(57)【要約】【課題】  回転体の回転軸方向が精度よく適正方向に一致するように回転体を取り付けることができ、且つ、取り付けられた回転体の位置を調整することができるように構成された回転体支持シャフトを提供すること【解決手段】  回転体支持シャフト１は、離間して配設された第一端部１０及び第二端部２０と、長尺状に形成されるとともに一方端にて第一端部１０に接続され他方端にて第二端部２０に接続され、第一端部１０と第二端部２０とを結ぶ軸線Ｌを囲むように配列された複数の弾性棒状部材３１を有する軸部３０と、を備える。そして、軸部３０は、複数の弾性棒状部材３１の弾性力によって軸線に直交する方向に弾性変形可能であり、さらに、軸部３０が有する複数の弾性棒状部材３１は、軸線Ｌの軸方向に垂直な基準平面Ｐ内にて軸線Ｌの軸方向から見て放射方向に延設される延設部３１３を有する。【選択図】  図１
2017198300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面及び他方の端面を有し、且つ前記一方の端面から前記他方の端面を貫通する軸孔が形成されている回転体の前記軸孔に挿通されるとともに挿通された前記回転体を支持する回転体支持シャフトであって、
離間して配設された第一端部及び第二端部と、
長尺状に形成されるとともに一方端にて前記第一端部に接続され他方端にて前記第二端部に接続され、前記第一端部と前記第二端部とを結ぶ軸線を囲むように配列された複数の弾性部材を有する軸部と、を備え、
前記軸部は、前記複数の弾性部材の弾性力によって前記軸線に交差する方向に弾性変形可能であり、
前記軸部が有する前記複数の弾性部材は、前記軸線の軸方向に対して所定の角度傾いた基準面内にて前記軸線の軸方向から見て放射方向に延設される延設部を有する、
回転体支持シャフト。
【請求項２】
請求項１に記載の回転体支持シャフトにおいて、
前記所定の角度が９０°である、
回転体支持シャフト
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転体支持シャフトにおいて、
前記軸部が有する前記複数の弾性部材のそれぞれは、
一方端が前記第一端部に接続されるとともに他方端が前記延設部の内側端に接続された第一軸部と、
一方端が前記第二端部に接続されるとともに他方端が前記延設部の外側端に接続された第二軸部と、
を有し、
前記第一軸部が前記軸線に交差する方向に弾性変形可能であり、
少なくとも一つの前記弾性部材の前記第一軸部の長手方向における途中部分に、前記軸線から離れる方向に向かって突出した突起部が形成されている、
回転体支持シャフト。
【請求項４】
請求項３に記載の回転体支持シャフトにおいて、
前記基準面内における前記軸線から前記延設部の前記外側端までの長さが、前記基準面を構成する前記複数の延設部に一方の端面が係止されている回転体としてのギアの歯先円半径の半分の長さ以上であり、且つ、前記ギアの歯底円半径から前記軸線に交差する方向であって前記軸線に近づく方向への前記第一軸部の弾性変形量を差し引いた距離未満の長さである、
回転体支持シャフト。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の回転体支持シャフトにおいて、
前記第一軸部のうち、前記突起部が形成されている部分から前記第一軸部の他方端までの間の部分が、前記第一軸部の他方端に向かうにつれて、前記軸線との間の距離が短くなるように、前記軸線に対して傾斜している、
回転体支持シャフト
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の回転体支持シャフトにおいて、
前記軸部は、一方端が前記第一端部に接続されるとともに他方端が前記第二端部に接続され、且つ、前記複数の弾性部材により囲まれる空間内を挿通する中心軸部材を備える、
回転体支持シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を支持するための回転体支持シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１及び特許文献２は、ギア、プーリ等の軸孔を有する回転体を回転体支持シャフトに圧入する方法を開示する。具体的には、特許文献１は、回転体を回転体支持シャフトの側周面に形成された隆起部に圧入する方法を開示し、特許文献２は、回転体支持シャフトの先端部に回転体を圧入した後に、回転体支持シャフトの先端面に形成された凹部を、テーパピンを用いて拡径することにより、確実に回転体を回転体支持シャフトに圧入する方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２１１２０号公報
【特許文献２】特開２００９−２８７５９７号公報
【発明の概要】
【０００４】
（発明が解決しようとする課題）
圧入により回転体を回転体支持シャフトに取り付けた場合、圧入時に、回転体の回転軸方向が適正な方向からずれる虞がある。回転体の回転軸方向が適正な方向とは異なった方向に向いた状態で回転体が回転体支持シャフトに取り付けられた場合、回転体が正しく回転しない。また、回転体が正しく回転しないことによって、回転体支持シャフト及び回転体支持シャフトの周辺部品（例えば回転体支持シャフトの軸受部材等）に負荷がかかり、これらが故障する虞がある。また、圧入により回転体を回転体支持シャフトに取り付けた場合、圧入後に回転体の位置を調整することが困難である。そのため、例えば、回転体としてのギアが回転体支持シャフトに圧入された場合、圧入されたギアとそのギアに噛み合うギアと間のバックラッシやクリアランスを調整することができない。
【０００５】
そこで、本発明は、回転体の回転軸方向が精度よく適正方向に一致するように回転体を取り付けることができ、且つ、取り付けられた回転体の位置を調整することができるように構成された回転体支持シャフトを提供することを目的とする。
【０００６】
（課題を解決するための手段）
本発明は、一方の端面（Ｇ１）及び他方の端面（Ｇ２）を有し、且つ一方の端面から他方の端面を貫通する軸孔（Ｇ３）が形成されている回転体（Ｇ）の軸孔に挿通されるとともに挿通された回転体を支持する回転体支持シャフト（１）であって、離間して配設された第一端部（１０）及び第二端部（２０）と、長尺状に形成されるとともに一方端にて第一端部に接続され他方端にて第二端部に接続され、第一端部と第二端部とを結ぶ軸線（Ｌ）を囲むように配列された複数の弾性部材（３１）を有する軸部（３０）と、を備え、軸部は、複数の弾性部材の弾性力によって軸線に交差する方向に弾性変形可能であり、軸部が有する複数の弾性部材は、軸線の軸方向に対して所定の角度傾いた基準面内にて軸線の軸方向から見て放射方向に延設される延設部（３１３）を有する、回転体支持シャフトを提供する。
【０００７】
本発明によれば、回転体支持シャフトの軸部は、複数の弾性部材を備えており、複数の弾性部材が第一端部と第二端部とを結ぶ軸線を囲むように配列されている。また、複数の弾性部材が有する延設部が軸線の軸方向から見て放射状に延設されており、これらの延設部を繋ぐ面によって、軸線の軸方向に対して所定の角度傾いた基準面が規定される。従って、複数の延設部に回転体の一方の端面を係止することにより、基準面を基準として回転体を回転体支持シャフトに取り付けることができる。このようにして基準面を基準として回転体を回転体支持シャフトに取り付けることにより、回転体の回転軸方向を適正方向に一致させることができる。
【０００８】
また、軸部を構成する複数の弾性部材の弾性力によって軸部が軸線に交差する方向に弾性変形可能にされる。従って、斯かる弾性変形によって、軸線に交差する方向における回転体の取付位置を調整することができる。このため、例えば回転体がギアである場合、そのギアに噛み合うギアとのバックラッシやクリアランスを調整することができる。
【０００９】
上記所定の角度は９０°であるのがよい。また、上記基準面は、基準平面であるとよい。すなわち、複数の弾性部材は、軸線の軸方向に垂直な基準平面内にて軸線の軸方向から見て放射状に延設される延設部を有するのがよい。また、上記軸線に交差する方向は、軸線に直交する方向であると良い。すなわち、軸部は、複数の弾性部材の弾性力によって軸線に直交する方向に弾性変形可能であるとよい。
【００１０】
また、回転体支持シャフトの軸部が有する複数の弾性部材のそれぞれは、一方端（３１１ａ）が第一端部に接続されるとともに他方端（３１１ｂ）が延設部の内側端（３１３ａ）に接続された第一軸部（３１１）と、一方端（３１２ａ）が第二端部に接続されるとともに他方端（３１２ｂ）が延設部の外側端（３１３ｂ）に接続された第二軸部（３１２）と、を有するのがよい。また、第一軸部が軸線に交差する方向に弾性変形可能であるのがよい。そして、少なくとも一つの弾性部材の第一軸部の長手方向における途中部分に、軸線から離れる方向に向かって突出した突起部（３１４）が形成されているとよい。ここにおいて、延設部の内側端とは、軸線から放射方向に延びる延設部の端部のうち軸線に近い側の端部であり、延設部の外側端とは、軸線から放射方向に延びる延設部の端部のうち軸線から遠い側の端部である。また、回転体は、弾性部材の第一軸部のうち、突起部が形成されている部分と他方端（３１１ｂ）との間の部分の領域である取付領域（Ｓ）に取り付けられるとよい。また、軸線に沿った方向における取付領域の長さは、取付領域に取り付けられる回転体の幅（一方の端面と他方の端面との間の長さ）と同一か若しくはわずかに長いと良い。
【００１１】
これによれば、回転体が複数の弾性部材の第一軸部の取付領域に取り付けられたとき、複数の弾性部材の延設部により規定される基準面に回転体の一方の端面が係止されるとともに、回転体の他方の端面が、少なくとも一つの弾性部材の第一軸部に設けられた突起部に係止される。このため、回転体の両端面が係止され、これにより、回転体が軸部から抜け落ちることが防止される。
【００１２】
この場合、複数の弾性部材のそれぞれの第一軸部の長手方向における途中部分に、軸線から離れる方向に向かって突出した突起部が形成されているとよい。さらにこの場合、複数の弾性部材のそれぞれの第一軸部の長手方向における途中部分に形成される突起部は、軸線に沿った方向における同一位置に設けられているとよい。そして、回転体は、複数の弾性部材の第一軸部のうち、突起部が形成されている部分と他方端（３１１ｂ）との間の部分の領域である取付領域（Ｓ）に取り付けられるとよい。また、軸線に沿った方向における取付領域の長さは、取付領域に取り付けられる回転体の幅（一方の端面と他方の端面との間の長さ）と同一か若しくはわずかに長いと良い。
【００１３】
また、基準面内における軸線から延設部の外側端までの長さ（Ｒ３）が、基準面を構成する複数の延設部に一方の端面が係止されている回転体としてのギアの歯先円半径（Ｒ１）の半分の長さ（Ｒ４）以上であり、且つ、前記ギアの歯底円半径（Ｒ２）から前記軸線に交差する方向であって前記軸線に近づく方向への前記第一軸部の弾性変形量を差し引いた距離未満の長さであるのがよい。これによれば、軸線から複数の延設部の外側端までの長さが、延設部（基準面）に係止されるギアの歯先円半径の半分の長さ以上であるため、延設部に係止されたギアの回転軸方向を安定的に適正な方向に定めることができる。また、軸線から複数の延設部の外側端までの長さが、延設部に係止されるギアの歯底円半径（Ｒ２）から軸線に交差する方向であって軸線に近づく方向への第一軸部の弾性変形量を差し引いた距離未満の長さであるため、そのギアに噛み合うギアが基準面を構成する延設部に干渉することが防止される。
【００１４】
また、第一軸部のうち、突起部が形成されている部分から第一軸部の他方端までの間の部分（取付領域）が、第一軸部の他方端に向かうにつれて、軸線との間の距離が短くなるように、軸線に対して傾斜しているのがよい。これによれば、回転体が取り付けられる取付領域を構成する複数の第一軸部の外接円の直径が、第一軸部の他方端に向かうにつれて小さくされる。このように取付領域を構成している第一軸部が軸線に対して傾斜している場合、取付領域に取り付けられた回転体が、弾性部材の弾性力により基準面を構成する延設部に付勢される。この付勢力によって回転体の一方の端面が確実に延設部（基準面）に係止され、その結果、より確実に、回転体の回転軸方向を適正方向に一致させることができる。加えて、取付領域に取り付けられた回転体が基準面側（延設部側）に付勢されるため、回転体を挟んで基準面とは反対側に位置する突起部側への回転体の移動が阻止される。よって、回転体が突起部を乗り越えて回転体支持シャフトから抜け落ちることが、より一層効果的に防止される。
【００１５】
また、軸部は、一方端が第一端部に接続されるとともに他方端が第二端部に接続され、且つ、複数の弾性部材により囲まれる空間内を挿通する中心軸部材（３２）を備えるとよい。これによれば、軸部が中心軸部材を備えることにより、軸部の強度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る回転体支持シャフトの斜視図である。
【図２】図１とは異なる方向から本実施形態に係る回転体支持シャフトを示す斜視図である。
【図３】図１及び図２とは異なる方向から本実施形態に係る回転体支持シャフトを示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る回転体支持シャフトの正面図である。
【図５】本実施形態に係る回転体支持シャフトの上面図である。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図とを比較して示す図である。
【図７】取付領域に取り付けられるギアを、その回転中心軸を含む平面で切断した概略断面図である。
【図８】ギアが取り付けられた回転体支持シャフトの斜視図である。
【図９】図８とは異なる方向からギアが取り付けられた回転体支持シャフトを示す斜視図である。
【図１０】図８及び図９とは異なる方向からギアが取り付けられた回転体支持シャフトを示す斜視図である。
【図１１】取付領域に取り付けられるギアを、その回転中心軸を含む平面で切断した概略断面図である。
【図１２】軸線Ｌに直交する方向におけるギアの取付位置が調整される様子を示す回転体支持シャフトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図３は、本実施形態に係る回転体支持シャフト１をそれぞれ異なる方向から示す斜視図であり、図４は回転体支持シャフト１の正面図である。これらの図に示すように、本実施形態に係る回転体支持シャフト１は、第一端部１０と、第二端部２０と、軸部３０とを備える。
【００１８】
第一端部１０及び第二端部２０は、それぞれ円柱形状に形成される。また、第一端部１０及び第二端部２０は、それぞれの軸方向が一致するように、一方の端面を互いに向かい合わせた状態で、離間して配設される。離間して配設された第一端部１０と第二端部２０との間に軸部３０が設けられる。第一端部１０及び第二端部２０は、金属により形成されていてもよいし、或いは樹脂により形成されていてもよい。
【００１９】
軸部３０は、複数本（本実施形態では４本）の弾性棒状部材３１（弾性部材）及び一本の中心軸部材３２により構成される。複数本の弾性棒状部材３１は、それぞれ、長尺状に形成された細長い断面円形状の棒状部材を折り曲げることにより形成される。複数本の弾性棒状部材３１は、それぞれ、その一方端にて第一端部１０に接続され、その他方端にて第二端部２０に接続される。これらの複数本の弾性棒状部材３１が、互いに向かい合った第一端部１０の一方の端面の中心と第二端部２０の一方の端面の中心とを結ぶ軸線Ｌを軸方向に沿って囲むように、配列される。従って、第一端部１０と第二端部２０との間に、複数本の弾性棒状部材３１により囲まれた空間が形成される。
【００２０】
中心軸部材３２も弾性棒状部材３１と同様に、長尺状に形成されており、その一方端３２ａにて第一端部１０に接続され、その他方端３２ｂにて第二端部２０に接続される。この中心軸部材３２は、軸線Ｌと同軸の直線状に形成される。従って、中心軸部材３２は、複数本の弾性棒状部材３１によって囲まれた空間内に配設されることになる。換言すれば、複数本の弾性棒状部材３１は、中心軸部材３２の外周を中心軸部材３２の軸方向に沿って取り囲むように、配設される
【００２１】
複数本の弾性棒状部材３１は、本実施形態においては、それぞれ同一の形状である。弾性棒状部材３１は、第一軸部３１１と、第二軸部３１２と、延設部３１３と、突起部３１４とを有する。第一軸部３１１の一方端３１１ａが第一端部１０に接続され、第二軸部３１２の一方端３１２ａが第二端部２０に接続される。
【００２２】
延設部３１３は、軸線Ｌの軸方向から見たときに、軸線Ｌを中心として放射方向に延設される。従って、延設部３１３は、軸線Ｌに近い側の端部である内側端３１３ａと、軸線Ｌから遠い側の端部である外側端３１３ｂを有する。延設部３１３の内側端３１３ａが、第一軸部３１１の他方端３１１ｂに接続される。延設部３１３の外側端３１３ｂが、第二軸部３１２の他方端３１２ｂに接続される。図１乃至図４によく示すように、第二軸部３１２は、その他方端３１２ｂから一方端３１２ａに向かうにしたがって軸線Ｌに近づくように、軸線Ｌに対して傾斜している。
【００２３】
図５は、回転体支持シャフト１を図４の上方から見た上面図、すなわち軸線Ｌの軸方向から回転体支持シャフト１を見た図である。図５に示すように、複数本の弾性棒状部材３１がそれぞれ備える延設部３１３は、軸線Ｌを中心として放射方向に延設される。また、それぞれの延設部３１３の延長線は、軸線Ｌにて交わり、且つ、隣接する延設部３１３の延長線のなす角は、それぞれ９０°である。つまり、各延設部３１３は、軸線Ｌの回りに等間隔に放射状に配置される。
【００２４】
図４によく示すように、各延設部３１３の延設方向は、本実施形態では、軸線Ｌに直交する方向である。また、各延設部３１３は、軸線Ｌに垂直な同一平面である基準平面Ｐ内にて、軸線Ｌを中心として放射方向に延設される。つまり、複数の延設部３１３を繋ぐ面によって、軸線Ｌに垂直な面である基準平面Ｐが規定（定義）される。
【００２５】
また、図１乃至図４に示すように、各弾性棒状部材３１の第一軸部３１１の長手方向における途中部分に、突起部３１４が形成される。各突起部３１４は、軸線Ｌの軸方向における同一位置に形成され、軸線Ｌから離れる方向に向かって、すなわち軸線Ｌから見て外方に向かって突出するように形成される。この突起部３１４は、各弾性棒状部材３１の延設部３１３が第一軸部３１１から延設される方向と同一の方向に突出するように形成される。突起部３１４は、第一軸部３１１の長手方向における途中部分を押圧し、押圧部分を突出させることによって形成することができる。
【００２６】
図６は、図４のＡ−Ａ断面図とＢ−Ｂ断面図とを比較して示す図である。ここで、Ａ−Ａ断面図及びＢ−Ｂ断面図は、いずれも、複数本の弾性棒状部材３１の各第一軸部３１１のうち突起部３１４が形成されている部分と他方端３１１ｂとの間の部分（図４における取付領域Ｓ）を、軸線Ｌに垂直な平面で切断した断面を表す。さらに、Ａ−Ａ断面図は、取付領域Ｓのうち突起部３１４に最も近い部分を、軸線Ｌに垂直な平面で切断した断面を表す。Ｂ−Ｂ断面図は、取付領域Ｓのうち他方端３１１ｂにおける部分（すなわち突起部３１４から最も遠い部分）を、軸線Ｌに垂直な平面で切断した断面を表す。図６からわかるように、取付領域Ｓのうち突起部３１４に最も近い部分の断面（Ａ−Ａ断面）に表される各第一軸部３１１を外接する円（第一外接円Ｃ１）の直径Ｄ１は、他方端３１１ｂにおける部分（突起部３１４から最も遠い部分）の断面（Ｂ−Ｂ断面）に表される各第一軸部３１１を外接する円（第二外接円Ｃ２）の直径Ｄ２よりも大きい。このように、取付領域Ｓを構成する第一軸部３１１は、他方端３１１ｂに近づくにつれて軸線Ｌに近づくように、軸線Ｌに対して傾斜している。言い換えれば、取付領域Ｓは、他方端３１１ｂに近づくにつれて、各第一軸部３１１に外接する外接円の直径が小さくなるように形成される。なお、第二外接円Ｃ２の直径Ｄ２は、第一端部１０の直径よりは大きい。
【００２７】
また、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１のうち、突起部３１４が形成されている部分と他方端３１１ｂとの間の部分（取付領域Ｓ）に、回転体が取り付けられる。後述するように、本実施形態においては、回転体としてのギアが、取付領域Ｓに取り付けられる。この場合において、軸線Ｌの軸方向における取付領域Ｓの長さは、その領域に取り付けられるギアの歯幅と同じか、わずかに長い。
【００２８】
図１乃至図４に示すように、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１のうち、一方端３１１ａと突起部３１４が形成されている部分までの領域は、第一端部１０に近づくにつれて、軸線Ｌに近づくように、軸線Ｌに対して傾斜している。そして、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１の一方端３１１ａは、第一端部１０の端面に形成されている凹部に集約されるように、第一端部１０に圧入固定される。同様に、第二軸部３１２の一方端３１２ａは、第二端部２０の端面に形成されている凹部に集約されるように、第二端部２０に圧入固定される。
【００２９】
また、本実施形態において、複数本の弾性棒状部材３１及び一本の中心軸部材３２は、いずれも金属により構成される。なお、図１乃至図４においては、弾性棒状部材３１の径と中心軸部材３２の径が同じ程度であるように示されているが、中心軸部材３２の径は弾性棒状部材３１の径よりも大きくてもよい。
【００３０】
上記したように構成された回転体支持シャフト１の軸部３０は、軸線Ｌの軸方向に沿って、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１によって構成された部分と、複数本の弾性棒状部材３１の第二軸部３１２によって構成された部分と、複数本の弾性棒状部材３１の延設部３１３によって構成された部分とを備える。複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１によって構成された部分を、主軸部３０Ａと呼び、複数本の弾性棒状部材３１の第二軸部３１２によって構成された部分を接続部３０Ｂと呼び、複数本の弾性棒状部材３１の延設部３１３によって構成された部分を支持部３０Ｃと呼ぶ。従って、軸部３０を部位別に表すと、軸部３０は、主軸部３０Ａと、接続部３０Ｂと、支持部３０Ｃとを備えることになる。
【００３１】
図４に、主軸部３０Ａ、接続部３０Ｂ、及び支持部３０Ｃが示される。図４に示すように、第一端部１０側から第二端部２０側に向かって、主軸部３０Ａ、支持部３０Ｃ、接続部３０Ｂが、この順に設けられる。主軸部３０Ａは、膨らみを持った複数の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１がそれぞれ向かい合ったように配置されることにより構成される。この主軸部３０Ａに、複数本の弾性棒状部材３１に形成された突起部３１４が設けられる。また、図４からわかるように、取付領域Ｓは主軸部３０Ａに設けられる。軸線Ｌの軸方向における取付領域Ｓの一方端（図４における下端）には、延設部３１３が位置し、他方端（図４における上端）には、突起部３１４が位置する。
【００３２】
主軸部３０Ａの外周は、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１によって構成されており、軸部３０に軸線Ｌに直交する方向から荷重が作用したときに、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１のいずれかが、荷重の作用方向に撓む。すなわち、主軸部３０Ａは、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１の弾性力によって、軸線Ｌに直交する方向（或いは交差する方向）に弾性変形可能である。換言すれば、主軸部３０Ａを構成する複数の弾性棒状部材の第一軸部３１１は、軸線Ｌに直交する方向（或いは交差する方向）に弾性変形可能である。
【００３３】
上記構成の回転体支持シャフト１の取付領域Ｓに、軸孔を有するギアが取り付けられる。図７は、取付領域Ｓに取り付けられるギアＧを、その回転中心軸ＣＬを含む平面で切断した概略断面図である。図７に示すように、ギアＧは、一方の端面Ｇ１及び他方の端面Ｇ２を有する。また、ギアＧには、一方の端面Ｇ１から他方の端面Ｇ２を貫通する軸孔Ｇ３が形成されている。さらに、ギアＧの外周に歯Ｇ４が形成される。ギアＧの軸孔Ｇ３の直径Ｄ３は、第一端部１０の直径よりも大きく、且つ、上記第二内接円Ｃ２の直径Ｄ２以下である。本実施形態に係る回転体支持シャフト１は、このギアＧの軸孔Ｇ３に挿通されるとともに、ギアＧを支持する。
【００３４】
回転体支持シャフト１の取付領域ＳにギアＧを取り付ける際には、まず、回転体支持シャフト１の主軸部３０Ａの外周を構成する複数本の弾性棒状部材３１の各第一軸部３１１に、軸線Ｌに向かう方向である求心方向に力を作用させて、それぞれの第一軸部３１１を軸線Ｌに近づく方向に撓ませる。つまり、複数の第一軸部３１１を外接する外接円の直径を小さくさせる。この場合、例えば、作業者が主軸部３０Ａを握りしめることによって、第一軸部３１１の外接円の直径を小さくすることができる。これにより、主軸部３０Ａの膨らみを窄ませることができる。
【００３５】
次いで、ギアＧの軸孔Ｇ３に、第一端部１０側から主軸部３０Ａを挿通させる。この場合において、主軸部３０Ａを構成する複数の第一軸部３１１の外接円の直径が小さくされているので、ギアＧを主軸部３０Ａに挿通する際に、ギアＧの軸孔Ｇ３の内周壁が主軸部３０Ａを構成する第一軸部３１１及び突起部３１４に干渉することはない。
【００３６】
そして、ギアＧの一方の端面Ｇ１が支持部３０Ｃを構成する複数の延設部３１３に突き当てられるまでギアＧに主軸部３０Ａを挿通した後に、主軸部３０Ａの外周を構成する第一軸部３１１に作用させていた力を解除する。これにより、取付領域ＳにギアＧが取り付けられる。この場合において、上記したように、ギアＧの軸孔Ｇ３の直径Ｄ３は、第二外接円Ｃ２の直径Ｄ２よりも小さいので、取付領域Ｓに取り付けられたギアＧの軸孔Ｇ３の内周壁には、取付領域Ｓを構成する第一軸部３１１の弾性力が作用する。斯かる弾性力により、ギアＧが取付領域Ｓに固定される。
【００３７】
図８、図９、図１０は、上記のようにして主軸部３０Ａの取付領域ＳにギアＧが取り付けられている回転体支持シャフト１を様々な方向から示す斜視図である。また、図１１は、上記のようにして主軸部３０Ａの取付領域ＳにギアＧが取り付けられている回転体支持シャフト１を、軸線Ｌを含む平面で切断した断面図である。
【００３８】
主軸部３０Ａの取付領域ＳにギアＧが取り付けられた場合、図１１に示すように、ギアＧの一方の端面Ｇ１が、支持部３０Ｃを構成する複数本の弾性棒状部材３１のそれぞれの延設部３１３の図１１において上側部分に係止される。斯かる係止によってギアＧが支持されるとともに、ギアＧの一方の端面Ｇ１が、複数の延設部３１３を繋ぐ面によって規定される基準平面Ｐに沿って配置する。つまり、基準平面Ｐを基準として、ギアＧが回転体支持シャフト１に取り付けられる。このようにして基準平面Ｐを基準としてギアＧが回転体支持シャフト１に取り付けられるため、ギアＧの回転軸方向が、基準平面Ｐに垂直な方向、すなわち軸線Ｌの軸方向（適正方向）に精度良く一致する。
【００３９】
ここで、図１１に示すように、ギアＧの歯先円半径をＲ１と定義し、ギアＧの歯底円半径をＲ２と定義する。また、基準平面Ｐ内において、軸線Ｌから延設部３１３の外側端３１３ｂまでの長さ（正確に言えば、軸線Ｌから、ギアＧの一方の端面Ｇ１に接している部分における延設部３１３の外側端３１３ｂまでの長さ）をＲ３と定義する。本実施形態においては、長さＲ３が、歯先円半径Ｒ１の半分の長さ（Ｒ１／２＝Ｒ４）以上であり、且つ、歯底円半径Ｒ２から軸線Ｌに直交する方向（交差する方向）であって軸線Ｌに近づく方向への第一軸部３１１の弾性変形量を差し引いた距離未満であるように、基準平面Ｐ内における延設部３１３の長さが設定される。
【００４０】
長さＲ３が歯先円半径Ｒ１の半分の長さ以上であるので、ギアＧの一方の端面Ｇ１のうち、ギアＧの回転中心軸から径外方に向けて半分以上の領域が、延設部３１３（支持部３０Ｃ）に係止されることになる。このため、ギアＧが傾くことなく安定的に延設部３１３（支持部３０Ｃ）に支持される。その結果、ギアＧの回転軸方向を、精度よく、軸線Ｌの軸方向に一致させることができる。つまり、ギアＧの回転軸方向を、精度よく、適正な方向に一致させることができる。
【００４１】
また、軸線Ｌに沿った方向における取付領域Ｓの長さは、上述したようにギアＧの歯幅（すなわち、回転軸方向におけるギアＧの一方の端面Ｇ１と他方の端面Ｇ２との間の長さ）と同じであるか僅かに長い。従って、ギアＧが取付領域Ｓに取り付けられたとき、ギアＧの一方の端面Ｇ１が支持部３０Ｃを構成する複数の延設部３１３に係止されるとともに、ギアＧの他方の端面Ｇ２が、取付領域Ｓの端部に位置する突起部３１４に係止される。つまり、ギアＧの両端面が係止される。このため、ギアＧが取付領域Ｓから離脱すること、すなわちギアＧが回転体支持シャフト１から抜け落ちることが、防止される。
【００４２】
また、取付領域Ｓを構成する第一軸部３１１は、その他方端３１１ｂ側に向かうにつれて軸線Ｌとの間の距離が短くなるように、軸線Ｌに対して傾斜している。取付領域Ｓを構成する第一軸部３１１がこのように傾斜しているため、取付領域Ｓに取り付けられたギアＧの軸孔Ｇ３の内周壁に作用する第一軸部３１１からの弾性力は、図１１の下方、すなわち基準平面Ｐを構成する延設部３１３に向かう方向に作用する成分を含む。この成分によって、ギアＧは、基準平面Ｐを構成する延設部３１３に付勢され、斯かる付勢力によってギアＧの一方の端面Ｇ１が確実に延設部３１３（基準平面Ｐ）に係止される。その結果、より確実に、ギアＧの回転軸方向を軸線Ｌの軸方向（適正方向）に一致させることができる。加えて、取付領域Ｓに取り付けられたギアＧが基準平面Ｐ側（延設部３１３側）に付勢されるため、ギアＧを挟んで基準平面Ｐとは反対側に位置する突起部３１４側へのギアＧの移動が阻止される。よって、ギアＧが突起部３１４を乗り越えて回転体支持シャフト１から抜け落ちることが、より一層効果的に防止される。
【００４３】
回転体支持シャフト１に取り付けられたギアＧは、他のギアと噛み合い回転する。ここで、製造時或いは組み付け時における寸法のバラツキによって、ギアＧとそれに噛み合うギアとの間のバックラッシやクリアランスが適正な寸法よりも小さい場合には、ギアＧが滑らかに噛み合い回転せず、或いは十分にトルクを伝達することができない虞がある。
【００４４】
この点に関し、本実施形態に係る回転体支持シャフト１は複数本の弾性棒状部材３１を備えており、複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１により構成される主軸部３０Ａは、軸線Ｌに直交する方向に弾性変形することができる。従って、主軸部３０Ａの取付領域Ｓを構成する弾性棒状部材３１の第一軸部３１１が弾性変形することで、取付領域Ｓに取り付けられているギアＧを、軸線Ｌに直交する方向にずらすことができる。つまり、本実施形態に係る回転体支持シャフト１は、取付領域Ｓに取り付けられたギアＧの、軸線Ｌに直交する方向における位置を、調整することができる。
【００４５】
図１２は、軸線Ｌに直交する方向におけるギアＧの取付位置が調整される様子を示す回転体支持シャフト１の断面図である。図１２において、ギアＧが破線又は一点鎖線で示される。破線で示されるギアＧの回転中心軸ＣＬ１は、回転体支持シャフト１の軸線Ｌに一致している。破線で示される位置のギアＧがそれに噛み合うギアに押された場合、第一軸部３１１が弾性変形する（撓む）ことによって、ギアＧは、破線で示す位置から、一点鎖線で示す位置にずらされる。一点鎖線で示されるギアＧの回転中心軸ＣＬ２は、回転体支持シャフト１の軸線Ｌから軸線Ｌに直交する方向にオフセットされている。このようにしてギアＧの回転中心軸が軸線Ｌに直交する方向にずらされる（オフセットされる）ことによって、ギアＧとそれに噛み合うギアとの間のバックラッシ或いはクリアランスが調整される。これにより、ギア間のバックラッシやクリアランスの詰まりを解消することができる。その結果、常に最適なバックラッシ或いはクリアランスを維持した状態で、ギアＧを滑らかに噛み合い回転させることができる。なお、一点鎖線で示す位置にギアＧがずらされた場合でも、ギアＧの一方の端面Ｇ１が基準平面Ｐを構成する複数の延設部３１３に係止されているため、ギアＧの回転軸方向は軸線Ｌの軸方向に一致する。従ってこの場合、ギアＧの回転中心軸の軸方向が軸線Ｌの軸方向に一致し、且つ、ギアＧの回転中心軸が軸線Ｌから所定量オフセットされた状態で、ギアＧが回転することになる。
【００４６】
このように、本実施形態においては、回転体支持シャフト１の第一軸部３１１にバネ要素を持たせている。このため、ギアＧとそれに噛み合うギアとの間のバックラッシやクリアランスの詰まりが第一軸部３１１の弾性変形により吸収される。よって、上記したバラツキに起因したギア間のバックラッシやクリアランスの詰まりが吸収できない場合と比較して、ギアＧの滑らかな噛み合い回転を実現でき、それによりギア効率を向上させることができる。また、ギアＧが滑らかに回転するため、ギアＧの噛み合い回転時における静音化を実現できる。
【００４７】
また、上記したように回転体支持シャフト１の第一軸部３１１の弾性変形によってギアＧの取付位置が調整された結果、ギアＧとそれに噛み合うギアとの噛み合い位置も調整される。従って、ギアの噛み合い位置がその動作に大きく影響するような周辺部品、例えば、回転体支持シャフト１の軸受部材等の設計公差を従来よりも大きく設計することができ、これにより、設計の容易化を図ることができる。
【００４８】
さらに、従来では、製造時及び組み付け時のバラツキに起因したギア間のバックラッシやクリアランスの変動を見越して、ギア間の中心間距離を設定するが、本実施形態では、バックラッシやクリアランスが詰まった場合でもそれらを吸収できるため、従来の設計よりも、ギア間の中心間距離を短く設計することができる。その結果、ギアどうしの正面噛み合い率を向上させることができる。
【００４９】
また、ギアＧが噛み合い回転しているときにも、ギアＧが複数の延設部３１３により規定される基準平面Ｐに係止されているので、ギアＧが傾くことなく、すなわちギアＧの回転中心軸の軸方向が変化することなく、ギアＧを噛み合い回転させることができる。
【００５０】
また、上記したように、基準平面Ｐ内における、軸線Ｌから延設部３１３の外側端３１３ｂまでの長さＲ３が、取付領域Ｓに取り付けられるギアＧの歯底円半径Ｒ２から軸線Ｌに直交する方向であって軸線Ｌに近づく方向への第一軸部３１１（主軸部３０Ａ）の弾性変形量を差し引いた距離未満である。より詳述すれば、長さＲ３は、取付領域Ｓに取り付けられるギアＧの歯底円半径Ｒ２から、ギアＧがそれに噛み合うギアに押された場合に軸線Ｌに直交する方向であって軸線Ｌに近づく方向に最も大きく弾性変形する第一軸部３１１の弾性変形量を差し引いた距離未満である。言い換えれば、長さＲ３は、主軸部３０Ａを構成する第一軸部３１１が軸線Ｌに直交する方向に弾性変形している場合に軸線Ｌから取付領域Ｓに取り付けられているギアＧの歯底までの距離のうち最も短い距離未満である。つまり、取付領域Ｓに取り付けられているギアＧがそれに噛み合うギアに押された場合に第一軸部３１１が軸線Ｌに直交する方向に弾性変形するが、その際に軸線Ｌに近づく方向への弾性変形量（撓み量）をＸとすると、長さＲ３は、ギアＧの歯底円半径Ｒ２からＸを差し引いた長さ未満である。なお、第一軸部３１１が軸線Ｌに近づく方向に最も大きく弾性変形する位置は、ギアＧの噛み合い位置であるから、長さＲ３は、ギアＧの噛み合い位置における、軸線ＬからギアＧの歯底までの距離未満（或いは、ギアＧの噛み合い位置における、ギアＧの歯底円半径Ｒ２から第一軸部３１１の弾性変形量を差し引いた距離）ということもできる。このように長さＲ３の上限値を設定することにより、ギアＧに噛み合うギアの歯幅がギアＧの歯幅よりも大きい場合、たとえ第一軸部３１１が弾性変形した状態で取付領域Ｓに取り付けられているギアＧが噛み合い回転している場合においても、ギアＧに噛み合うギアが基準平面Ｐを構成する延設部３１３に干渉することが防止される。
【００５１】
以上のように、本実施形態に係る回転体支持シャフト１は、一方の端面Ｇ１及び他方の端面Ｇ２を有し、且つ一方の端面Ｇ１から他方の端面Ｇ２を貫通する軸孔Ｇ３が形成されているギアＧの軸孔Ｇ３に挿通されるとともにギアＧを支持する。この回転体支持シャフト１は、離間して配設された第一端部１０及び第二端部２０と、長尺状に形成されるとともに一方端にて第一端部１０に接続され他方端にて第二端部２０に接続され、第一端部１０と第二端部２０とを結ぶ軸線Ｌを囲むように配列された複数の弾性棒状部材３１を有する軸部３０と、を備える。そして、軸部３０は、複数の弾性棒状部材３１の弾性力によって軸線に直交する方向に弾性変形可能であり、さらに、軸部３０が有する複数の弾性棒状部材３１は、軸線Ｌの軸方向に垂直な基準平面Ｐ内にて軸線Ｌの軸方向から見て放射方向に延設される延設部３１３を有する。
【００５２】
本実施形態に係る回転体支持シャフト１によれば、複数の延設部３１３にギアＧの一方の端面Ｇ１を係止することにより、複数の延設部３１３を繋いだ面により規定される基準平面Ｐを基準としてギアＧが回転体支持シャフト１に取り付けられる。つまり、回転体支持シャフト１自身に、それに取り付けられるギアＧの回転軸方向を定めるための基準面が設けられている。このためギアＧの回転軸方向を適正方向に一致させることができる。
【００５３】
また、軸部３０を構成する複数本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１の弾性力によって、第一軸部３１１が軸線Ｌに交差する方向（本実施形態では直交する方向）に弾性変形可能にされる。従って、斯かる弾性変形によって、第一軸部３１１の取付領域Ｓに取り付けられたギアＧの軸方向に交差する方向（本実施形態では直交する方向）におけるギアＧの取付位置を調整することができる。このため、ギアＧとギアＧに噛み合うギアとの間のバックラッシやクリアランスを調整することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係る回転体支持シャフト１の軸部３０は、一方端３２ａが第一端部１０に接続されるとともに他方端３２ｂが第二端部２０に接続され、且つ、複数の弾性棒状部材３１により囲まれる空間内を挿通する中心軸部材３２を備える。この中心軸部材３２によって、軸部３０の強度を向上させることができる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるべきものではない。例えば、上記実施形態では、回転体支持シャフト１にギアＧを取り付ける例を示したが、本発明に係る回転体支持シャフトは、ギア以外の回転体を支持することもできる。また、上記実施形態では、延設部３１３により規定される基準平面Ｐが軸線Ｌに直交する平面である例を示したが、延設部３１３により規定される基準平面は、軸線Ｌから所定角度傾斜している平面であってもよい。また、上記実施形態では、延設部３１３により規定される基準面が平面である例を示したが、回転体の端面が曲面であるような場合、基準面は回転体の端面に合致するような曲面形状であってもよい。さらに、上記実施形態では、弾性棒状部材３１の断面が円形である例を示したが、断面が円形以外の形状である弾性棒状部材を用いても良い。さらに、上記実施形態では、複数本の弾性棒状部材３１の数が４本である例を示したが、２本でも３本でもよく、また、５本以上でもよい。さらに、複数本の弾性棒状部材３１の弾性力を、弾性棒状部材３１ごとに変化させてもよい。さらに、上記実施形態では、複数本の弾性棒状部材３１のそれぞれの第一軸部３１１の途中部分に、突起部３１４が形成されている例を示したが、少なくとも一本の弾性棒状部材３１の第一軸部３１１の途中部分に突起部３１４が形成されていればよい。また、上記実施形態では、第一端部１０と第二端部２０との間に中心軸部材３２を設けた例を示したが、中心軸部材３２を省略してもよい。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、変形可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…回転体支持シャフト、１０…第一端部、２０…第二端部、３０…軸部、３０Ａ…主軸部、３０Ｂ…接続部、３０Ｃ…支持部、３１…弾性棒状部材（弾性部材）、３１１…第一軸部、３１１ａ…一方端、３１１ｂ…他方端、３１２…第二軸部、３１２ａ…一方端、３１２ｂ…他方端、３１３…延設部、３１３ａ…内側端、３１３ｂ…外側端、３１４…突起部、３２…中心軸部材、３２ａ…一方端、３２ｂ…他方端、Ｇ…ギア（回転体）、Ｇ１…一方の端面、Ｇ２…他方の端面、Ｇ３…軸孔、Ｐ…基準平面、Ｒ１…歯先円半径、Ｒ２…歯底円半径、Ｒ３…軸線Ｌから延設部３１３の外側端３１３ｂまでの長さ、Ｓ…取付領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2017198300.tif 000009
【図８】
2017198300.tif 000010
【図９】
2017198300.tif 000011
【図１０】
2017198300.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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