(57)【要約】【課題】  モータ駆動時の振動や騒音を低減すること。【解決手段】  駆動モータ（６）と、前記駆動モータ（６）のモータ軸（８）に支持され且つ、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２のヘリカルギア（９）により構成された駆動ギア（９）を備えたことを特徴とする駆動装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動モータと、前記駆動モータのモータ軸に支持され且つ、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２のヘリカルギアにより構成された駆動ギアを備えたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
モータケーシングと、前記モータケーシングに支持されたスリーブ軸受と、前記スリーブ軸受に回転可能に支持された前記モータ軸と、前記モータケーシングに固定支持されたステータと、前記ステータにより前記モータ軸と一体的に回転駆動されるロータと、を有する前記駆動モータを備えたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記モータ軸に装着され且つ、前記モータ軸が軸方向に移動した時に前記モータケーシングに固定支持された部材と接触する軸装着部材を備えたことを特徴とする請求項２記載の駆動装置。
【請求項４】
モータ支持部材に直接前記駆動モータが支持されたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置等で使用可能な駆動装置に関し、特に、駆動モータのモータ軸に固定支持されたヘリカルギア（はすば歯車）を有する駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置等の電子機器で使用可能な従来の駆動装置において、駆動モータのモータ軸に固着される駆動ギアとして、様々なギア（歯車）が使用されている。前記駆動ギアとして、平歯車を使用する場合も考えられるが、通常は、はすば歯車（ヘリカルギア）を使用する場合が多い。駆動ギアとして平歯車を使用すると、駆動ギアに噛合う被駆動ギアとの間の噛合い音（騒音）がはすば歯車を使用する場合に比べて大きいので、はすば歯車を使用することが多いものと考えられる。
【０００３】
従来の駆動装置では、現在一般的に、ねじれ角（ギアの円筒面とギア歯の歯スジとの成す角）βが１５°または２０°のはすば歯車が使用されている。前記ねじれ角βは、理論的には任意の角度に設定可能であるが、現実には、はすばの加工のしやすさの観点から、１５°または２０°のはすば歯車しか使用されていないものと考えられる。
【０００４】
また、前記はすば歯車のねじれ角を調整する技術として、下記の従来技術（Ｊ01）、（Ｊ02）が従来公知である。
（Ｊ01）特許文献１（特開平９−８０８４０号公報）記載の技術
特許文献１には、駆動ギア（ドラム駆動ギア１０８）のねじれ角α１を、被駆動ギア（ドラムギア１９）のねじれ角α、駆動ギア軸１５５の軸心の変位量（傾斜角）δ１に対して、α１＝α＋δ１に設定することにより、軸心の変位量δ１による駆動ギアと被駆動ギアとの噛合いねじれ角のずれを解消し、画像形成状のピッチムラを抑える技術が記載されている。また、特許文献１には、前記ねじれ角αとして２２°が例示されている。
【０００５】
（Ｊ02）特許文献２（特開２００４−１５６７４６号公報）記載の技術
特許文献２には、ねじれ角（β）を調節することにより、回転駆動時に、ねじれ角（β）に応じて駆動軸（３）の軸方向（スラスト方向）に作用するスラスト力（Ｆｓ）によって、スラスト方向に摺動自在に支承された従動ギア（５）と駆動ギア（１）とのギア歯の歯面どうしを押さえつける力を作用させて、歯面どうしの飛びはねを防止し、噛合い周期での回転ムラを低減する技術が記載されている。即ち、特許文献２には、スラスト方向に従動ギア（５）を摺動させ且つ所定の押さえつけ力を作用させるスラスト力を発生させるために、ねじれ角を設定する技術が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−８０８４０号公報（段落番号「００４０」〜「００５６」、第７図〜第１１図）
【特許文献２】特開２００４−１５６７４６号公報（段落番号「００１９」〜「００２６」、第１図〜第３図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
（従来技術の問題点）
前記従来技術（Ｊ01）、（Ｊ02）を含む従来の駆動装置では、はすば歯車のねじれ角βにより、モータ駆動時に、駆動ギアの噛合い部に軸方向（スラスト方向）の分力が作用する。このため、スラスト方向の分力がモータ軸に作用し、モータ軸が軸方向に振動し、騒音が発生することがある。
このため、従来の駆動装置では、板金等のモータ支持フレームに駆動モータを固定する際に、ゴム等の弾性部材により構成されたダンパー（防振部材）を介して固定し、ダンパーでモータの振動等を吸収していた。従来の駆動装置では、前記ダンパーにより振動や騒音を吸収できていたので、駆動装置自体の振動や騒音を抑えることは考えられていなかった。しかしながら、前記ダンパー等の防振部材を使用しても十分防振、防音ができない場合もある上に、前記ダンパーを使用するとコストが上昇し、ダンパー用のスペースにより小型化に不向きであるという問題がある。
【０００８】
本発明は、前述の事情に鑑み、次の記載内容（Ｏ01），（Ｏ02）を技術的課題とする。
（Ｏ01）モータ駆動時の振動や騒音を低減すること。
（Ｏ02）駆動装置のコストを抑え、小型化すること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（本発明）
次に、前記課題を解決した本発明を説明するが、本発明の要素には、後述の実施の形態の具体例（実施例）の要素との対応を容易にするため、実施例の要素の符号をカッコで囲んだものを付記する。また、本発明を後述の実施例の符号と対応させて説明する理由は、本発明の理解を容易にするためであり、本発明の範囲を実施例に限定するためではない。
【００１０】
（第１発明）
前記技術的課題を解決するために、第１発明の駆動装置は、駆動モータ（６）と、前記駆動モータ（６）のモータ軸（８）に支持され且つ、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２のヘリカルギア（９）により構成された駆動ギア（９）を備えたことを特徴とする。
【００１１】
（第１発明の作用）
前記構成要件を備えた第１発明の駆動装置では、前記駆動モータ（６）のモータ軸（８）に支持された駆動ギア（９）は、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２のヘリカルギア（９）により構成されている。したがって、第１発明の駆動装置は、モータ駆動時の騒音を低減でき、ダンパー等を省略することもできる。
【００１２】
（第１発明の形態１）
第１発明の形態１の駆動装置は、前記第１発明において、モータケーシング（２０）と、前記モータケーシング（２０）に支持されたスリーブ軸受（３３，３４）と、前記スリーブ軸受（３３，３４）に回転可能に支持された前記モータ軸（８）と、前記モータケーシング（２０）に固定支持されたステータ（２２）と、前記ステータ（２２）により前記モータ軸（８）と一体的に回転駆動されるロータ（４１）と、を有する前記駆動モータ（６）を備えたことを特徴とする。
【００１３】
（第１発明の形態１の作用）
前記構成要件を備えた第１発明の形態１の駆動装置では、モータ軸（８）は、モータケーシング（２０）に支持されたスリーブ軸受（３３，３４）に回転可能に支持されている。したがって、第１発明の形態１の駆動装置では、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２のヘリカルギア（９）により駆動ギア（９）が構成されているので、モータ駆動時に、モータ軸（８）の軸方向の力が作用して、スリーブ軸受（３３，３４）の部分やその近傍で発生する騒音を低減できる。
【００１４】
（第１発明の形態２）
第１発明の形態２の駆動装置は、前記第１発明または第１発明の形態１において、前記モータ軸（８）に装着され且つ、前記モータ軸（８）が軸方向に移動した時に前記モータケーシング（２０）に固定支持された部材（３３，３４）と接触する軸装着部材（４４，４７）を備えたことを特徴とする。
【００１５】
（第１発明の形態２の作用）
前記構成要件を備えた第１発明の形態２の駆動装置では、前記モータ軸（８）に装着された軸装着部材（４４，４７）は、前記モータ軸（８）が軸方向に移動した時に前記モータケーシング（２０）に固定支持された部材（３３，３４）と接触する。したがって、第１発明の形態２の駆動装置は、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２のヘリカルギア（９）により駆動ギア（９）が構成されているので、モータケーシング（２０）に固定支持された部材（３３，３４）と軸装着部材（４４，４７）とが接触する際の騒音を低減できる。
【００１６】
（第１発明の形態３）
第１発明の形態３の駆動装置は、前記第１発明、第１発明の形態１、２の何れかにおいて、モータ支持部材（２）に直接前記駆動モータ（６）が支持されたことを特徴とする。
（第１発明の形態３）
前記構成要件を備えた第１発明の形態３の駆動装置では、前記駆動モータ（６）は、モータ支持部材（２）に直接支持されている。したがって、第１発明の形態３の駆動装置は、ダンパー等の防振部材を介さずに、駆動モータ（６）がモータ支持部材（２）に支持されているので、コストを低減でき、小型化できる。
【発明の効果】
【００１７】
前述の本発明は、下記の効果（Ｅ01），（Ｅ02）を奏する。
（Ｅ01）モータ駆動時の振動や騒音を低減することができる。
（Ｅ02）駆動装置のコストを抑え、小型化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に図面を参照しながら、本発明の実施の形態の具体例（実施例）を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とし、矢印Ｘ，−Ｘ，Ｙ，−Ｙ，Ｚ，−Ｚで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
【実施例１】
【００１９】
図１は本発明の実施例１の駆動装置の斜視説明図である。
図１において、実施例１の駆動装置１は、モータ支持フレーム（モータ支持部材）２と、前記モータ支持フレーム２に対向して配置された対向フレーム３とを有する。前記モータ支持フレーム２は、ＦＡＸ，プリンタ、複写機等の画像形成装置の内部に固定するための固定部２ａを有している。前記対向フレーム３はモータ支持フレーム２側に延びる複数の連結アーム４、４を有しており、前記連結アーム４、４の先端部がモータ支持フレーム２にネジ止めされている。
【００２０】
前記モータ支持フレーム２には、駆動モータ６がネジ７により固定支持されている。なお、実施例１駆動モータ６は、ゴム等のダンパーを介さずに直接モータ支持フレーム２に支持されている。また、実施例１の駆動モータ６は、ブラシレスＤＣモータにより構成されている。
前記駆動モータ６のモータ軸８の先端には、駆動ギアとしてのヘリカルギア（はすば歯車）９が固定支持されている。実施例１のヘリカルギア９は、ねじれ角βが８°（即ち、ｔａｎβ＝０．１４）に設定されている。
図１において、前記モータ支持フレーム２と対向フレーム３との間には、駆動ギア９に噛合う被駆動ギア１１のギア軸１２が支持されている。前記ギア軸１２には、回転伝達ギア１３が支持されている。また、ギア軸１２の前方には、回転伝達ギア１３に噛合う被回転伝達ギア１４のギア軸１６が前記モータ支持フレーム２と対向フレーム３との間に支持されている。
【００２１】
図２は実施例１の駆動装置の駆動モータの部分断面図である。
図２において、駆動モータ６は、モータケーシング２０を有している。モータケーシング２０は、円筒状のケーシング本体２１を有している。前記ケーシング本体２１の内面には、ステータ２２が支持されている。前記ステータ２２は、複数のステータコア２３（図２には１つのみ記載）を有しており、前記ステータコア２３にはコイル２４が巻付けられている。前記ステータコア２３とコイル２４との間は、碍子２６により絶縁されている。
【００２２】
図２において、前記ケーシング本体２１の左端（−Ｙ端）及び右端（＋Ｙ端）には、それぞれ円板状のカバー３１、３２が装着されている。各カバー３１、３２の内周部には、軸受支持部３１ａ、３２ａが形成されており、前記軸受支持部３１ａ、３２ａには、前記モータ軸８を回転可能に支持する軸受３３、３４が支持されている。実施例１の軸受３３、３４は、スリーブ軸受（全周軸受）により構成されている。
前記左側のカバー３１には、モータ支持フレーム２に支持される際にネジ７が螺合するネジ孔３１ｂが形成されている。
【００２３】
前記右側のカバー３２の上端部には、ブッシュ装着部３２ｂが形成されており、ブッシュ装着部３２ｂにはブッシュ３６が装着されている。前記コイル２４に電流を伝達するハーネス３９は、前記ブッシュ３６を貫通してカバー３２の外部に導出されている。前記ハーネス３９の先端部には、画像形成装置のコントローラに電気的に接続するためのコネクタ３９ａが設けられている。
前記ケーシング本体２１、カバー３１、３２等によりモータケーシング２０が構成されている。
【００２４】
前記軸受３３、３４に回転可能に支持されたモータ軸８の軸方向中央部には、ロータ４１が固定支持されている。前記ロータ４１は、断面略コの字形のロータ本体４２と、前記ロータ本体４２に支持され且つ前記ステータコア２３に対向して配置された磁石４３とを有する。前記ロータ本体４２の左端面（−Ｙ端面）と左側の軸受３３との間のモータ軸８には、ワッシャ（軸装着部材）４４が装着されている。
また、前記モータ軸８の後端部には、モータ軸８の軸方向の位置決めを行うためのストッパ４６が固定支持されている。前記ストッパ４６の右端面（＋Ｙ端面）と右側の軸受３４との間のモータ軸８には、ワッシャ（軸装着部材）４７が装着されている。なお、実施例１のワッシャ４４、４７は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）により構成されている。
【００２５】
（実施例１の作用）
図３は駆動ギアに作用する力の作用説明図である。
前記構成を備えた実施例１の駆動装置１では、駆動モータ６の駆動時に、駆動ギア９が回転し、被駆動ギア１１が回転する。図３において、駆動ギア９が回転すると、駆動ギア９の被駆動ギア１１との噛合部５１において、被駆動ギア１１に対して歯スジＬに垂直な方向の力Ｆを作用させ、駆動ギア９にはその反力Ｆｈが作用する。実施例１の駆動ギア９は、ねじれ角βを有するヘリカルギアにより構成されているので、図３に示すように、駆動ギア９に作用する反力Ｆｈの接線方向の分力Ｆｕ（＝Ｆｈ×ｃｏｓβ）だけでなく、スラスト方向（モータ軸８の軸方向）の分力Ｆｓ（＝Ｆｈ×ｓｉｎβ）が作用する。
【００２６】
したがって、前記スラスト方向分力Ｆｓにより、モータ軸８は軸方向に力を受ける。このため、モータ軸８等のガタにより、モータ軸８が軸方向に移動し、軸受３３とワッシャ４４、ワッシャ４４とロータ本体４２、ストッパ４６とワッシャ４７、ワッシャ４７と軸受３４等が当接（衝突）し、騒音が発生することがある。また、前記駆動ギア９が回転し、被駆動ギア１１との噛合い部５１が移動していく際に、前記スラスト方向分力Ｆｓが変動すると、モータ軸８が軸方向に振動して、騒音が発生することがある。さらに、スラスト方向分力Ｆｓにより、例えば、軸受３３とワッシャ４４との間や、ワッシャ４４とロータ本体４２との間に押圧力が作用した状態でモータ軸８が回転すると、各部材の接触面で摺接音が発生することもある。特に、実施例１の軸受３３はスリーブ軸受（スベリ軸受の１種）により構成されており、モータ駆動時に軸受３３が回転しないので、回転しない軸受３３と回転するロータ本体４２との間に挟まれたワッシャ４４の部分で摺接音が発生しやすい。この結果、前記スラスト方向分力Ｆｓにより、振動や騒音が発生することがある。
【００２７】
図４は実施例１のねじれ角と騒音値との関係を示す説明図である。
図４において、本発明者は、前記ねじれ角βが異なる複数の駆動ギアを使用して実験をした結果、ねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２の範囲で騒音値（ギア９、１１の噛合い音や衝突音、摺接音等）が極小値となることを見出した。前記騒音値の具体的な数値は、被駆動ギア１１のサイズ等により異なるが、０．１≦ｔａｎβ≦０．２、即ち、β１（＝約５．７°）≦β≦β２（＝約１１．３°）の範囲で極小値となることが分かった。
【００２８】
０．１≦ｔａｎβ≦０．２の範囲で騒音値が極小となる理由の詳細は不明であるが、ねじれ角βが小さくなりすぎると（即ち、ｔａｎβが小さくなりすぎると）、駆動ギア９が平歯車に近づくので、ギア歯の接触面の面圧が大きくなり、噛合い音が大きくなるものと考えられる。一方、ねじれ角βが大きくなると（即ち、ｔａｎβが大きくなると）、スラスト方向分力Ｆｓが大きくなるのでスラスト方向分力Ｆｓによる振動や騒音が大きくなると考えられる。したがって、実験の結果、ｔａｎβを０．１〜０．２とし、スラスト方向分力Ｆｓ（＝Ｆｕ×ｔａｎβ）が接線方向分力Ｆｕの０．１倍〜０．２倍になった場合に、騒音が極小になることがわかった。
したがって、実施例１の駆動装置１は、駆動ギア９としてねじれ角βが０．１≦ｔａｎβ≦０．２の範囲のヘリカルギア（はすば歯車）を使用しているので、振動、騒音を低減できる。また、実施例１の駆動装置１は、駆動モータ６がダンパーを介さずに直接モータ支持フレーム２に支持されているので、コストを低減でき、小型化できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
（変更例）
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例（Ｈ01）〜（Ｈ05）を下記に例示する。
（Ｈ01）本発明は、プリンタ、複写機、ＦＡＸ、複合機等の画像形成装置に限定されず、駆動モータを有する駆動装置を使用する電子機器に使用可能である。
【００３０】
（Ｈ02）前記実施例において、ダンパーを使用せずに駆動モータ６を直接モータ支持フレーム２に固定支持したが、ダンパー等の防振部材を使用することも可能であり、ダンパー等を使用することにより、更に振動、騒音を低減することができる。
（Ｈ03）前記実施例において、ねじれ角βが８°のヘリカルギアを使用したが、ねじれ角βは８°に限定されず、ねじれ角βは、０．１≦ｔａｎβ≦０．２の範囲の値に設定可能である。
【００３１】
（Ｈ04）前記実施例において、軸受３３、３４はスリーブ軸受により構成したが、スリーブ軸受に限定されず、ボールベアリング等の軸受に変更することが可能である。
（Ｈ05）前記実施例において、ワッシャ４４、４７等の各部材の材料は、実施例に例示した材料に限定されず、設計に応じて適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は本発明の実施例１の駆動装置の斜視説明図である。
【図２】図２は実施例１の駆動装置の駆動モータの部分断面図である。
【図３】図３は駆動ギアに作用する力の作用説明図である。
【図４】図４は実施例１のねじれ角と騒音値との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
６…駆動モータ、
８…モータ軸、
９…ヘリカルギア，駆動ギア、
２０…モータケーシング、
２２…ステータ、
３３，３４…スリーブ軸受、
４１…ロータ、
４４，４７…軸装着部材。
【図１】
2006050783.tif 000003
【図２】
2006050783.tif 000004
【図３】
2006050783.tif 000005
【図４】
2006050783.tif 000006