JPH03163249A - 送りねじ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は往復移動体を駆動するための送りねじに関し、
たとえば、静電記録装置のワイヤ除ｗｔ器の清掃装置な
どに適用するに好適な送りねじに関する． 「従来の技術」 従来の送りねじは、軸状部材に螺旋状の渭又は突出部を
切削，転造等の機械加工により形成し、ねじ部としたも
のであった． また、精度を必要としない簡易な送りねじとして、軸状
部材に線材を螺旋状に巻き付け、その全長に渡って軸状
部材に固着したものがあった．いずれにしても、上記従
来の送りねじは、ねじ部が堅いリジッドな部分として楕
戒されており、変形するねじ部という考えは常識に反す
るものであった． 「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、送りねじによって送られる往復移動体を
ストローク端などにおいてストッパに衝突させて停止さ
せる場合がある．この場合、衝突による衝撃力のため、
送りねじのねじ部が送りナットに喰い込んだり、送りね
じを回転駆動する減速機構に過大な力が作用したりする
ことがあった．たとえば、減速機構に簡易なウォームギ
ャ系を用いた場合は、ウォーム軸又はウォーム輪に直結
したモータの出力軸に過大なスラスト荷重が掛がった状
勉になり、その後のモータの反転起動がトルク不足のた
め困難になることがあった．本発明は上記の問題点を解
決するためなされたものであり、その目的とするところ
は、緩衝機能を備えた送りねじを提供することにある．
「課題を解決するための手段」 上記の目的を達成するため、本発明では、コイル状ばね
部材の内周部に軸が揮通され、当該コイル状ばね部材は
全長のうちの一部分においてのみ前記軸に固着されて前
記コイル状ばね部材の他の部分は伸縮自在な状態にされ
ており、前記軸に部分的に固着された前記コイル状ばね
部材を送りナットに係合するねじ部として使用するよう
にしたことを特徴とする送りねじが提供される．「作用
」 上記のように構成された送りねじでは、コイル状ばね部
材の弾性変形により緩衝機能を発揮する．たとえば、送
りねじの回転駆動途中に、送りナットが固着部分以外の
部分のコイル状ばね部材に係合している位置で送りナッ
トの軸方向の移動がストッパ等により阻止されると、コ
イル状ばね部材に回転方向及び粕方向の弾性変形が生じ
、ショックを和らげる．また、この弾性変形による付勢
力は、後に送りねじを反転駆動する際の回転トルクを助
ける方向に作用する． 「実施例」 本発明の実施例について図面を参照し説明する．第１図
は静電記録装置のワイヤ除帯電器清掃装置に用いられる
送りねじ１を示す正面図である．この送りねじ１は、軸
２に粗いピッチで巻回されたコイル状ばね部材３を挿通
して組立てられている．コイル状ばね部材３は径が０．
３〜２一程度のピアノ線．鋼線，ステンレス線等の弾性
を有する線材をピッチの粗い螺旋状に巻回し戒形したば
ね部材であり、自由状態でそのリード角及びリードが所
定の値になるように成形されている．コイル状ばね部材
３はその弾性により伸縮自在である．軸２はステンレス
の引抜材により形成され、コイル状ばね部材３の内径よ
りやや小さな外径を有する．軸２の両端付近にはスナッ
プワッシャを係合させるための環状溝４，５が形成され
、一方の軸端には駆動ユニットの駆動軸に係合するため
面６が形成されている．コイル状ばね部材３の内周部に
上記軸２が挿通され、全長のうちの中央部分７において
のみ、コイル状ばね部材３は軸２にろう付されている． 第２ｅ！ｆｆは、そのろう付部分７を示す縦断面図であ
る．コイル状ばね部材３の線材は中央部分７の２〜３周
の巻同範囲においてのみ軸２にろう材８によりろう付さ
れ固着されている．このため、コイル状ばね部材３は紬
２と一体に回転するが、ろう付された中央部分７以外の
両端部では弾性変形により伸縮することができる．上記
輸２及びコイル状ばね部材３により送りねじ１が構成さ
れ、軸２に部分的に固着されたコイル状ばね部材３が送
りナットに係合するねじ部として使用される．第３図は
上記の送りねじが使用されたワイヤ除帯電器の清掃装置
を示す平面図、第４図は正面図であり、一部を破断して
示している．ワイヤ除帯電器は細いワイヤ１１からコロ
ナ放電を生じしめて静電記録装置の感光体や転写紙を除
帯電する機器であり、そのワイヤ１１に付着したカーボ
ン粉等を除去するための清掃装置である． フレーム１２は金属板をプレス加工して形成され、中央
に長手方向に走る溝ｌ３が形成されていると共に、側壁
部１４．１４’を有している．フレーム１２の上面の両
端にはそれぞれワイヤブラゲット１５．１６が固定され
ている，左のワイヤブラケット１５に設けられたビス１
７と、右のワイヤプラクット１６に設けられた引張りば
ね１８との間にワイヤ１１が張設され、それぞれのＶブ
ロック１９．１９’によりワイヤ１１の中央部の張設位
置が決められている．そして、右端のブラケット１６に
設けられたプラグ２０からワイヤ１１に高圧直流電圧が
印加され、ノイヤ１１からコロナ放電を生じしめる． フレームｌ２の下面の両端付近には、それぞれ軸受２１
．２２が設けられ、その軸受２１，２２に前述した送り
ねじ１が回転自在に支承されている．送りねじ１は環状
渭４，５に嵌着されたスナップワッシャ２３．２３’に
より軸受２１，２２からの抜け止めがなされている．送
りねじ１のわし部をなすコイル状ばね部材３に、送りナ
ット２５が係合されている．送りナット２５はその一部
がフレーム１２の７１１３がら上方に突出するようにさ
れ、突出した部分にクリーナ２６が固着されている．送
りナッｌ・２５及びクリーナ２６はフレーム１２の消１
３に案内されて長手方向に移動可能である．クリーナ２
６は、内部にワイヤ１１と摺接するパッドを有し、長手
方向への往復移動によりワイヤ１ｌを清掃する． 第５図は送りナット２５を示す側面図、第６図は縦断面
図である．送りナット２５は樹脂成形品であり、前記送
りねじ１が挿通される筒状部２７と、フレーム１２の溝
１３に挿入され案内される角状突出部２８と、クリーナ
２６を固着するためのピン部２９とを有する．筒状部２
７内にはコイル状ばね部材３の線材の間隙に嵌り込み係
合する螺旋状のねじ部３０が形成されている．このねじ
部３０のリードは自由状態のコイル状ばね部材３のリー
ドと等しくされ、有効巻線数は１回転以下である．ｖｉ
た、ねじ部３０の歯厚はコイル状ばね部材３との噛合に
適当ながたを生ずるように、線材の間隙に比べてやや薄
く形成されている．再び第４図を参照し、フレーム１２
の左端には送りねじ１を回転駆動する駆動ユニット４ｏ
が固定されている．駆動ユニット４０は樹脂ケース４１
内に収納された小型ｙｉ流モータ４２と減速ギヤ列から
なる．第７図は、第４図の矢印■方向矢視から見た駆動
ユニット４０単体を示す側面図である．モータ４２は出
力軸４３が上方向を向くように配置され、モータ４２の
出力＄１１４３にはウォームギャ４４が直結されている
．樹脂ケース４１には送りねじ１と平行な方向にホイー
ル輔４５及び駆動軸４６が回転自在に支承されている．
ホイール軸４５にはウォームホイール４７及び平歯車４
８が固定され、ウォームホイール４７は前記ウォームギ
ャ４４に噛合する．ｔた、駆動軸４６に設けられた平歯
車４９はホイール軸４５の平歯車４８と噛合する．駆動
軸４６は両方の軸端面が樹脂ケース４１から露出するよ
うにされ、その両軸端面に平？ｌＩ５０．５０’が形成
されている．その一方の軸端面の平溝５０′に、送りね
じ１の軸端の面取り部６が嵌挿されて送りねじ１と駆動
ユニット４０とが連結されている．モータ４２を回転す
ると、ウォームギャ４４，ウォームホイール４７，２つ
の平歯車４８．４９の順に回転が伝えられ、減速されて
駆動Ｉｌｉｌ４６及び送りねじ１が一体に回転駆動され
る．モータ４２のリード線５１は樹脂ケース４１の外部
に引出されている．作動について説明する．送りナット
２５及びクリーナ２６は、クリーナ２６が左右のワイヤ
ブラケット１５．１６に当接する位置をストローク端と
して直線移動可能である．常時は、クリーナ２６が左の
ワイヤブラケットｌ５に当接したホームポジションに待
機し、ワイヤ１１の清掃時に右のワイヤブラケット１６
との間を往復移動する．まず、モータ４２に正電圧が与
えられると送りねじｌが左回転し、送りねじ１のコイル
状ばね部材３と送りナット２５のねじ部３０との噛合に
より、送りナット２５及びクリーナ２６が右方向に送ら
れる．やがて、クリーナ２６が右ワイヤブラケット１６
に当接するストローク端に到着すると、図示しないフォ
トセンサによりこれを検出し、その後さらに１秒程度の
短時間モータ４２への通電を続け、クリーナ２６を確実
に右ワイヤブラケット１６に当接せしめてモータ４２へ
の通電を遮断する． このとき、送りねじ１は次のように作動する．ストロー
ク端付近では送りナット２５はコイル状ばね部材３の全
長のうち右端付近に噛合している．この付近ではコイル
状ばね部材３は自由に弾性変形できるため、その軸方向
及び回転方向の弾性変形によりクリーナ２６が右ワイヤ
ブラケット１６に衝突した際の一撃を緩和する．衝突の
衝撃による反力は送りねじ１から駆動ユニット４０に伝
わり、ウォームホイーｌレ４７とウ才一ムギャ４４の噛
合によりモータ４２の出力輸４３へのスラスト力として
伝えられる．しかし、コイル状ばね部材３のばね作用に
より緩衝されているため、モータ４２の出力軸４３に過
大なスラスト力を与えない．クリーナ２６が右ワイヤブ
ラケット１６に当接したストローク端の位置では、コイ
ル状ばね部材３が軸方向には若干縮み、駆動ユニット４
０側から見て左回転方向に若干変形した状態で止まる．
次に、通電の遮断ｆ！　０　．　５秒程度経過後に、モ
ータ４２に負電圧を与え逆転を開始させる．このとき、
モータ４２の出力軸４３に掛かつているスラスト力は、
前述のように、コイル状ばね部材３のばね作用により緩
衝された比較的小さい力であるので、スラストカに起因
する摩擦力がモータ４２の起動トルクを上廻ることはな
く、モータ４２は確実に逆回転を開始することができる
．さらに、コイル状ばね部材３の前記左回転方向への変
形による付勢力は、モータ４２の逆回転を助ける方向に
作用するので、モータ４２の逆回転起動を容易にする． モータ４２が逆回転を開始した直後は、コイル状ばね部
材３の変形が元に戻り、さらに、送りナット２５のねじ
部とのがたの間を回転する間は、送りナット２５及びク
リーナ２６は停止したままである．すなわち、モータ４
２が逆回転を開始してしばらく回転を続ける間は、送り
ナット２５及びクリーナ２６はモータ４２の負荷とはな
らない．このことは、送りナット２５及びクリーナ２６
からなる往復移動体の靜止摩擦がモータ起動時の負荷と
ならず、モータ４２が起動を完了し安定に回転を始めた
後に負荷としてモータ４２に掛かることになり、モータ
４２の逆転起動を極めてスムーズにする． モータ４２の逆回転が続き、送りナット２５及びクリー
ナ２６の左方向への移動が開始され、やがて、クリーナ
２６が左ワイヤブラケット１５に当接するホームポジシ
ョンに到着すると、図示しないフォトセンサによりこれ
を検出し、その後１秒程度モータ４２への通電を続けた
後、通電を遮断する． このときの送りねじ１の作動は、前述の右ストローク端
で説明した作動と全く同じである．以下、適当な回数だ
けクリーナ２６及び送りナット２５を往復移動せしめて
、ワイヤ１１の清掃を完了する． 以上説明した実施例では、軸２の中央部においてコイル
状ばね部材３の中央部分７をろう付固着し、コイル状ば
ね部材３の両端部は自由に弾性変形できるようにした．
しかし、本発明は中央部７を一箇所のみ軸２に固着する
ものに限られない．要は、コイル状ばね部材３が軸２と
一体に回転するように何処かで軸２に固着されており、
ストローク端付近など必要な部分では伸縮自在な状態に
されていればよいからである． たとえば、ストロークの長い送りねじでは、軸の全長の
何箇所かでコイル状ばね部材をろう付固着し、コイル状
ばね部材の両端部のみ自由に伸縮できるようにしてもよ
い．また、中央部ではなく、コイル状ばね部材の両端を
軸にろう付固着し、中央部においてコイル状ばね部材が
伸縮可能なようにしてもよい．−コイル状ばね部材３を
何処でＩＩ＆２に固着するかは、送りねじ１の用途と、
コイル状ばね部材３のばね定数により定められるもので
ある． また、本発明はワイヤ除帯電器の清掃装置に限定される
ものではなく、送り途中での高い位置精度を要求されず
、往復移動体をストッパ等に当接させるようにして用い
る送り機構の送りねじとして、広く適用されるものであ
る． 「発明の効果」 本発明は、上記の構成を有しコイル状ばね部材を一部分
のみ軸に固着してなる送りねじであるから、送りねじ自
体に緩衝作用があるという優れた効果がある． 特に、送りねじにより送られる往復移動体をストッパ等
に当接させて停止させる送り機構に適用すると、ストッ
パに衝突させた後の反転駆動時に必要な起動トルクを小
さくすることができ、円滑な反転起動を行うことができ
るという優れた効果を奏する．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は送りねじを示す
正面図、第２図はコイル状ばね部材のろう付部分を拡大
して示す断面図、第３図は適用例であるワイヤ除帯電器
の清掃装置を示す平面図、第４図は正面図、第５図は送
りナットを示す側面図、第６図はその縦断面図、第７図
は駆動ユニットを示す側面図である． １．．．送りねじ、　２．．．軸、　３．，，コイル状
ばね部材、　７．．．中央部分くろう付部分〉、　８．
，．ろう材、　　２５．．．送りナット、　　３　０　
．．．送りナットのねじ部、　４０．．．駆動ユニット
、４２．．．モータ、　　４　４　．．．ウォームギャ
、　　４７．．．ウォームホイール． 第 ５ 図 ２６ 第 ６ 図 ２６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. コイル状ばね部材の内周部に軸が挿通され、当該コイル
   状ばね部材は全長のうちの一部分においてのみ前記軸に
   固着されて前記コイル状ばね部材の他の部分は伸縮自在
   な状態にされており、前記軸に部分的に固着された前記
   コイル状ばね部材を送りナットに係合するねじ部として
   使用するようにしたことを特徴とする送りねじ。