JPH0921453A - 回転結合機構およびそれを用いたモータ駆動ギア装置とシャトル式用紙切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転結合機構において、ギアの回転速度を落
すことなく、ギア間での歯の衝突音を軽減できず、低騒
音で高速な回転の伝達ができない点。 【解決手段】 駆動ギア２の回転軌道上に長穴２ａを、
この駆動ギア２と同一の回転軸４上で回転する駆動板３
に駆動ギア２の長穴２ａに緩挿されるピン３ａを設け、
この駆動板３のピン３ａと駆動ギア２の長穴２ａとを介
して、駆動板３と駆動ギア２の回転を連動するモータ駆
動ギア装置を構成し、用紙を切断するカッタを往復運動
させるモータの正逆回転時に発生するギア間の歯の衝突
音を抑えたシャトル式用紙切断装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファクシミリやプリン
タ等に設けられ、カッタを往復運動させて記録紙を切断
するシャトル式の切断装置等のギア間の連結技術に係
り、特に、連結する相互のギアの歯の衝突音を軽減する
のに好適な回転結合機構およびそれを用いたモータ駆動
ギア装置とシャトル式用紙切断装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】ファクシミリやプリンタ等に設けられる
用紙の切断装置に関しては、例えば、特開平１−３０８
６６１号公報に記載のシャトル式のものがある。このシ
ャトル式のカッタは、回転・揺動式やギロチン式のカッ
タと比較して、低騒音という点で優れている。しかし、
切断速度を上げると、キャリッジの両端での停止時に、
衝突音が発生することは避けられない。

【０００３】この衝突音を低減する従来技術としては、
例えば、実開平６−２４８８８号公報に記載のものがあ
る。これらの技術では、モータにステッピングモータを
使用して両端で減速したり、両端付近に摩擦ブレーキ部
材を貼るなどして、両端での衝突音を低減させている。
しかし、これらの技術では、コスト高となると共に、信
頼性に問題があった。

【０００４】図４は、従来のシャトル式用紙切断装置の
構成および動作例を示す説明図である。モータ４１（直
流モータ、ステッピングモータ）の回転を、駆動ギア４
２から伝達ギア４３、そして駆動プーリー４４に伝達し
て、ベルト４５を動かし、このベルト４５に付けられた
カッタキャリッジ４６を切断方向に移動して記録紙４７
を切断する。記録紙４７の切断後、センサ４８が検出す
ると、モータ４１を停止させる。この時、カッタキャリ
ッジ４６は、慣性により、ストッパ４９に当たって止ま
る。その後、モータ４１を逆回転させてカッタキャリッ
ジ４６を、ストッパ４０とセンサ４８ａで規制される元
の位置に戻す。

【０００５】センサ４８からストッパ４９までの距離を
大きくとれば、カッタキャリッジ４６はストッパ４９に
当たらず衝突音もでないが、装置が非常に大きくなる。
尚、ストッパ４９には、緩衝材が貼られ、衝突音を抑え
ている。また、切断速度を遅くすれば、騒音も下がる
が、処理が遅くなり、例えばファクシミリにおいては、
回線の保持時間が長くなり、コスト的にも問題となる。

【０００６】さらに、このようなシャトル式の用紙切断
装置においては、カッタキャリッジ４６のストッパ４９
への衝突音以外にも、以下、図５、図６を用いて説明す
るように、駆動ギア４２と伝達ギア４３相互の歯面での
衝突音がある。図５は、図４におけるシャトル式用紙切
断装置のベルトの伸縮動作例を示す説明図である。図５
（ア）は切断時を示す。そして、図５（イ）はカッタキ
ャリッジ４６がストッパ４９に当たった時の状態を示
し、ベルト４５はモータ４１の回転と、カッタキャリッ
ジ４６がストッパ４９に当たった時の反発力で張り側が
伸びる。その後、図５（ウ）に示すように、ベルト４５
は縮んで元の張りの状態に戻る。この時、ベルト４５
は、その剛性が低いと振動し、伸び縮みを繰り返しなが
らその振動は減衰する。

【０００７】図６は、図４におけるシャトル式用紙切断
装置の駆動ギアと伝達ギアの動作例を示す説明図であ
る。本例は、駆動ギア４２と伝達ギア４３の歯の噛み具
合を示すものであり、図６（ア）は、切断時を示し、図
中Ａで駆動ギア４２と伝達ギア４３の相互の歯が噛んで
いる。駆動ギア４２と伝達ギア４３のそれぞれの回転は
図６（エ）の矢印で示す方向である。図５におけるカッ
タキャリッジ４６がストッパ４９に当たると、図６
（オ）の状態となり、伝達ギア４３側が停止しようとす
る。その時の反発で駆動ギア４２は、図６（カ）に示す
ように、伝達ギア４３がベルト４５の縮みで逆回転する
よりも早く回転し、図６（イ）に示す状態となって、Ｂ
で相互の歯が衝突する。

【０００８】この衝突時、図６（キ）に示すように、伝
達ギア４３は、停止状態になっているが、図５のベルト
４５の伸び縮みで動いていることもある。図６（イ）に
示すＢにおける衝突の反発および図４のモータ４１の正
規回転で、駆動ギア４２と伝達ギア４３は、図６（ク）
に示す状態になり、図６（ウ）に示すようにＣにおいて
相互の歯が衝突する。このＢ，Ｃにおける２回の衝突音
が連続的に発生して大きな音となる。このようなギアの
歯の衝突に関しては、途中のベルト４５あるいは伝達ギ
ア４３系を増やしても、最終段で歯の衝突音が発生す
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】解決しようとする問題
点は、従来の技術では、例えばシャトル式用紙切断装置
を小型で安価な直流モータを用いた構成とする場合、負
荷に合わせてモータへの入力電圧を低くして駆動ギアの
回転速度を落さなければ、ギア間での歯の衝突音を軽減
することができず、切断速度が遅くなる点である。本発
明の目的は、これら従来技術の課題を解決し、ギア間で
の高速な回転の伝達を低騒音に行なうことが可能な回転
結合機構と、それを用いた小型で低騒音なモータ駆動ギ
ア装置、および、それを用いて小型で低価格な構成を可
能とした高速かつ低騒音なシャトル式用紙切断装置を提
供することである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の回転結合機構は、（１）第１の回転部材
（駆動ギア２）の回転軌道上に長穴２ａを、この第１の
回転部材（駆動ギア２）と同一軸（回転軸４）上で回転
する第２の回転部材（駆動板３）に第１の回転部材（駆
動ギア２）の長穴２ａに緩挿されるピン３ａを設け、こ
の第２の回転部材（駆動板３）のピン３ａと第１の回転
部材（駆動ギア２）の長穴２ａとを介して、第１の回転
部材（駆動ギア２）と第２の回転部材（駆動板３）の回
転を連動することを特徴とする。また、（２）上記
（１）に記載の回転結合機構において、ピン３ａおよび
長穴２ａは、吸音特性の高い材料からなることを特徴と
する。また、（３）本発明のモータ駆動ギア装置は、上
記（１）もしくは（２）のいずれかに記載の回転結合機
構の第１の回転部材（駆動ギア２）もしくは第２の回転
部材（駆動板３）のいずれか一方を、モータ１の回転軸
４に固定し、他方を、モータ１の回転軸４に駆動ギア２
として回転自在に設けることを特徴とする。また、
（４）本発明のシャトル式用紙切断装置は、上記（１）
もしくは（２）のいずれかに記載の回転結合機構を、カ
ッタ（カッタキャリッジ１１）が着設されたベルト９を
駆動するプーリーの回転手段（駆動プーリー８、伝達ギ
ア６）、もしくは、モータ１の回転軸４上に設けられる
駆動ギアの回転手段（駆動ギア２、駆動板３）のいずれ
か一方として用いることを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明においては、同一軸上に設
けた二つの回転部材を、それぞれ長穴とピンを介して連
結し、一方を駆動側として他方に回転力を伝達する。こ
のように、長穴とピンを介して回転力を伝達する構成と
することにより、回転力が伝達される側に連結された機
構の反作用を吸収することができる。例えば、このよう
な構成の回転結合機構を、シャトル式用紙切断装置にお
けるモータ駆動ギアに用いると、カッタを往復運動させ
るベルトの伸縮等に起因する伝達ギアとモータ駆動ギア
との間で従来発生していた相互の歯の衝突を回避でき、
騒音を低減することができる。また、ピンと長穴を、吸
音特性の高い材料で形成することにより、さらに衝突音
を抑えることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により詳細に
説明する。図１は、本発明の回転結合機構を用いたシャ
トル式用紙切断装置の本発明に係る構成の一実施例を示
す正面図および上面図である。本実施例は、回転結合機
構をシャトル式用紙切断装置におけるモータ駆動ギア部
に設けたものである。

【００１３】本図１において、１はモータ、２は本発明
の第１の回転部材としての駆動ギア、３は本発明の第２
の回転部材としての駆動板、４はモータ１の回転軸、５
は止め輪、６は駆動ギア２の回転に連動する伝達ギア、
７は伝達ギアが回転自在に取付けられる軸、８は伝達ギ
ア６に固定された駆動プーリー、９は駆動プーリー８に
より駆動されるベルト、１０は記録紙、１１はベルト９
に固定されて移動して記録紙１０を切断するカッタキャ
リッジ、１２、１３はカッタキャリッジ１１の位置を検
知するセンサ、１４、１５はカッタキャリッジ１１を停
止させるストッパ、１６はベルト９に所定のテンション
（張力）を与える従動プーリーである。

【００１４】本実施例においては、モータ１の回転軸４
はＤカットされており、このＤカット部に固定された駆
動板３は、モータ１の回転につれて回転する。この駆動
板３は、図２における斜視実体図でその詳細を示すよう
に下側にピン３ａが突き出ている。このピン３ａは、駆
動板３と同様にモータ１の回転軸４に取付けられた駆動
ギア２の長穴２ａに係合している。駆動ギア２は、モー
タ１の回転軸４に回転自在に取付けられており、モータ
１の回転力を、駆動板３のピン３ａを長穴２ａで受けて
回転する。

【００１５】このように、本実施例においては、ピン３
ａを有する駆動板３と、長穴２ａを有する駆動ギア２に
より本発明に係る回転結合機構を構成している。駆動ギ
ア２は、図示しないカッタベースに固定された軸７に回
転可能に保持された伝達ギア４３と噛み合い、それと一
体化された駆動プーリー８がベルト９に噛んでいる。

【００１６】このような構成により、モータ１の回転
は、駆動ギア２から伝達ギア６、そして駆動プーリー８
に伝達して、ベルト９を動かし、このベルト９に付けら
れたカッタキャリッジ１１を切断方向に移動して記録紙
１０を切断する。記録紙１０の切断後、センサ１３が検
出すると、モータ１を停止させる。この時、カッタキャ
リッジ１１は、慣性により、ストッパ１５に当たって止
まる。その後、モータ１を逆回転させてカッタキャリッ
ジ１１を、ストッパ１４とセンサ１２で規制される元の
位置に戻す。

【００１７】以下、図２にその詳細構成を示した回転結
合機構を用いたシャトル式用紙切断装置の本発明に係る
動作例を、図３を用いて説明する。図３は、図１のシャ
トル式用紙切断装置における回転結合機構の本発明に係
る動作例を示す説明図である。図３（ア）は、記録紙の
切断時の状態を示し、図３（イ）は、図１に示したシャ
トル式用紙切断装置において、カッタキャリッジ１１が
ストッパ１５に当たった瞬間の状態を示し、そして、図
３（ウ）は、駆動ギア２の長穴２ａの端面が、図１にお
ける駆動板３のピン３ａを弾き飛ばした状態を示してい
る。

【００１８】ここで長穴２ａは、反発時の弾き返しでピ
ン３ａが回転する量よりも大きいものとする。従って、
ピン３ａは長穴２ａの他端に当たって衝突音を発生する
ことはなく（ギアのように反対側の歯面が当たって音を
発生することもない）、反発力の分だけ回転した後、図
１におけるモータ１の正規の回転で、図３（ア）の状態
に戻る。この時、図１に示したセンサ１３の検出からあ
る時間が経っており（従来技術で示した図６におけるＣ
よりもピンの回転量が多い分）、ゆるやかに衝突し、や
がて停止し、その後、図１におけるモータ１が逆回転し
てカッタキャリッジ１１が戻る。

【００１９】以上、図１〜図６を用いて説明したよう
に、本実施例のシャトル式用紙切断装置では、長穴２ａ
を有する駆動ギア２と、ピン３ａを有する駆動板３とに
より、回転結合機構を構成し、結合部とモータ軸の間に
ギア結合部を持たないモータ駆動ギア部としている。こ
のことにより、長穴２ａで、従来技術で発生していたカ
ッタキャリッジ１１衝突後の駆動ギア２と伝達ギア６の
それぞれの歯面の衝突（Ｂ点）を逃すと共に、Ｃ点での
衝突を遅らせることができ、駆動ギア２と伝達ギア６の
それぞれの歯面の衝突音を低減することができる。

【００２０】尚、本発明は、図１〜図６を用いて説明し
た実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲において種々変更可能である。例えば、本実施
例では、回転結合機構をシャトル式用紙切断装置に用い
た例を示したが、相互のギアの衝突音を低減させたい機
構に適用することができる。また、図１のモータ１の正
転や逆転時におけるギアの歯の衝突音を軽減するために
は、各種プラスチックメーカが推奨している吸音特性の
良い材料を使うことが有効である。また、図１において
ベルト９の弾性が高くて、カッタキャリッジ１１衝突時
の振動が大きい場合には、最終段のモータ１側にピン３
ａと長穴２ａからなる結合部を持たせるよりも、振動側
に近いところ、例えば、伝達ギア６と駆動プーリー８に
持たせた方が効果的である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、回転結合機構におい
て、駆動部のギアの回転速度を落すことなく、ギア間で
の歯の衝突音を軽減でき、低騒音で高速な回転の伝達が
可能となり、この回転結合機構を用いて、モータ駆動ギ
ア装置やシャトル式用紙切断装置を、小型で低騒音、か
つ高速な構成とすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転結合機構を用いたシャトル式用紙
切断装置の本発明に係る構成の一実施例を示す正面図お
よび上面図である。

【図２】図１における駆動ギアと駆動板の本発明に係る
詳細な構成例を示す斜視実体図である。

【図３】図１のシャトル式用紙切断装置における回転結
合機構の本発明に係る動作例を示す説明図である。

【図４】従来のシャトル式用紙切断装置の構成および動
作例を示す説明図である。

【図５】図４におけるシャトル式用紙切断装置のベルト
の伸縮動作例を示す説明図である。

【図６】図４におけるシャトル式用紙切断装置の駆動ギ
アと伝達ギアの動作例を示す説明図である。

【符号の説明】

１モータ、２：駆動ギア、２ａ：長穴、３：駆動板、３
ａ：ピン、４：回転軸、５：止め輪、６：伝達ギア、
７：軸、８：駆動プーリー、９：ベルト、１０：記録
紙、１１：カッタキャリッジ、１２，１３：センサ、１
４，１５：ストッパ、１６：従動プーリー、４０：スト
ッパ、４１：モータ、４２：駆動ギア、４３：伝達ギ
ア、４４：駆動プーリー、４５：ベルト、４６：カッタ
キャリッジ、４７：記録紙、４８，４８ａ：センサ、４
９：ストッパ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の回転部材の回転軌道上に長穴を、
   該第１の回転部材と同一軸上で回転する第２の回転部材
   に上記第１の回転部材の長穴に緩挿されるピンを設け、
   該第２の回転部材のピンと上記第１の回転部材の長穴と
   を介して、該第１の回転部材と上記第２の回転部材の回
   転を連動することを特徴とする回転結合機構。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回転結合機構におい
   て、上記ピンおよび長穴は、吸音特性の高い材料からな
   ることを特徴とする回転結合機構。
3. 【請求項３】 請求項１、もしくは、請求項２のいずれ
   かに記載の回転結合機構の第１の回転部材もしくは第２
   の回転部材のいずれか一方を、モータの回転軸に固定
   し、他方を、上記モータの回転軸に駆動ギアとして回転
   自在に設けることを特徴とするモータ駆動ギア装置。
4. 【請求項４】 モータの正逆回転により、カッタを往復
   させて用紙を切断するシャトル式用紙切断装置であっ
   て、請求項１、もしくは、請求項２のいずれかに記載の
   回転結合機構を、上記カッタが着設されたベルトを駆動
   するプーリーの回転手段、もしくは、上記モータの回転
   軸上に設けられる駆動ギアの回転手段のいずれか一方と
   して用いることを特徴とするシャトル式用紙切断装置。