(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材に樹脂被覆層を設けた２層構造のロープ本体に、芯材に樹脂被覆を設けた線状体を巻き付けてスパイラル状の凹状溝を設けた螺旋状歯付きロープにおいて、前記ロープ本体は、芯材が金属線の撚合線にして側ストランド線を１本欠落させた凹状溝を有して、金属繊維入り樹脂または金属酸化物繊維入り樹脂から成る被覆層を備え、前記ロープ本体の芯材と、その芯材に設けた樹脂被覆層と、前記線状体の樹脂被覆の各接触部において、同種材料により相互隣接接触した構造を有していることを特徴とする螺旋状歯付きロープ。
【請求項２】
ロープ本体が、オーステナイト系ステンレス鋼線の芯材と、平均繊維径＝０．４ミクロン・平均繊維長＝１５ミクロンのチタン酸カリウムウィスカ入りのポリアミド樹脂被覆層にして、線状体の樹脂被覆が可塑化またはエラストマー化されたポリアミド樹脂から成る請求項１に記載の螺旋状歯付きロープ。
【請求項３】
ロープ本体の芯材の撚合線の撚り方向と、線状体の巻き付け方向が相互に逆方向の組合せから成る請求項１または請求項２のいずれかに記載の螺旋状歯付きロープ。
【請求項４】
ロープ本体と線状体の樹脂被覆の色調が、白・黒の明度対比構成から成る請求項１〜請求項３のいずれかに記載の螺旋状歯付きロープ。
【請求項５】
原動駆動用ハスバ歯車と、ロープ本体の樹脂被覆層または線状体の樹脂被覆の色調が、白・黒の明度対比構成から成る請求項１〜請求項４のいずれかに記載の螺旋状歯付きロープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばプリンターのキャリッジやスキャナーの画像読取装置において、可動部材を高精度かつ静音で移動させるのに用いる「螺旋状歯付きロープ」に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
螺旋状歯付きロープは、特許文献１に示す公知例があり、「芯材のワイヤロープに樹脂被覆を設けたロープ本体の外周に、芯材に樹脂被覆を設けた線状体を巻き付けた螺旋条を備えた螺旋状歯付きロープ」において「該ワイヤロープの長手方向に連続するスパイラル状の凹状溝を設け、その凹状溝を樹脂被覆のアンカー部と成す構造」や「ワイヤロープの外周に硬質微粒子物の吸着層を設け、その吸着層の外周に樹脂被覆を設ける構造」または「前記凹状溝に硬質微粒子物を充填した構造」を特徴としている。
【０００３】
【特許文献１】
特許第３２６３３８７号公報（請求項、図１、図２）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記画像読取装置に用いる螺旋状歯付きロープは、その螺旋状歯を原動側のハスバ歯車に噛み合せて従動側として機能して作動・停止する構造のため、その螺旋状歯がハスバ歯車による急速始動・急速停止等の大なる外力を受けてロープ本体に伝達する作動力伝達プロセスとなる。
【０００５】
しかし、特許文献１のものは、前記の大なる伝達力によって相互接合面に滑り応力・剪断応力を生ずる「ロープ本体と螺旋状歯の樹脂被覆の相対材質の吟味」と「螺旋状歯による外力を自己の樹脂被覆を介して芯材のワイヤロープに伝達するロープ本体のワイヤロープと樹脂被覆の相対材質の吟味」が成されていないので、それ等の間の「外力による相対滑り・相対移動」を生じて従動側の可動部材を作動させるロープ本体の作動量精度不良による停止位置バラツキをもたらす不具合があり、この停止位置バラツキによる画像読取装置の従動作動部材の停止バラツキを生じて画像読取精度を損う難点がある。
【０００６】
本発明は、以上の従来技術の難点を解消する螺旋状歯付きロープを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の技術課題を解決する本発明の螺旋状歯付きロープは「芯材に樹脂被覆層を設けた２層構造のロープ本体に、芯材に樹脂被覆を設けた線状体を巻き付けてスパイラル状の凹状溝を設けた螺旋状歯付きロープにおいて、前記ロープ本体は、芯材が金属線の撚合線にして側ストランド線を１本欠落させた凹状溝を有して、金属繊維入り樹脂または金属酸化物繊維入り樹脂から成る被覆層を備え、前記ロープ本体の芯材と、その芯材に設けた樹脂被覆層と、前記線状体の樹脂被覆の各接触部において、同種材料により相互隣接接触した構造」が特徴である。
【０００８】
即ち、前記構成の本発明の螺旋状歯付きロープは「ロープ本体の芯材と、この芯材に設けた樹脂被覆の構成成分材質」と「ロープ本体と相互接合する線条体の樹脂被覆の構成成分材質」のそれぞれの各接触部において、同種材料による相互隣接接触構造とすることによって、それ等の間の相対摩擦性の特段の向上を図る思想を特徴とするものである。
【０００９】
そして、前記基本構成の本発明の螺旋状歯付きロープは、前記の相対材質限定による同種材料構成に基づく特有作用のさらなる向上を図る技術意図から下記の態様を必要に応じて採択する。
【００１０】
即ち、「ロープ本体が、オーステナイト系ステンレス鋼線の芯材と、平均繊維径＝０．４ミクロン・平均繊維長＝１５ミクロンのチタン酸カリウムウィスカ入りのポリアミド樹脂被覆層にして、線状体の樹脂被覆が可塑化またはエラストマー化されたポリアミド樹脂から成る構造」「ロープ本体の芯材の撚合線の撚り方向と、線状体の巻き付け方向が相互に逆方向の組合せから成る構造」
【００１１】
或は「ロープ本体と線状体の樹脂被覆の色調が、白・黒の明度対比構成から成る構造」「原動駆動用ハスバ歯車と、ロープ本体の樹脂被覆層または線状体の樹脂被覆の色調が、白・黒の明度対比構成から成る構造」の態様を採択する。
【００１２】
【作用】
前記基本構成の本発明の螺旋状歯付きロープは、外力伝達介体となるロープ本体と螺旋条の樹脂被覆が相互に同種材料構成のため、相互に接着一体化する樹脂被覆相互の接着性と摩擦係数が特段に向上する。そして、ロープ本体は、芯材のワイヤロープと自己の樹脂被覆の構成成分が同種材料構成のため、接合するワイヤロープと樹脂被覆間の摩擦係数が特段に向上する。
【００１３】
即ち、一般に相接する面間の摩擦抵抗は、真実接触部に生ずる凝着結合を剪断するのに必要な力と考えられ、例えば硬軟材質の接触部においては剪断力の弱い軟材質内で剪断が生ずる。以上の摩擦メカニズムにおいて、本発明の螺旋状歯付きロープの前記の同種材料構成は、材質差による剪断力の差が極めて少く、かつ、相互材質の均質性から接触界面で強い凝着が発生し、これ等から前記の摩擦係数の特段の向上を可能に成し、それ等間の相対滑り相対移動を有効に防止する。
【００１４】
従って、原動側のハスバ歯車による受動外力によって可動部材を急速始動・急速停止させる螺旋状歯付きロープの可動精度を一段と安定し向上することができる。以上の主たる特有作用がある。
【００１５】
【発明の実施の態様】
まず、本発明１実施形態の螺旋状歯付きロープ１（以下、単に歯付きロープ１という）を図１を参照して説明する。
【００１６】
即ち、芯材のワイヤロープ４に樹脂被覆５Ａを設けたロープ本体２の外周に、芯材の線材６に樹脂被覆５Ｂを設けた線状体３をスパイラル状に巻き付けて成る螺旋条Ｓを備えた歯付きロープ１において、ロープ本体２はオーステナイト系ステンレス材線の撚合にして側ストランド線７を１本（７本撚りの側ストランド線７の１本）欠落させてスパイラル状の凹条溝８を外周に有するワイヤロープ４を芯材と成し、この凹条溝８を埋め込んでワイヤロープ４の外周を包み込む「金属繊維入り樹脂または金属酸化物繊維入り樹脂のポリアミド（１２Ｎ）から成る樹脂被覆５Ａ」を有している。
【００１７】
そして、螺旋条Ｓを構成する線状体３は同じくオーステナイト系ステンレス材の芯材の線材６に「エラストマー化したポリアミド（１２Ｎ）から成る樹脂被覆５Ｂ」を備え、この歯付きロープ１は「ロープ本体２の樹脂被覆５Ａと線状体３の樹脂被覆５Ｂ」と「ロープ本体２のワイヤロープ４と樹脂被覆５Ａ」の相対材質がそれぞれ同種材料に限定設定されている。
【００１８】
そして、このロープ本体２と螺旋条Ｓは歯付きロープ１のロープ中心線９に対する「側ストランド線７の撚り方向」と「螺旋条Ｓのロープ本体２に対する巻き付け方向」が相互に逆方向に組合せ設定され、そのロープ本体２と螺旋条Ｓはイソシアネート系接着剤によって相互接着されている。
【００１９】
なお、この実施形態の寸法諸元は「ワイヤロープ４は撚り構成が６×７（７本の撚り線が６束）にして直径＝約０．３６粍、樹脂被覆５Ａの直径＝約０．４５粍、螺旋条Ｓのピッチ＝約２．０２粍、線状体３の直径＝約０．４粍、螺旋条Ｓのスパイラル角＝約４５°」である。
【００２０】
なお、前記の樹脂被覆に用いるポリアミドエラストマーは柔軟ポリアミド樹脂を意味し、可塑剤で可塑化させたポリアミドと、ハードセグメント・ソフトセグメントから成るポリアミドエラストマーの両者を含むものを意味する。そして、具体的には、可塑化ポリアミドとしては「ダイセル株式会社製の商品名ダイアミドＬ２１２１」「ポリアミドエラストマーとしては同じくダイアミドＥ５５−Ｓ３・Ｘ４４４２」を用いる。
【００２１】
以上の図１実施形態の歯付きロープ１は段落００１２・００１３に示す特有作用があり、この特有作用によって前記の技術課題を解決することができる。即ち,ハスバ歯車Ｈによる作動力を螺旋条Ｓを介して受動するロープ本体２は、ロープ長方向の引張り応力を生ずるので、ワイヤロープ４と樹脂被覆５Ａの特段の係着強度と、樹脂被覆５Ａの特段の引張り強度が必要になる。
【００２２】
このケースにおいてロープ本体２が「金属材質のワイヤロープ４と樹脂被覆５Ａの成分の金属繊維との摩擦形態」に構成されているので、摩擦係数が増大して両者の係着力を向上すると共に、樹脂被覆５Ａの金属繊維は繊維物による特有の相互干渉作用（粒子物には存在しない）等によって引張り荷重を特段に向上（金属繊維が入っていない同一条件の粒状物のものの約１．６倍）することができる。
【００２３】
そして、ロープ本体２の樹脂被覆５Ａと螺旋条Ｓを成す線状体３の樹脂被覆５Ｂの樹脂成分が同種材料設定のため、相互接着する接着剤が相互接合する樹脂被覆５Ａ・５Ｂの相互に均等に拡散し、樹脂被覆相互の材質差によって生ずる接着後の内部応力発生が極めて少なる固有接着形態を構成して極めて強固な接着形態を呈し、その上同種材料による摩擦係数増大作用が存在する。
【００２４】
従って、ハスバ歯車Ｈの原動荷重による「螺旋条Ｓと樹脂被覆５Ａを剥離させようとする応力」に充分に耐えて、螺旋条Ｓと樹脂被覆５Ａの相対形状・螺旋条Ｓのピッチ等の安定を図り、円滑にして精確な外力伝達作用を安定させる。
【００２５】
さらに、この実施形態の歯付きロープ１は、ロープ本体２のワイヤロープ４の撚り方向と螺旋条Ｓの巻き付け方向が相互に逆方向の構成を有するので下記の特有作用がある。
【００２６】
即ち（表１参照）前記実施形態と同一条件のロープ本体２と線状体３の組合せの歯付きロープ１において、ロープ本体２の撚合方向と線状体３の巻き付け方向を相互逆にした図１実施形態の歯付きロープ１Ａと、線状体３の巻き付け方向をロープ本体２の撚合方向を同一にした歯付きロープ１Ｂを、定長にして「上端固定して下端に負荷荷重を与えて垂設セットして、対比実験した歯付きロープ１Ａ・１Ｂのロープ中心に対する回転角θ」は歯付きロープ１Ａが歯付きロープ１Ｂの概ね６０％にして特段に少となる。
【００２７】
【表１】
0003643105.tif 000002
【００２８】
以上の対比実験結果は歯付きロープ１Ａが画像読取装置に用いられたとき、原動側のハスバ歯車Ｈの駆動力によってロープ長手方向に張力を受けたときの歯付きロープ１Ａのロープ本体２の撚り戻し回転角が小となることを意味する。
【００２９】
従って、前記回転角θが大となる場合に存在する「ワイヤロープ４の長手方向の荷重によって螺旋条Ｓとハスバ歯車Ｈの整合性が変動して、ハスバ歯車Ｈとの噛み合い時の圧力角の変化をもたらしてロープ本体２の作動精度を阻害し、さらにハスバ歯車Ｈの機能欠点のワイヤロープ４の軸方向力を助長して歯付きロープの停止位置のバラツキを生じて画像ムラをもたらす」不良現象が、前記回転角θの少なる固有特性の歯付きロープ１Ａでは極めて少く、前記停止精度の特段の向上ができる。
【００３０】
続いて、本発明の他の実施形態を説明する。即ち、本発明の歯付きロープ１Ａのロープ本体２の樹脂被覆５Ａの金属繊維入り樹脂または金属酸化物繊維入り樹脂の１態様として「タングステン・グラファイト・炭化珪素または窒化珪素の各ウィスカ」を用いる。
【００３１】
そして、そのウィスカとしてはチタン酸カリウムウィスカが好ましく、例えば平均繊維径＝０．４ミクロン、平均繊維長＝１５ミクロン、アスペクト比３７．５の単結晶繊維（例えば、大塚化学株式会社製の商品名ティスモＤ）を用いる。
【００３２】
以上のウィスカを用いた樹脂被覆５Ａのものは下記の特有作用がある。即ち、前記チタン酸カリウムウィスカは繊維状であることから「粒子によるアブレシブ摩耗が繰返し発生すると、樹脂から粒子が脱落して接触界面で「ころがり摩耗」形態となり易く、この粒子部分が起点となって応力集中して樹脂被覆の亀裂・剥離を招来させる不良現象」が、単結晶繊維相互干渉作用によって防止解消できる。
【００３３】
さらに、前記例示の微細繊維であることから、ワイヤロープ４のミニサイズの凹条溝８への充填が充分にして的確にできる。そして、ポリアミド（１２Ｎ）に前記例示のウィスカを混合することによって駆動側のハスバ歯車Ｈとの耐摩耗性が向上すると共に、ハスバ歯車Ｈによる「ロープ本体２の抗張力と螺旋条Ｓの圧縮抗力」等の機械的性質が向上し、さらに線膨張係数を特段に小（約１／５に低減）にして、加熱押出成形細径の歯付きロープ１の寸法安定性を向上することができる。
【００３４】
そして、前記チタン酸カリウムウィスカは、芯材のワイヤロープ４のステンレス材より軟質であることから、芯材を傷つけることがなく、かつ、押出成形時のスクリュー損傷を防止する。以上の特有作用がある。
【００３５】
続いて、他の実施形態を説明する。まずウィスカを用いる前記実施形態において、当該ウィスカをシラン系・チタネート系（ポリアミド１２Ｎのときはアミノシラン系）のカップリング剤を用いて表面処理を施す。
【００３６】
以上の表面処理態様のものは熱可塑性樹脂との「濡れ性」を向上させ、樹脂材への分離性・相溶性が向上する。
【００３７】
次に、前記明度比対比構成の態様のものは、白色針状結晶の前記ウィスカの調色容易性を活用した意匠性の向上態様にして「図１に示すロープ本体２の樹脂被覆５Ａと線条体３の樹脂被覆５Ｂの相対色調」または「ハスバ歯車Ｈとロープ本体２の樹脂被覆５Ａの相対色調」或は「ハスバ歯車Ｈと線状体３の樹脂被覆５Ｂの相対色調」を有彩色による公知の「補色対比構成」または白・黒等の無彩色による公知の「明度対比構成」に設定する。
【００３８】
この補色対比・明度対比構成のものは、それによる意匠機能によって歯付きロープ１Ａ・ハスバ歯車Ｈの噛み合い連動状態の視認チェックが的確にできる。
【００３９】
そして、樹脂被覆がポリアミド樹脂の態様のものは、螺旋条Ｓを形成する線状体３がステンレス鋼線（直径＝０．１１粍）の芯材にポリアミドエラストマーの樹脂被覆５Ｂを設け、ポリアミドエラストマーの弾性特性によってハスバ歯車Ｈとの噛み合い連動音の静音性と面接触性の向上を図る形態に設定する。
【００４０】
なお、前記ポリアミドエラストマーは、ハードセグメントに結晶性ポリアミド（１２Ｎ）、ソフトセグメントに非結晶ポリエーテルポリエステルを用いたブロック共重合体のことを意味する。
【００４１】
この態様のものは複写機駆動装置として用いたとき、樹脂被覆５Ｂの弾縮性と滑り性によってトナーの落下・噛み込み等による歯車損傷を防止して駆動装置の機能維持を図る特有作用が期待できる。なお、線状体３はハスバ歯車Ｈによる圧縮応力を受けるのみで特別の引張り強度は不要であることから、前記ポリアミドエラストマーで充分に耐用機能できる。
【００４２】
なお、本発明の螺旋状歯付きロープは前記の実施形態に限定されず、ロープ本体２・線状体３の芯線は他の材質・形態であっても良く樹脂被覆５Ａ・５Ｂの樹脂材質は、前記例示以外のものにして前記基本構成要件に概念上包含されるものも対象になる。そして、ロープ本体２は円形断面以外の「例えば同一断面積の円形より周長が大の角形断面形状」にして強固結合を図る形態にすることがある。
【００４３】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明の螺旋状歯付きロープは、原動側のハスバ歯車によって可動部材を始動・停止させる従動用ロープとして用いたとき、その可動部材の停止位置精度が特段に向上するので、例えば画像読取装置の画像読取性能が特段に向上安定する有用な効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明１実施形態の螺旋状歯付きロープを示し、（Ａ）はその使用状態の部分正面図、（Ｂ）はその横断面図
【符号の説明】
１  螺旋状歯付きロープ
２  ロープ本体
３  線状体
４  ワイヤロープ
５Ａ  樹脂被覆
５Ｂ  樹脂被覆
６  線材
７  側ストランド線
８  凹条溝
Ｈ  ハスバ歯車
Ｓ  螺旋条
【図１】
0003643105.tif 000003