JP2012189134A - 部品取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】回転体が傾いてガタが発生するのを防止することのできる部品取付構造を提供する。
【解決手段】回転軸２０に設けられたＤカット部２１の平坦外面２２に固定用ねじ４０の先端部が係合する凹部２３を設けるとともに、Ｄカット部２１とこのＤカット部２１に隣位するＤカット部２１の形成されていない部分との間に傾斜面２４を設け、固定用ねじ４０を回転体３０のねじ孔３５に螺入してねじ込むことにより、固定用ねじ４０の先端部を凹部２３に係合させるとともに、回転体３０に設けられた取付孔３３の平坦内面３４の一端を傾斜面２４に当接させて、回転軸２０の軸端部における回転体３０の軸方向の取付位置を凹部２３と傾斜面２４とで規定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、種々の機械装置において回転軸に対して回転体を着脱自在に固定するのに好適な部品取付構造に関する。

従来から、回転軸に対して回転体を着脱自在に固定する部品取付構造として、回転軸の軸端部に断面Ｄ字状のＤカット部を設け、このＤカット部に、歯車やプーリなどの回転体の断面Ｄ字状に形成された取付孔（内孔）を圧入する構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような圧入方式の部品取付構造においては、回転軸のＤカット部に回転体を圧入してしまうと抜くことが難しく、回転軸を交換する際に、回転体を再利用することが容易ではない。

また、従来の部品取付構造として、回転軸の軸端部に断面Ｄ字状のＤカット部を設け、このＤカット部に歯車やプーリなどの回転体の断面Ｄ字状に形成された取付孔を挿入（すきまばめ）するとともに、回転体の抜け防止に止め輪を用いる構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。

このような抜け防止用の止め輪を用いる部品取付構造においては、回転軸を交換する際に、回転軸から止め輪を取り外すことにより、回転軸から回転体を容易に取り外すことができるから、回転体を再利用することができる。しかしながら、回転軸から止め輪を取り外す必要があり、取り外した止め輪を紛失し易く、作業者による作業性がよくない。

そこで、回転軸の軸端部に設けられた断面Ｄ字状のＤカット部に、歯車やプーリなどの回転体の断面Ｄ字状に形成された取付孔を挿入するとともに、回転体に設けたねじ孔に固定用ねじをねじ込んで、固定用ねじの先端をＤカット部の平坦外面に当接させる構成の部品取付構造が考えられる。

このような従来の固定用ねじを用いる部品取付構造について、プリンタのプラテンローラに用いるものを例示して説明する。

図３に示すように、プリンタに用いる部品取付構造１００は、回転軸としてのプラテンローラ１１０の軸端部に、断面Ｄ字状のＤカット部１１１が設けられている。そして、Ｄカット部１１１には、回転体としての駆動プーリ１２０（歯付きベルトプーリ）の断面Ｄ字状に形成された取付孔１２１（中心孔）が、その平坦内面１２２をＤカット部１１１の平坦外面１１２と対向するように挿入されている。また、駆動プーリ１２０は、そのボス部１２３を駆動プーリ１２０の挿入方向末尾側（図３（ａ）の右側：軸端側）に向くようにしてＤカット部１１１に挿入されている。さらに、ボス部１２３には、ねじ孔１２４が設けられている。このねじ孔１２４は、取付孔１２１に連通するとともに、平坦内面１２２を垂直に貫通するように形成されている。このねじ孔１２４には、六角穴付き止めねじ（いもねじ）などの固定用ねじ１３０が予め設定された締め付けトルクによりねじ込まれており、固定用ねじ１３０の先端は、平坦外面１１２に当接されている。また、Ｄカット部１１１の平坦外面１１２と取付孔１２１に設けられた平坦内面１２２との相互間には、例えば０．２ｍｍ程度のクリアランス（図３において誇張して示す）が設けられている。

ここで、プラテンローラ１１０は、円柱状あるいは円筒状の胴部、および胴部の両端に一体に設けられた胴部の外径よりも径の小さな小径部とを具備する金属製のシャフトと、胴部の外周に一体に設けられた円筒状のゴム体とを有しており、シャフトの一方の小径部の軸端部に、Ｄカット部１１１が設けられている。

このような構成の部品取付構造１００においては、固定用ねじ１３０をねじ孔１２４に螺入してねじ込むことにより、固定用ねじ１３０の先端部を平坦外面１１２に当接させて抜け止めがなされている。また、固定用ねじ１３０を緩めることにより、プラテンローラ１１０の軸端部から固定用ねじ１３０とともに駆動プーリ１２０を容易に取り外すことができる。

実開平０５−９３８４０号公報 特開２００８−０７４５０１号公報

しかしながら、図３に示す従来の部品取付構造１００においては、駆動プーリ１２０の外周に掛け回されるベルト（歯付きベルト）の張力などにより、駆動プーリ１２０の平坦内面１２２の形成部分では、図３（ａ）の太矢印にて示す曲げモーメントＭが加わり、この曲げモーメントＭを受けている時間が長くなると、固定用ねじ１３０が緩んでしまい、図４に示すように、駆動プーリ１２０が傾いてガタが発生するという問題点があった。また、図４に示すように、固定ねじ１３０の先端部が当接している平坦外面１１２の座面１４０（当接面）が経時変化により崩れて（塑性変形して）しまい、やはり駆動プーリ１２０が傾いてガタが発生するという問題点があった。

なお、駆動プーリ１２０にガタが発生すると、プラテンローラ１１０を円滑に回転駆動させることができず、記録画像にジッタが発生することになる。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、回転体が傾いてガタが発生するのを防止することのできる部品取付構造を提供することを目的とする。

前述した目的を達成するため、本発明に係る部品取付構造の特徴は、平坦外面を具備する断面Ｄ字状のＤカット部が設けられた回転軸と、前記Ｄカット部に挿入される平坦内面を具備する断面Ｄ字状の取付孔、および径方向に沿って形成され、前記取付孔に連通するとともに、前記平坦内面を垂直に貫通するねじ孔が設けられた回転体と、前記回転体を前記回転軸に着脱自在に固定するために、前記ねじ孔に螺入される固定用ねじとを有している部品取付構造であって、前記回転軸は、前記平坦外面に形成され、前記固定用ねじの先端部が係合する凹部と、前記Ｄカット部と、前記Ｄカット部に隣位する前記Ｄカット部の形成されていない部分との間に形成された傾斜面とを有しており、前記固定用ねじを前記ねじ孔に螺入してねじ込むことにより、前記固定用ねじの先端部を前記凹部に係合させるとともに、前記平坦内面の一端を前記傾斜面に当接させて、前記回転軸における前記回転体の軸方向の取付位置を前記凹部と前記傾斜面とで規定した点にある。

本発明において、前記固定用ねじの先端部を前記凹部に係合させたときに、前記固定用ねじの先端部が前記凹部の反傾斜面側に当接され、前記固定用ねじの先端部と前記凹部の前記傾斜面側に位置する部分との間に隙間ができるように、前記固定用ねじの先端部を前記凹部に係合させたときの前記ねじ孔の中心線の位置を、前記凹部の中心線の位置より前記回転軸の軸端側にずらした構成とすることができる。そして、このような構成を採用したことにより、固定用ねじを増し締めすることで、固定用ねじとともに回転体が平坦外面に沿って傾斜面に押圧されるので、Ｄカット部と取付孔との密着力を増やすことができる。

本発明において、前記回転体の軸方向の一端には小径のボス部が形成されており、前記ボス部に前記ねじ孔が設けられている構成とすることができる。これにより、ねじ孔を容易に形成することができる。

本発明において、前記回転軸がプリンタのプラテンローラであり、前記回転体がプーリである構成とすることができる。これにより、プラテンローラを確実に円滑に回転駆動させることができるので、記録画像にジッタが発生するのを確実に防止することができる。

本発明に係る駆動力伝達機構によれば、固定用ねじの先端部を凹部に係合させるとともに、平坦内面の一端を傾斜面に当接させて、回転軸における回転体の軸方向の取付位置を凹部と傾斜面とで規定しているから、回転軸に回転体を所定の位置に確実に固定することができるとともに、回転体が傾いてガタが発生するのを確実に防止することができ、しかも、固定用ねじを緩めることにより、回転軸から固定用ねじとともに回転体を容易に取り外すことができるなどの優れた効果を奏する。

本発明に係る部品取付構造の実施形態の要部を示す構成図 図１の部品取付構造の組立途中経過を説明する説明図 従来の部品取付構造の一例を示す構成図であり、（ａ）は縦断面、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線沿った断面 従来の部品取付構造によるガタの発生状態を示す拡大説明図

以下、本発明を図面に示す実施形態により説明する。

本実施形態の部品取付構造は、回転軸としてのプラテンローラの軸端部に回転体としての駆動プーリを固定するものを例示している。

図１に示すように、本実施形態の部品取付構造１０は、回転軸としてのプラテンローラ２０と、回転体としての駆動プーリ３０（歯付きベルトプーリ）と、プラテンローラ２０に駆動プーリ３０を固定するための固定用ねじ４０とを有している。

前記プラテンローラ２０の軸端部には、断面Ｄ字状のＤカット部２１が設けられており、このＤカット部２１の平坦外面２２の図１の右側に示す軸端近傍には、固定用ねじ４０の先端部が係合される円錐状の凹部２３が設けられている。この凹部２３は、その中心線２３ａが平坦外面２２に対して垂直になるように形成されている。また、凹部２３の内径（円錐の底面の直径寸法）は、固定用ねじ４０の外径より、例えば０．２ｍｍ程度大きく形成されている。さらに、Ｄカット部２１とこのＤカット部２１に隣位するＤカット部２１の形成されていない部分との間には傾斜面２４が設けられている。すなわち、Ｄカット部２１とＤカット部２１に隣位するＤカット部２１の形成されていない部分との段部が傾斜面２４とされている。この傾斜面２４と平坦外面２２を含む平面とのなす角度αとしては、２５−３８度の範囲、本実施形態においては３０度とされている。角度αがこの範囲を超えると、駆動プーリ３０の傾きを支えられない傾向があり、この範囲より小さいと、駆動プーリ３０を傾斜面２４に押し付けられない傾向がある。

本実施形態のプラテンローラ２０は、円柱状あるいは円筒状の胴部、および胴部の両端に一体に設けられた胴部の外径よりも径の小さな小径部とを具備する金属製のシャフトと、胴部の外周に一体に設けられた円筒状のゴム体とを有しており、シャフトの一方の小径部の軸端部に、Ｄカット部２１が設けられている。

前記回転軸としては、プリンタの搬送ローラ、各種機械部品の駆動軸などを挙げることができる。また、回転軸としては、Ｄカット部が軸方向にわたって形成されたものであってもよい。

前記駆動プーリ３０は、その外周面に図示しないベルト（歯付きベルト）が掛けられる図示しない溝（歯部）が形成された円盤状のプーリ本体３１を有しており、その軸方向の一端部である図１の右端部には小径のボス部３２が設けられている。そして、駆動プーリ３０の軸心には、プラテンローラ２０のＤカット部２１が所定の位相角でのみ挿入可能な断面Ｄ字状の取付孔（中心孔）３３が、プーリ本体３１およびボス部３２の両者を軸方向に貫通するように設けられている。この取付孔３３の内径寸法は、Ｄカット部２１の外径寸法より若干大きく形成されている。また、取付孔３３の平坦内面３４と、Ｄカット部２１の平坦外面２２との相互間には、例えば０．２ｍｍ程度のクリアランス（図１に誇張して示す）が設けられている。

前記ボス部３２には、固定用ねじ４０が螺入されるねじ孔３５が設けられている。このねじ孔３５は、その中心線３５ａがボス部３２、ひいては駆動プーリ３０の径方向に沿って配置されており、取付孔３３に連通するとともに、平坦内面３４を垂直に貫通するように形成されている。また、ねじ孔３５は、ねじ孔３５に螺入した固定用ねじ４０をねじ込んだときに、平坦内面３４の一端である左端が傾斜面２４に当接する位置に形成されている。さらに、固定用ねじ４０の先端が凹部２３に係合したときに、固定用ねじ４０の先端部が凹部２３の軸端側に当接し、固定用ねじ４０の先端部と凹部２３の傾斜面２４側に位置する部分との間に隙間ができるようになっている。すなわち、固定用ねじ４０の先端部を凹部２３に当接させて係合させたときのねじ孔３５の中心線３５ａの位置を、凹部２３の中心線２３ａの位置よりプラテンローラ２０の反傾斜面２４側にずらした位置に形成されている。

本実施形態の駆動プーリ３０は、亜鉛ダイカストなどの金属により形成されている。

前記回転体としては、歯車（ボス部３２有り、無し）、カムなどを挙げることができる。

前記固定用ねじ４０としては、六角穴付き止めねじ（いもねじ、キャップスクリュー、ホロセット）をはじめ、各種の止めねじやボルトを挙げることができる。本実施形態においては、六角穴付き止めねじが用いられている。

つぎに、前述した構成からなる本実施形態の作用について説明する。

本実施形態の部品取付構造１０によれば、プラテンローラ２０の軸端部に駆動プーリ３０を固定する組付け時には、プラテンローラ２０のＤカット部２１に駆動プーリ３０の取付孔３３をプーリ本体３１側を先頭にして挿入する。このとき、平坦内面３４の左端が傾斜面２４に当接するまで挿入すると、ねじ孔３５の中心線が凹部２３の内部に配置されるので、ねじ孔３５と凹部２３との位置合わせを容易に行うことができる。

ついで、ねじ孔３５に固定用ねじ４０を螺入してねじ込む、あるいは予めねじ孔３５に螺入されて仮止めされている固定用ねじ４０をねじ込む。なお、ねじ孔３５に固定用ねじ４０を仮止めする場合には、固定用ねじ４０の先端部が取付孔３３の内部に入り込まないようにする。そして、固定用ねじ４０をねじ込むと、図２に示すように、固定用ねじ４０の先端部の反傾斜面２４側である軸端部側が凹部２３の内面に当接する。これにより、固定用ねじ４０の先端部が凹部２３に係合する。このとき、平坦内面３４の一端である左端と傾斜面２４との間には、隙間ができる。

ついで、固定用ねじ４０を予め設定されたトルクでねじ込んで、固定用ねじ４０の先端部で凹部２３の内面を押圧する（締め込む）と、固定用ねじ４０の先端部が凹部２３の内部に入り込むことで、図１に矢印にて示す方向に力が働き、駆動プーリ３０を傾斜面２４側に押し付けて、平坦内面３４の一端である左端が傾斜面２４に当接して押圧する。そして、平坦内面３４の一端である左端が傾斜面２４に当接して押圧することにより、図２に示す平坦内面３４の一端である左端と傾斜面２４との間の隙間がなくなる。また、取付孔３３の平坦内面３４の反対側に位置する内面がＤカット部２１の平坦外面２２の反対側に位置する周面に密着し、図２に示す取付孔３３の平坦内面３４の反対側に位置する内面と、Ｄカット部２１の平坦外面２２の反対側に位置する周面との相互間の隙間がなくなる。これにより、駆動プーリ３０の取付孔３３は、その平坦内面３４の部分が固定用ねじ４０と傾斜面２４とで支持され、平坦内面３４と反対側の部分がＤカット部２１の外周によって支持されることになり、プラテンローラ２０の軸端部における駆動プーリ３０の軸方向の取付位置が規定される。なお、固定用ねじ４０による凹部２３の締付け力（固定用ねじ４０に付加するトルク）を増加すると、図１に矢印して示す方向に働く力が増加することになる。

このように本実施形態の部品取付構造１０によれば、固定用ねじ４０の先端部を凹部２３に係合させるとともに、平坦内面３４の一端を傾斜面２４に当接させて、回転軸としてのプラテンローラ２０の軸端部における回転体としての駆動プーリ３０の軸方向の取付位置を凹部２３と傾斜面２４とで規定しているから、プラテンローラ２０の軸端部に駆動プーリ３０を所定の位置に確実に位置決めして固定することができる。

さらに、本実施形態の部品取付構造１０によれば、固定用ねじ４０の先端部を凹部２３に係合させるとともに、平坦内面３４の一端を傾斜面２４に当接させて、プラテンローラ２０の軸端部における駆動プーリ３０の軸方向の取付位置を凹部２３と傾斜面２４とで規定しているから、駆動プーリ３０が曲げモーメントＭ（図１参照）を受けた場合であっても、駆動プーリ３０が傾いてガタが発生するのを確実に防止することができる。その結果、駆動プーリ３０にガタが発生することに起因してプリンタによる記録画像にジッタが発生するのを防止することができる。

また、本実施形態の部品取付構造１０によれば、固定用ねじ４０の緩みあるいは凹部２３の内面のうちの固定用ねじ４０の先端部が当接される座面の崩れに対するマージンを、従来の部品取付構造１００に比べて大きくすることができる。すなわち、安全率を高くすることができる。

このことは、固定用ねじ４０を、Ｍ４、そのねじのピッチを０．７ｍｍとした場合、本実施形態の部品取付構造１０においては、駆動プーリ３０にガタが発生する固定用ねじ４０の緩め角度（予め設定したトルクで固定用ねじ４０をねじ込んだ状態を基準回転位置とし、基準回転位置に対する固定用ねじ４０の緩み方向の回転角度）が、３０−６０度であるのに対し、従来の部品取付構造１００においては、１５度程度であるという比較実験結果により確認することができた。なお、駆動プーリ３０は、同一形状、同一サイズのものを使用した。また、安全率は２倍以上となる。

すなわち、本実施形態の部品取付構造１０は、従来の部品取付構造１００に比較して少なくとも２倍の安全率を備えている。

また、本実施形態の部品取付構造１０によれば、プラテンローラ２０の軸端部に形成された平坦外面２２を具備する断面Ｄ字状のＤカット部２１に、駆動プーリ３０の平坦内面３４を具備する断面Ｄ字状の取付孔３３を挿入（すきまばめ）する構成とされているから、固定用ねじ４０を緩めることにより、プラテンローラ２０の軸端部から固定用ねじ４０とともに駆動プーリ３０を容易に取り外すことができるので、プラテンローラ２０を交換する際に、駆動プーリ３０を再利用することができる。

また、本実施形態の部品取付構造１０によれば、固定用ねじ４０の先端部を凹部２３に係合させたときに、固定用ねじ４０の先端部が凹部２３の反傾斜面２４側に当接され、固定用ねじ４０の先端部と凹部２３の傾斜面２４側に位置する部分との間に隙間ができるように、固定用ねじ４０の先端部を凹部２３に係合させたときのねじ孔３５の中心線３５ａの位置を、凹部２３の中心線２３ａの位置よりプラテンローラ２０の軸端側にずらした構成とされているから、固定用ねじ４０を増し締めすることで、固定用ねじ４０とともに駆動プーリ３０が平坦外面２２に沿って傾斜面２４に押圧されるので、Ｄカット部２１と取付孔３３との密着力を増やすことができる。

また、本実施形態の部品取付構造１０によれば、駆動プーリ３０の方向の一端に、小径のボス部３２が形成されており、このボス部３２にねじ孔３５が設けられているから、プーリ本体３１の強度を低下させることなく、ねじ孔３５を容易に形成することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１０ 部品取付構造
２０ プラテンローラ（回転軸）
２１ Ｄカット部
２２ 平坦外面
２３ 凹部
２３ａ 中心線（凹部）
２４ 傾斜面
３０ 駆動プーリ（回転体）
３１ プーリ本体
３２ ボス部
３３ 取付孔
３４ 平坦内面
３５ ねじ孔
３５ａ 中心線（ねじ孔）
４０ 固定用ねじ
Ｍ 曲げモーメント

Claims (4)

1. 平坦外面を具備する断面Ｄ字状のＤカット部が設けられた回転軸と、
   前記Ｄカット部に挿入される平坦内面を具備する断面Ｄ字状の取付孔、および径方向に沿って形成され、前記取付孔に連通するとともに、前記平坦内面を垂直に貫通するねじ孔が設けられた回転体と、
   前記回転体を前記回転軸に着脱自在に固定するために、前記ねじ孔に螺入される固定用ねじと、を有している部品取付構造であって、
   前記回転軸は、
   前記平坦外面に形成され、前記固定用ねじの先端部が係合する凹部と、
   前記Ｄカット部と、前記Ｄカット部に隣位する前記Ｄカット部の形成されていない部分との間に形成された傾斜面とを有しており、
   前記固定用ねじを前記ねじ孔に螺入してねじ込むことにより、前記固定用ねじの先端部を前記凹部に係合させるとともに、前記平坦内面の一端を前記傾斜面に当接させて、前記回転軸における前記回転体の軸方向の取付位置を前記凹部と前記傾斜面とで規定したことを特徴とする部品取付構造。
2. 前記固定用ねじの先端部を前記凹部に係合させたときに、前記固定用ねじの先端部が前記凹部の反傾斜面側に当接され、前記固定用ねじの先端部と前記凹部の前記傾斜面側に位置する部分との間に隙間ができるように、前記固定用ねじの先端部を前記凹部に係合させたときの前記ねじ孔の中心線の位置を、前記凹部の中心線の位置より前記回転軸の軸端側にずらしたことを特徴とする請求項１に記載の部品取付構造。
3. 前記回転体の軸方向の一端には小径のボス部が形成されており、前記ボス部に前記ねじ孔が設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の部品取付構造。
4. 前記回転軸がプリンタのプラテンローラであり、
   前記回転体がプーリであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の部品取付構造。

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