面９は、例えばブッシュ２を治具に保持させておき、ブ
ッシュ２の内径を基準として切削加工して形成される。

【００１６】上記ブッシュ２は、割り込み７及びスリッ
ト８が形成された第２テーパー面９を把持しながら図３
に示すシャフト１の右側よりフランジ部６側を先頭にし
て嵌め込まれる。このとき、上記ブッシュ２がシャフト
１の第１テーパー面５に対向する回転体取付位置までス
ライドすると、上記割り込み７及びスリット８によりブ
ッシュ２が若干縮径方向に変形して、上記該フランジ部
６側の開口端面が位置決め段差壁４に突き当たることに
より軸方向に位置決めされる。尚、上記フランジ部６は
必ずしも設けなくともよく、この場合にもブッシュ２は
開口端面が上記位置決め段差壁４に突き当たって位置決
めされる。

【００１７】次に、図６を参照してギヤ３の構成につい
て説明する。図６に示すように、回転体としてのギヤ３
の内周には第３テーパー面１０が形成されており、その
外周には駆動伝達部としてのギヤ歯３ａが形成されてお
り、図示しない伝達ギヤと噛み合う。上記第３テーパー
面１０は、ギヤ３の圧入方向先頭側が大径となるような
傾きを有しており、水平方向に対する傾斜角をγとする
と、例えばγ≒２°程度に設定される。上記第３テーパ
ー面１０は、例えばギヤ３を治具に保持させておき、ギ
ヤ３の外径を基準として切削加工して形成される。ま
た、上記傾斜角γは、前記シャフト１の第１テーパー面
５の傾斜角αに依存して決められる。即ち、上記第１、
第２、第３テーパ面５、９、１０の傾斜角α、β、γと
の間には、β＝α＋γとなるように各テーパー面の傾斜
角が設定されている。例えば、上記シャフト１の第１テ
ーパー面５の傾斜角αを決定し、ギヤ３の第３テーパー
面１０の傾斜角γを決定すると、上記ブッシュ３の第２
テーパー面９の傾斜角βは上記関係より一義的に決定さ
れる。上記傾斜角α、β、γのうちいずれか２つが決ま
れば残りの１の値が自動的に決定される。尚、上記傾斜
角γの値は、余り大きく設定するとブッシュ２の反発に
より緩みが生じ易くなり、余り小さすぎるとブッシュ２
のシャフト１に対する締付け力が弱まることから適度、
例えば２°程度に設定されることが望ましい。また、図
４及び図６に示すように、上記ギヤ３の第３テーパ面１
０が形成された圧入方向手前側の最小内径Ｄは、ブッシ
ュ２の第２テーパー面９が形成された最小外径Ｄとほぼ
一致するように形成されており、上記ギヤ３はブッシュ
２に対して軸方向にスムースに嵌め込むことができる。

【００１８】次に、上述のように構成された回転体取付
構造の組立構成について図１及び図２を参照して説明す
る。先ず、図１において、部品どうしの組合せを行う。
即ち、ギヤ３の圧入するため基準面Ａを有する治具にシ
ャフト１を保持させた状態で、ブッシュ２の外周を把持
して軸方向に嵌め込むと、周囲に割り込み７及びスリッ
ト８が形成されているためシャフト１側に若干弾性変形
可能な状態で嵌め込まれる。そして、上記ブッシュ２
は、第１テーパー面５に到達すると、シャフト１が徐々
に小径となるのに連れて若干縮径しつつ嵌め込まれるた
め、フランジ部６が形成された開口端面が位置決め段差
壁４に突き当たって回転体取付位置に位置決めされる。
次いで、上記ブッシュ２の外周に形成された第２テーパ
ー面９の小径側より、ギヤ３を内周に形成された第３テ
ーパー面１０の大径側より嵌め込み、上記第２テーパー
面９に第３テーパー面１０を摺接させながら圧入して組
合せが行われる。このとき、図１に示すように、第２テ
ーパー面９の傾斜角βは、第３テーパー面１０の傾斜角
γより傾きが大きいため、両者間には若干の隙間Ｇが生
じている。また上記ブッシュ２の縮径に伴う反力により
その内周と第１テーパー面５との間にも隙間Ｈが生じて
いる。尚、以上の組み合わせ工程は作業者が順次組み合
わせても良いが、シャフト１を圧入治具に固定した状態
で機械装置によりブッシュ２、ギヤ３を順次組み合わせ
て自動化することも可能である。

【００１９】次に、図２に示すように、ギヤ３を矢印Ｐ
方向に押圧することでギヤ３の第３テーパー面１０が第
２テーパー面９を矢印Ｆ方向に押圧してギヤ３とブッシ
ュ２が位置決め固定される。また、割り込み７が形成さ
れたブッシュ２は、シャフト１の第１テーパー面５に密
着するように矢印ｆ方向に押圧されてシャフト１とブッ
シュ２が位置決め固定される。このとき、上記ブッシュ
２がシャフト１の第１テーパー面５上に縮径方向に変形
させられるため、第２テーパー面９の傾斜角βがαだけ
減少するが、前述した関係よりγ＝β−αとなるようギ
ヤ３の内周に形成された第３テーパー面１０の傾斜角γ
が設定されているので、第２テーパー面９と第３テーパ
ー面１０とは密着して固定される。また、上記ブッシュ
２の縮径方向の変形による反力は、スリット８により効
果的に逃がすことが可能であり、ギヤ３とブッシュ２と
の間に緩みが生ずることはない。尚、ギヤ３の基準面Ａ
からの距離は、第２テーパー面９と第３テーパ面１０の
圧接による締付け保持力、即ち、傾斜角α、β、γの設
定を変えることにより任意に設定可能である。

【００２０】上記回転体取付構造の応用例について説明
すると、図７に示すように、シャフト１の中間部にギヤ
３を取り付けても良く、また図８に示すように、シャフ
ト１の軸端にギヤ３を取り付けることも可能である。い
ずれの場合にも、シャフト１の軸方向に対して部品を組
み合わせてギヤ３を圧入するだけで組立できるので、組
立性が良く、製造コストを低減できる。

【００２１】上記構成によれば、シャフト１に位置決め
段差壁４を形成し、割り込み７やスリット８が形成され
縮径方向に変形可能なブッシュ２を用いたことにより、
上記シャフト１に対するギヤ３の軸方向の位置決めが容
易かつ高精度に行える。また、シャフト１、ブッシュ２
及びギヤ３にそれぞれ設けた第１、第２、第３テーパー
面５、９、１０どうしの傾斜角α、β、γ間にβ＝α＋
γとなるよう設定することにより部品間の位置精度を高
度に保持しながらブッシュ２の弾性力を利用して十分な
締結力を得ることができる。また、上記ブッシュ２がシ
ャフト１に対して縮径方向に弾性変形して位置決め固定
されるので、シャフト１の外周の振れの影響を受け難
く、無駄の少ない高精度な駆動伝達を行うことが可能と
なる。また、部品点数が少なく、シャフト１に対してブ
ッシュ２及びギヤ３を軸方向に組み合わせて圧入するだ
けで組立可能であるので、組立性に優れている。また、
部品交換時に部品間の位置精度を出すため再加工や再調
整が不要であるため、メンテナンス性にも優れている。
しかも組立工程の自動化が容易であるので量産に適し、
汎用性にも優れた回転体取付構造を提供することができ
る。

【００２２】以上、本発明の好適な実施の態様について
述べてきたが、本発明は上記実施の態様に限定されるも
のではなく、回転体としてはギヤの他にプーリーやコロ
等駆動伝達されて回転する他の回転体に適用することも
可能である等、発明の精神を逸脱しない範囲内でさらに
多くの改変を施し得るのはもちろんのことである。

【００２３】

【発明の効果】本発明は前述したように、シャフトの第
１テーパー面上にブッシュが先端大径部側を位置決め段
差壁に突き当てて配置され、ブッシュの第２テーパー面
上に回転体が第３テーパー面の先端大径側から圧入され
ることにより、ブッシュが縮径されて第１テーパー面上
に圧接されて、シャフト上にブッシュ及び回転体が取付
固定されるので、シャフトに対する回転体の軸方向の位
置決めが容易かつ高精度に行えるうえに、ブッシュを縮
径方向に変形させてシャフトの第１テーパー面に圧接さ
せて該シャフトを締め付けるようにしたので、ブッシュ
の弾性力を利用して十分な締結力を得ることができる。
特にシャフト、ブッシュ及び回転体にそれぞれ形成した
第１、第２、第３テーパー面どうしの傾斜角α、β、γ
間に、β＝α＋γとなるように各テーパー面の傾斜角が
設定されることにより、部品間の位置精度を高度に保持
しながらブッシュの弾性力を利用して十分な締付け保持
力を得ることができる。また、ブッシュがシャフトに対
して縮径方向に弾性変形して位置決め固定されるので、
シャフトの外周の振れの影響を受け難く、無駄の少ない
高精度な駆動伝達を行うことが可能となる。また、部品
点数が少なく、シャフトに対してブッシュ及び回転体を
軸方向に組み合わせて圧入するだけで組立可能であるの
で、組立性に優れている。また、部品交換時に部品間の
位置精度を出すため再加工や再調整が不要であるため、
メンテナンス性にも優れている。しかも組立工程の自動
化が容易であるので量産に適し、汎用性にも優れた回転
体取付構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転体取付構造の組立構成を示す一部破断説明
図である。

【図２】回転体取付構造の組立構成を示す一部破断説明
図である。

【図３】シャフトの部分破断説明図である。

【図４】ブッシュの断面図である。

【図５】図４のブッシュの右側面図及び斜視図である。

【図６】ギヤの断面図である。

【図７】シャフト中間部にギヤを取り付けた状態を示す
説明図である。

【図８】シャフトの軸端にギヤを取り付けた状態を示す
説明図である。

【図９】従来のノックピンを用いた回転体取付構造の説
明図である。

【図１０】従来のキーを用いた回転体取付構造の説明図
である。

【図１１】従来のナットを用いた回転体取付構造の説明
図である。

【図１２】従来の止めねじを用いた回転体取付構造の説
明図である。

【符号の説明】

１ シャフト ２ ブッシュ ３ ギヤ ３ａ キヤ歯 ４ 位置決め段差壁 ５ 第１テーパー面 ６ フランジ部 ７ 割り込み ８ スリット ９ 第２テーパー面 １０ 第３テーパー面

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトの軸方向所定位置に駆動伝達用
   の回転体を位置決めして取付固定された回転体取付構造
   において、外周に 位置決め段差壁が形成されると共に、該位置決め
   段差壁に向けて縮径した第１テーパー面（水平方向に対
   する傾斜角α）が形成された前記シャフトと、周面に複
   数の割り込みが形成されると共に外周に圧入方向先端側
   が大径となる傾きを有する第２テーパー面（水平方向に
   対する傾斜角β）が形成されたブッシュと、内周に前記
   ブッシュの圧入方向先端側が大径となる傾きを有する第
   ３テーパー面（水平方向に対する傾斜角γ）が形成され
   た回転体とを具備し、前記シャフトの第１テーパー面上
   に前記ブッシュが先端大径部側を前記位置決め段差壁に
   突き当てて配置され、前記ブッシュの第２テーパー面上
   に前記回転体が第３テーパー面の先端大径側から圧入さ
   れることにより、前記ブッシュが縮径されて前記第１テ
   ーパー面上に圧接されて、前記シャフト上に前記ブッシ
   ュ及び回転体が取付固定されることを特徴とする回転体
   取付構造。
2. 【請求項２】 前記ブッシュの周面に形成された複数の
   割り込みのうち、１か所は該ブッシュを周方向に分割す
   るスリットに形成されていることを特徴とする請求項１
   記載の回転体取付構造。
3. 【請求項３】 前記シャフトの第１テーパー面の水平方
   向に対する傾斜角α、前記ブッシュの第２テーパー面の
   水平方向に対する傾斜角β、前記回転体の第３テーパー
   面の水平方向に対する傾斜角γとの間に、β＝α＋γと
   なるように各テーパー面の傾斜角が設定されていること
   を特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転体取付構
   造。