JPH04194444A - 動力伝達機構 - 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、スキャナ、複写機、プリンタ等における紙の
搬送機構や、感光体、読取りヘッド等の精密駆動機構と
して用いられる動力伝達機構に関する。

従来の技術 従来、プリンタ等における紙の搬送機構や、読取りヘッ
ド等の精密駆動機構として用いられる動力伝達機構に類
するものとしては、例えば、その第一の従来例として、
特開昭５７＝１５４５４６号公報に「歯車駆動装置」と
して開示されているものがある。これは、バックラッシ
ュを少なくするための手段として、各々のギヤのピッチ
円近くに円筒部を設け、これら各円筒部により各々のギ
ヤの軸心距離を保つようにしたものである。

また、そ・の第二の従来例として、互いに離れた位置に
置かれた回転体の間にアイドラを介在させ、二のアイド
ラに磁気吸着力（磁石による）を発生させて互いに離れ
たそれぞれの回転体に吸着させることにより、その摩擦
力により互いに回転体を伝達するようにしたものである
。

発明が解決しようとする課題 第一の従来例の場合、バックラッシュを少なくするため
に、ギヤのピッチ円上に設けた回転体により軸間距離を
規制するような方法をとったとしても、ギヤの製作誤差
（例えば、歯形誤差、ピッチ誤差等）による回転の送す
ムラは生じる。この送すムラを小さくするには、ギヤ精
度を向上させることが必要となるが、このためにはコス
ト高を招くことになる。

また、第二の従来例の場合、各回転体の押圧力は、アイ
ドラの磁気吸着力に依存している。この押圧力が少ない
と、駆動軸であるキャプスタンのトルクが被駆動軸であ
るプーリに伝わらない。すなわち、プーリ側の負荷が大
きいと、アイドラがスリップをしてしまう。これ防ぐた
めには、押圧力をアップしなければならない。例えば、
アイドラ長を長くして接触面積を増すことは、機器の小
′型化、コスト高の面から好ましくない。又、押圧力を
アップするために強力マグネットを用いたとしてもそれ
には限界がある。

このようにアイドラの摩擦力を用いることにより、回転
ムラの少ないスムーズな回転を得ることができると共に
、低騒音を維持することが可能となるが、この一方で′
、レコードプレーヤのターンテーブル等を回転させる程
度であり、その応用範囲は非常に狭いものとなっていた
。

その応用範囲が狭くなる第一の原因としては、まず、ス
リップが発生することが挙げられる。すなわち、駆動軸
側の回転数が、減速比に応じてプーリ側に伝えられるの
が一般的であるが、例えば、ギヤを伝達要素として使用
すればその歯数によって減速比が決まることになる。し
かしながらこのような摩擦駆動機構は、スリップが発生
しやすく、例えば、ＯＡ種機器コピアの感光体ドラム（
ｏｒベルト）などの駆動には不向きであると考えられて
いた。特に、負荷の変動がある場合には、スリップ率が
変動し、回転速度が大きく変動する等の欠点がある。

また、その第二の原因としては、スリップがあることに
似ているが、伝達トルクが非常に小さいことである。す
なわち、従動側の負荷が大きい場合、完全にスリップを
発生し、モータのトルクが伝達されない欠点がある。ま
た、従来、伝達トルクをある程度維持するため、アイド
ラの表面に巻いである薄いゴムの硬度を６０°　（Ａ）
前後にする必要があった。このため、伝達系のバネ定数
が非常に小さくなり負荷変動に弱い系となり、これによ
り記録装置には不向きなものとなる。従って、ゴム硬度
を高くして伝達系のバネ定数を大きくしたいが、ゴム硬
度を高くすると、−数的に摩擦係数が小さくなり、これ
により伝達トルクが小さくなる。

一方、ＯＡ機器側からみると、従来、駆動形態としては
、モータと伝達機械要素すなわちギヤ、タイミングベル
トが主として使用されている。特に、ギヤは、コストと
コンパクト性に優れ多用されているが、以下のような欠
点をもつ。その一つ目は、騒音が大きいことであり、特
に回転数が比較的高いところで使うと、商品として欠陥
となるようなうるさい音を出すことになる。その二つ目
は、歯−と歯の送り誤差による回転ムラが大きく、この
回転ムラが例えばコピア、プリンタ等では画像品質の低
下となってくる。

この回転ムラを少なくするには、ギヤ、タイミングベル
トの精度を上げる方法があるが、しかしこのような方法
だと大幅なコストアップとなる。

また、フライホイールを取付ける方法もあるが、このよ
うな方法だとコストアップはもちろん、大型化、重量増
となる。

課題を解決するための手段 そこで、このような問題点を解決するために、請求項１
記載の発明では、互いに噛み合う各々の歯車のピッチ円
の半径和と略等しい半径和を有し、かつ、前記各歯車と
同心円状でそれら各歯車と一体化して取付けられた回転
体を備えた動力伝達機構において、駆動系側に位置する
前記回転体の径を、それら各回転体に取付けられた前記
歯車のピッチ円よりも大きく設定した。

請求項２記載の発明では、請求項１記載の発明において
、回転体とこの回転体と連設された歯車との間に弾性部
材を介在させた。

請求項３記載の発明では、請求項１記載の発明において
、互いに噛み合うそれぞれの歯車の少なくとも１つの首
車の歯を、弾性的にたわむような形状に形成した。

作用 請求項１記載の発明においては、回転ムラの少ないスム
ーズな回転と低騒音を維持し、しかも、スリップの低減
と負荷が大きくても大きなトルクを伝達することが可能
となる。

請求項２，３記載の発明においては、急激な負荷変動に
よるスリップ量の変化を弾性的に緩衝させることが可能
となる。

実施例 まず、請求項１記載の発明の一実施例を第１図に基づい
て説明する。モータ１の中心軸Ｐには回転体としてのモ
ータシャフト２が取付けられており、このモータシャフ
ト２の一端には歯車としてのギヤ３が固着されている。

また、前記モータ１の上部にはフレーム４が取付けられ
ており、このフレーム４には軸受５が配設されており、
この軸受５には感光体ドラム６のシャフト６ａが挿入さ
れている。そのシャフト６ａの外周面には回転体として
のプーリ７が固着されており、このプーリ７には歯車と
してのギヤ８が固着されている。

さらに、モータシャフト２とプーリ７との間には、回転
体としてのアイドラ９が介在されており、それぞれの円
筒側面が接触するようになっている。

このアイドラ９の表面は、摩擦係数の比較的高いゴムに
より被覆されている。前記アイドラ９には、歯車として
のギヤ１０，１１が固着されている。

この場合、アイドラ９は、図示しないスプリングにより
、モータシャフト２とプーリ７とに押圧された形となっ
ている。

駆動系側に位置する前記モータシャフト２の径はそれに
取付けられた前記ギヤ３のピッチ円よりも大きく設定さ
れており、また、前記アイドラ９の径はそれに取付けら
れた前記ギヤ１１のピッチ円よりも大きく設定されてい
る。ここで、缶径とピッチ円との関係を具体的に説明す
る。モータシャフト２の径をＤＩ％ギヤ３のピッチ円を
Ｐｌ　、歯数を２１　　とし、また、アイドラ９の径を
Ｄよ、ギヤ１１のピッチ円をＰ２、歯数をＺ、とし、さ
らに、プーリ７の径をＤ３、ギヤ８のピッチ円をＰつ、
歯数をＺ、とする。

この場合、モータシャフト２の径り、をギヤ３のピッチ
円Ｐ、より大きくする、すなわち、Ｄ、）Ｐ、　（＝Ｚ
、ｍ）　　　−（１）ただし、　ｍ：モジュール と設定する。この時、Ｄ、−Ｚ、ｍ＝Ｓ、　　とすると
、Ｓｌ　は、モータシャフト２がアイドラ９に対して１
回転する間にスリップする量と略等しくなるように設定
する。

また、同様にして、アイドラ９の径り、をギヤ１１のピ
ッチ円Ｐ２　より大きくする、すなわち、Ｄ、）Ｐ、（
＝Ｚ、ｍ）　　　−（２）と設定する。この時、Ｄ、−
Ｚ、ｍ＝Ｓ、　　とすると、Ｓ、は、アイドラ９がプー
リ７に対して１回転する間にスリップする量と略等しく
なるように設定する。

このような構成において、本実施例では、モータシャフ
ト２、アイドラ９、プーリ７のみの摩擦力により駆動す
る場合について考える。今、モータｌの回転によりモー
タシャフト２が矢印方向に回転すると、アイドラ９はモ
ータシャフト２に圧接しているためその摩擦力で回転す
る。また、そのアイドラ９にはプーリ７が圧接している
ためその摩擦力でプーリ７に回転力を伝達する。

この時、モータシャフト２とアイドラ９、アイドラ９と
プーリ７との間における互いの摩擦係数が十分高ければ
、アイドラ９は食い込み力を発生し、これにより互いの
押圧力は十分に発生し、回転伝達力が発生する。一般に
、この場合の減速比は、Ｄ、／Ｄ、となるのであるが、
摩擦駆動の場合、スリップが生じて計算どおりにいかな
い。特に、アイドラ９がゴム材の場合とか、プーリ７に
比較的大きな負荷が付いている場合には大きなスリップ
が発生する。

そこで、本実施例では、前述した（１）（２：１式から
もわかるように、予めスリップ量Ｓ、、　Ｓ、を求めて
おき、これらの値に見合った減速比のギヤートレーン（
歯車列）を各々の回転体に付加し、発生するスリップ量
をギヤ３，１１．８により規制をして回転を安定させる
。これにより、従動側に位置するプーリ７に負荷変動が
生じてもスリップ量が変化しないようにして常に安定し
た回転伝達を行うことが可能となる。

上述したように、ギヤ３，１１．８を予めスリップ量を
見込んだギヤ比に設定することにより、摩擦面に余分な
スリップを発生させなくても済むようになると共に、回
転の主体性をモータシャフト２とアイドラ９とプーリ７
との間の摩擦駆動力に持たせることにより、送すムラの
少ない回転力を得ることが可能となる。

なお、アイドラ９は、スプリングにより押圧されるだけ
でなく、磁力による吸着力により伝達力を発生させ、こ
れによりモータシャフト２とプーリ７との間の摩擦力を
さらに増大させるようにしてもよい。

次に、請求項２記載の発明の一実施例を第２図に基づい
て説明する。ここでは、前述した請求項１記載の発明で
述べた摩擦駆動力の特徴とする回転ムラが少ないことを
生かすために、ギヤによる駆動力は極力小さくし、しか
も、スリップのバラツキを少なくすることを目的とする
ものである。

そこで、本実施例では、第１図に示すように、回転体と
してのアイドラ９と田車としてのギヤ１０゜１１との間
に、弾性体としての薄いゴム層１２を介在させ、弾性的
に取り付けるようにしたものである。また、これと同様
にして、プーリ７とギヤ８との間にも、弾性体としての
薄いゴム層１３を介在させ、弾性的に取り付けるように
したものである。

これにより、例えば、負荷変動等によりスリップ量に違
いが発生した時、普通ならばギヤ３，８゜１０．１１に
よりスリップ量の違いが是正されるが、これらギヤ３，
８，１０．］　１の蜆制力は、薄いゴム層１２．１３に
よって緩衝され、急激な変化が発生しないようになって
いる。従って、これにより、かなりの急激な負荷変動に
対応させることができ、摩擦駆動力を十分に生かすこと
が可能となる。

次に、請求項３記載の発明の一実施例を第３図に基づい
て説明する。本実施例は、請求項２記載の発明の一実施
例と同様な効果を得るようにしたものである。

すなわち、本実施例では、駆動側のギヤ３の各型３ａの
うちの片側半分（ハツチング部Ａ）を削除し、これによ
り、ある種の負荷に対してたわみやすいようにしたもの
である。このようにギヤ３の歯３ａの形状を変えること
により、一方向の送りにしか用いることができないが、
通常のＯＡ機器の大部分が、その駆動部が一方向送りの
駆動制御であることを考え合わせると、十分に実現可能
となる。

また、このようにギヤ３の歯３ａの一部を削除する方法
の他に、ゴムのような弾性に富んだ材質でギヤ３を構成
しても同様な効果を得ることができる。

なお、これまで述べてきた請求項１記載の発明と請求項
２記載の発明、又は、請求項１記載の発明と請求項３記
載の発明をそれぞれ組み合わせた構成、すなわち、予め
スリップ量を考えたギヤ比とし、かつ、急激な負荷変動
によるスリップ量の変化を弾性的に緩衝させる構成とす
ることにより、従来、摩擦駆動の弱点であった伝達トル
ク、スリップにより確実な回転ができなかった不具合を
取り除くことができ、これにより一段と負荷変動に対応
することができ、摩擦駆動の特徴をさらに十分発揮させ
ることが可能となる。

発明の効果 請求項１記載の発明は、互いに噛み合う各々の歯車のピ
ッチ円の半径和と略等しい半径和を有し、かつ、前記各
歯車と同心円状でそれら各歯車と−・　体化して取付け
られた回転体を備えた動力伝達機構において、駆動系側
に位置する前記回転体の径を、それら各回転体に取付け
られた前記歯車のピッチ円よりも大きく設定したので、
回転ムラの少ないスムーズな回転と低騒音を維持し、し
かも、スリップの低減と負荷が大きくても大きなトルク
を伝達することが可能となり、これにより、負荷変動が
生じても常に安定した回転制御を行うことが可能となる
ものである。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、
回転体とこの回転体と連設された歯車との間に弾性部材
を介在させたので、急激な負荷変動によるスリップ量の
変化を弾性的に緩衝させることが可能となるものである
。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、
互いに噛み合うそれぞれの歯車の少なくとも１つの歯車
の歯を、弾性的にたわむような形状に形成したので、急
激な負荷変動によるスリップ量の変化を弾性的に緩衝さ
せることが可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１記載の発明の一実施例を示す構成図、
第２図は請求項２記載の発明の一実施例を示す構成図、
第３図は請求項３記載の発明の一実施例を示す拡大側面
図である。 ２・・・回転体、３・・・歯車、７・・・回転体、８・
・・歯車、９・・・回転体、１０．ｌ’ｌ・・・歯車、
１２．１３・・・弾性部材 出　願　人　　　　株式会社　リ　コ　−ＪＪ　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに噛み合う各々の歯車のピッチ円の半径和と略
   等しい半径和を有し、かつ、前記各歯車と同心円状でそ
   れら各歯車と一体化して取付けられた回転体を備えた動
   力伝達機構において、駆動系側に位置する前記回転体の
   径を、それら各回転体に取付けられた前記歯車のピッチ
   円よりも大きく設定したことを特徴とする動力伝達機構
   。 ２、回転体とこの回転体と連設された歯車との間に弾性
   部材を介在させたことを特徴とする請求項１記載の動力
   伝達機構。 ３、互いに噛み合うそれぞれの歯車の少なくとも１つの
   歯車の歯を、弾性的にたわむような形状に形成したこと
   を特徴とする請求項１記載の動力伝達機構。