(57)【要約】【課題】回転軸の外周における一部を切り欠いて形成した開口部にストッパを形成しながらも、回転軸に掛かる力の半径方向成分に対抗することのできる歯車支持装置を得る。【解決手段】アーム部材５５に設けられた第２遊星歯車５８は入力歯車５９Ｅと噛合し、被伝達歯車６１へと回転トルクを伝達する。入力歯車５９Ｅを支持する歯車支持装置５３Ｅは、入力歯車５９Ｅの軸穴に挿通されてその回転軸を構成する軸体５３ａと、その外周における一部が切り欠かれて形成された開口部５３ｂに配置され、入力歯車５９Ｅの軸穴に係止して当該入力歯車５９Ｅを保持するストッパ５３ｃと、を備えて構成されている。軸体５３ａの外周において開口部５３ｂは、入力歯車５９Ｅが歯面に圧力を受けることによって軸体５３ａに掛かる力の半径方向成分の合力ｆｔの作用方向に対し、逆方向に配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車の軸穴に挿通されて前記歯車の回転軸を構成する軸体の外周における一部が切り欠かれて形成された開口部に、前記軸穴の周縁に係止して前記歯車を保持するストッパを備えた、前記歯車を回転可能に支持する歯車支持装置であって、
前記軸体の外周において前記開口部が、前記歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸体に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に対して離反する場所に形成されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【請求項２】
請求項１に記載の歯車支持装置において、前記開口部が、前記圧力の半径方向成分の作用方向に対して逆方向に配置されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【請求項３】
請求項１に記載の歯車支持装置において、前記歯車に複数の歯車が噛合することにより、前記軸体には向きの異なる複数の前記半径方向成分の力が作用しており、
前記開口部が、複数の前記半径方向成分の力の合力の作用方向に対して逆方向に配置されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の歯車支持装置において、前記ストッパが前記軸体と樹脂材料により一体的に形成されるとともに、前記軸穴の半径方向に対し弾性変形可能に形成されている、
ことを特徴とする歯車支持装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯車を回転可能に支持する歯車支持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
歯車を支持する支持構造は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献１記載の歯車支持構造は、歯車軸の先端中央部に縦方向にＶ字状の切欠溝を形成するとともに、先端外周縁に膨出部（係止形状）を形成する。この様に構成することで、歯車の挿嵌時には膨出部が内側に縮まって取り付けすることができるとともに、取り付け後は膨出部が弾性復帰するので歯車が抜けないように保持されることとなる。
【特許文献１】実開昭６２−１０１５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１記載の歯車支持構造の場合、膨出部の弾性変形量を大きく確保することができない為、必然的に膨出部の径方向への突出量も大きく確保することができず、このため歯車に抜脱方向の力を加えると比較的容易に抜脱してしまう虞があった。
【０００４】
そこで膨出部の径方向への突出量を大きく確保する為に、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように軸体Ａの外周における一部を切り欠いて形成した開口部Ｂに、歯車Ｄの軸穴周縁に係止して当該歯車Ｄを保持するストッパＣを形成することが考えられる。ここで、図６（Ａ）は軸体Ａ及びストッパＣの斜視図、図６（Ｂ）は軸体Ａ、ストッパＣ、歯車Ｄ、のこれらの側断面図である。
【０００５】
図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように軸体Ａの外周における一部を切り欠いて形成した開口部Ｂに、歯車Ｄの軸穴周縁に係止して当該歯車Ｄを保持するストッパＣを形成することで、ストッパＣの弾性変形量を大きく確保することができ、歯車Ｄの軸穴周縁に係止する膨出部を大きく形成することができる。尚、符号Ｃ’は、ストッパＣが歯車挿嵌時に内側に弾性変形する様子を示している。
【０００６】
しかしこの様に軸体Ａに開口部Ｂを形成すると、軸体Ａの強度が低下し、歯車Ｄに回転トルクが伝達される際に軸体Ａに掛かる力の半径方向成分により軸体Ａが変形してしまう虞がある。
【０００７】
そこで本発明はこの様な状況に鑑み成されたものであり、その目的は、回転軸の外周における一部を切り欠いて形成した開口部に、歯車の軸穴周縁に係止して当該歯車を保持するストッパを形成しながらも、回転軸に掛かる力の半径方向成分に対抗することのできる歯車支持装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る歯車支持装置は、歯車の軸穴に挿通されて前記歯車の回転軸を構成する軸体の外周における一部が切り欠かれて形成された開口部に、前記軸穴の周縁に係止して前記歯車を保持するストッパを備えた、前記歯車を回転可能に支持する歯車支持装置であって、前記軸体の外周において前記開口部が、前記歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸体に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に対して離反する場所に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
本態様によれば、歯車の回転軸を構成する軸体の外周における一部に形成された開口部が、歯車が歯面に圧力を受けることによって前記軸体に加わる前記圧力の半径方向成分の作用方向に対して離反する場所に形成されているので、軸体において開口部が形成されていない場所（即ち、強度の高い場所）により前記半径方向成分の力に対抗することができ、前記半径方向成分の力により軸体が容易に変形してしまうことを防止できる。
【００１０】
本発明の第２の態様に係る歯車支持装置は、第１の態様において、前記開口部が、前記圧力の半径方向成分の作用方向に対して逆方向に配置されている、本態様によれば、前記開口部が、前記圧力の半径方向成分の作用方向に対して逆方向に配置されているので、前記半径方向成分の力に対して確実に対抗することができる。
【００１１】
本発明の第３の態様に係る歯車支持装置は、第１の態様において、前記歯車に複数の歯車が噛合することにより、前記軸体には向きの異なる複数の前記半径方向成分の力が作用しており、前記開口部が、複数の前記半径方向成分の力の合力の作用方向に対して逆方向に配置されていることを特徴とする。本態様によれば、軸体に向きの異なる複数の力が掛かる構成において、その合力の作用方向に対し前記開口部が逆方向に配置されているので、前記合力に対して確実に対抗することができる。
【００１２】
本発明の第４の態様に係る歯車支持装置は、第１から第３の態様のいずれかにおいて、前記ストッパが前記軸体と樹脂材料により一体的に形成されるとともに、前記軸穴の半径方向に対し弾性変形可能に形成されていることを特徴とする。本態様によれば、歯車支持装置を構造簡単にして低コストに構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図１乃至図５を参照しつつ本発明の一実施形態について説明する。図１は本発明に係る歯車支持装置を備えた記録装置の一実施形態であるインクジェットプリンタ（以下「プリンタ」と言う）１の用紙搬送経路を示す側断面図、図２は本発明に係る歯車支持装置を備えた動力伝達切換装置５０の正面図及び制御系のブロック図、図３は本発明に係る歯車支持装置５３の正面図、図４は歯車の歯面に掛かる圧力の作用方向を示す図、図５はアーム部材５５及びこれに支持される歯車の正面図である。
【００１４】
以下、図１及び図２を参照しながらプリンタ１の全体構成について概説する。プリンタ１は、装置底部に給送装置２を備え、当該給送装置２から記録用紙Ｐを１枚ずつ給送し、記録手段４においてインクジェット記録を行い、装置前方側（図１において左側）に設けられた図示しない排紙スタッカへ向けて排出される構成を備えている。
【００１５】
給送装置２は、用紙カセット１１と、ピックアップローラ１６と、ガイドローラ２０と、分離手段２１と、を備えている。複数枚の用紙Ｐを積層状態で収容可能な用紙カセット１１は、給送装置２の装置本体に対し、装置前方側から装着及び取り外し可能に構成されており、ＰＦ（用紙送り）モータ９（図２）によって回転駆動されるピックアップローラ１６は、揺動軸１８を中心に揺動する揺動部材１７に設けられ、用紙カセット１１に収容された用紙と接して回転することにより、当該最上位の用紙Ｐを用紙カセット１１から送り出す。
【００１６】
用紙カセット１１に収容された用紙先端と対向する位置には分離部材１２が設けられており、給送されるべき最上位の用紙Ｐの先端が分離部材１２に摺接しつつ下流側に進むことで、次位以降の用紙Ｐとの第１段階分離が行われる。分離部材１２の下流側には自由回転可能なガイドローラ２０が設けられ、更にその下流側には、分離ローラ２２と駆動ローラ２３とを備えて構成された、用紙Ｐの第２段階分離を行う分離手段２１が設けられている。
【００１７】
分離手段２１の下流側には、ＰＦモータ９（図２）により回転駆動される駆動ローラ２６と、駆動ローラ２６との間で用紙Ｐをニップして従動回転するアシストローラ２７と、を備えて構成された第１中間送り部２５が設けられており、この第１中間送り部２５により、用紙Ｐが更に下流側へと送られる。尚、符号２９は、用紙Ｐが湾曲反転経路を通過する際の（特に用紙後端が通過する際の）通紙負荷を軽減する従動ローラを示している。
【００１８】
従動ローラ２９の下流側にはＰＦモータ９（図２）により回転駆動される駆動ローラ３２と、駆動ローラ３２との間で用紙Ｐをニップして従動回転するアシストローラ３３と、を備えて構成された第２中間送り部３１が設けられており、この第２中間送り部３１により、用紙Ｐが更に下流側へと送られる。
【００１９】
第２中間送り部３１の下流側には、記録手段４が配置されている。記録手段４は、搬送手段５と、記録ヘッド４２と、紙案内前３９と、排出手段６と、を備えている。搬送手段５は、ＰＦモータ９（図２）によって回転駆動される搬送駆動ローラ３５と、該搬送駆動ローラ３５に圧接して従動回転するよう紙案内上３７に軸支される搬送従動ローラ３６とを備えて構成され、この搬送手段５により用紙Ｐが記録ヘッド４２と対向する位置に向けて精密送りされる。
【００２０】
記録ヘッド４２はキャリッジ４０の底部に設けられ、当該キャリッジ４０は主走査方向（図１の紙面表裏方向）に延びるキャリッジガイド軸４１にガイドされながら、ＣＲ（キャリッジ）モータ８（図２）によって主走査方向に往復動する様に駆動される。記録ヘッド４２と対向する位置には紙案内前３９が設けられ、当該紙案内前３９によって、用紙Ｐと記録ヘッド４２との距離が規定されるようになっている。
【００２１】
紙案内前３９の下流側に設けられた排出手段６は、ＰＦモータ９（図２）によって回転駆動される排出駆動ローラ４４と、当該排出駆動ローラ４４に接して従動回転する排出従動ローラ４５とを備えて構成され、記録手段４によって記録の行われた用紙Ｐは、排出手段６により、装置前方側に設けられた図示を省略するスタッカへと排出される。
【００２２】
以上がプリンタ１の構成であり、以下図２〜図５を参照しながら本発明に係る歯車支持装置について説明する。  
図２に示すようにプリンタ１は動力源として２つのモータを備えており、その一つがＰＦ（用紙送り）モータ９であり、もう一つがＣＲ（キャリッジ）モータ８である。そしてこれら２つのモータは、制御装置７により制御される。
【００２３】
ＰＦモータ９は、駆動ローラ３５（搬送手段５）、駆動ローラ４４（排出手段６）、駆動ローラ３２（第２中間送り部３１）、のこれらの共通の駆動源であるとともに、動力伝達切換装置５０を介して、給送装置２、ポンプ装置（図示せず）など、プリンタ１において動力を必要とする種々の被駆動部を駆動する。尚、図２において機構Ａ〜機構Ｆはこれら複数の被駆動部を示しており、以下ではこれら機構Ａ〜機構Ｆを適宜「被駆動部」と総称することとする。
【００２４】
但し、駆動ローラ３５（搬送手段５）、駆動ローラ４４（排出手段６）、駆動ローラ３２（第２中間送り部３１）、などの用紙搬送経路に設けられるローラは、動力伝達切換装置を介さずにＰＦモータ９と一対一で連結されており、ＰＦモータ９が回転すると、それに応じて常に回転するようになっている。
【００２５】
そして動力伝達切換装置５０は、駆動ローラ３５を動力軸とし、この駆動ローラ３５を介してＰＦモータ９の回転トルクを受け、被駆動部へと回転トルクを伝達する。尚、符号５９Ａ〜５９Ｆは各被駆動部が有する入力歯車を示しており、例えば入力歯車５９Ａに回転トルクが伝達されると、機構Ａが稼働する様になっている。
【００２６】
この動力伝達切換装置５０は、駆動ローラ３５の軸線方向（図２の紙面表裏方向）にスライド変位することにより第１ポジションと第２ポジションとを切り換え可能に、且つ、駆動ローラ３５を揺動軸として揺動可能に設けられるアーム部材５５を有しており、このアーム部材５５には、第１遊星歯車５７及び第２遊星歯車５８が自由回転可能に軸支されている。
【００２７】
アーム部材５５が第１ポジションに位置するとき、第１遊星歯車５７は、駆動ローラ３５に設けられた駆動歯車５６と噛合し、且つ第２遊星歯車５８が、入力歯車５９Ａ〜５９Ｆのいずれかと噛合し、これにより駆動ローラ３５から入力歯車５９Ａ〜５９Ｆのいずれかへと回転トルクが伝達される。
【００２８】
このアーム部材５５は、図示を省略する付勢手段により第１ポジションに向けて付勢されているが、キャリッジ係合部５５ａが前記付勢手段に抗してキャリッジ４０に押されることにより、第２ポジション（図２の紙面表方向）に切り換わる。この第２ポジションでは、第２遊星歯車５８は入力歯車５９Ａ〜５９Ｆと噛合しない段違い位置に位置決めされ、る。
【００２９】
そしてアーム部材５５は符号ａで示すように駆動ローラ３５を揺動軸として揺動可能となり、揺動することにより、第２遊星歯車５８を、複数の入力歯車５９Ａ〜５９Ｆのうちいずれか一つと噛合可能な（接続可能な）位置に位置決めする。
【００３０】
尚、入力歯車５９Ａ〜５９Ｆのそれぞれの近傍には、位置決めピン５２Ａ〜５２Ｆが設けられており、アーム部材５５が第１ポジションにあるときに、これら位置決めピン５２Ａ〜５２Ｆのいずれかがアーム部材５５に形成された穴５５ｂに入り込むようになっている。これにより、アーム部材５５の揺動動作が拘束され、第２遊星歯車５８と入力歯車５９Ａ〜５９Ｆのいずれかとの噛合状態が維持されるようになっている。
【００３１】
続いて入力歯車５９Ａ〜５９Ｆ、第１遊星歯車５７、のこれらを支持する、本発明に係る歯車支持装置５３Ａ〜５３Ｇについて説明する。尚、入力歯車５９Ａ〜５９Ｆを支持する歯車支持装置５３Ａ〜５３Ｆについては、構成が同一である為、このうち入力歯車５９Ｅを支持する歯車支持装置５３Ｅについて説明する。
【００３２】
図３において入力歯車５９Ｅを支持する歯車支持装置５３Ｅは、入力歯車５９Ｅの軸穴に挿通されてその回転軸を構成する軸体５３ａと、その外周における一部が切り欠かれて形成された開口部５３ｂに配置され、入力歯車５９Ｅの軸穴に係止して当該入力歯車５９Ｅを保持するストッパ５３ｃと、を備えて構成されている。尚、この軸体５３ａとストッパ５３ｃは、それぞれ図６（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら説明した軸体Ａ及びストッパＣに相当する構成要素であり、斜視形状は図６（Ａ）と同一であり、また断面形状は図６（Ｂ）と同一である。
【００３３】
軸体５３ａ及びストッパ５３ｃは、動力伝達切換装置５０の基体を構成するフレーム５１に樹脂材料により一体的に形成されており、これによりストッパ５３ｃが軸体５３ａの半径方向に弾性変形可能となっていて、入力歯車５９Ｅをスナップフィット式に容易に取り付け可能となっている。
【００３４】
また、この様に構成することでストッパ５３ｃの弾性変形量を大きく確保することができ、入力歯車５９Ｅの軸穴周縁に係止する係止形状を大きく形成することができ、入力歯車５９Ｅが容易に抜脱することなく確実に保持することができるようになっている。
【００３５】
ここで、軸体５３ａの外周において開口部５３ｂが、入力歯車５９Ｅが歯面に圧力を受けることによって軸体５３ａに加わる、前記圧力の半径方向成分（符号ｆ１ａ、ｆ１ｂで示す）の合力（符号ｆｔで示す）の作用方向に対し、離反する方向に配置されており、特に本実施形態では１８０°逆方向に配置されている。より具体的には、軸体５３ａの平面視において、合力ｆｔのベクトル線を軸体５３ａの軸中心から引いた際に当該ベクトル線（又はその延長線）と軸体５３ａの外周円とが交差する位置に開口部５３ｂを配置せず、前記交差位置から離れた場所に配置する。
【００３６】
以下、これを更に詳説する。図４において符号Ｔａは噛合する２つの歯車の一方側の歯（例えば、入力歯車５９Ｅの歯）を、符号Ｔｂは他方側の歯（例えば、第２遊星歯車５８の歯）を示している。また、破線（ａ）は歯面同士の接点における接線を、破線（ｂ）は歯面の接線（ａ）と直交する線（歯面の法線）を、一点鎖線（ｅ）、（ｆ）は両歯車の基準円を、実線（ｃ）は両歯車の中心線を結ぶ線（即ち、半径線）を、実線（ｄ）は基準円の接線を、符号αは圧力角を、それぞれ示している。
【００３７】
歯Ｔａが図４の左方向に変位して、歯Ｔｂを押す際に歯Ｔｂに掛かる圧力Ｆの向きは、歯面の法線（ｂ）に沿っており、この圧力Ｆは半径線（ｃ）に平行な半径方向成分ｆ１と、基準円の接線（ｄ）に平行な接線方向成分ｆ２と、に分解できる。このうち、半径方向成分ｆ１は、歯車の回転軸である軸体により受け止められる。
【００３８】
従って図３において第２遊星歯車５８が同図時計回り方向に回転して入力歯車５９Ｅに回転トルクを伝達する際、入力歯車５９Ｅの回転軸を構成する軸体５３ａには、符号ｆ１ａで示す方向の力が掛かることになる。なお、符号ｃ１は第２遊星歯車５８及び入力歯車５９Ｅの、両歯車の回転中心を結ぶ線（即ち半径線）を示しており、力ｆ１ａの向きはこの半径線ｃ１に沿っている。
【００３９】
また、入力歯車５９Ｅには被伝達歯車６１が噛合しており、入力歯車５９Ｅが被伝達歯車６１に回転トルクを伝達する際、歯面においては被伝達歯車６１からの反力を受ける。これにより軸体５３ａには、符号ｆ１ｂで示す力が掛かることになる。なお、符号ｃ２は、被伝達歯車６１及び入力歯車５９Ｅの、両歯車の回転中心を結ぶ線（半径線）を示しており、力ｆ１ｂの向きはこの半径線ｃ２に沿っている。
【００４０】
図３から明かなように力ｆ１ａと力ｆ１ｂとの成す角は１８０°より小さいので、両者の合力が、符号ｆｔで示すように軸体５３ａの半径方向に沿った向きの力として発生し、これが軸体５３ａを変形させようとする力となる。
【００４１】
ここで、軸体５３ａには開口部５３ｂが形成されており、この為軸体５３ａの強度が低下しているが、この開口部５３ｂは、合力ｆｔの作用方向に対して離反する場所に形成されており、より具体的には合力ｆｔの作用方向に対して離反する方向に形成されており、特に本実施形態では１８０°逆方向に形成されている。このため、軸体５３ａにおいて開口部５３ｂが形成されていない部位（強度の高い部位）により合力ｆｔに対抗することができ、軸体５３ａが合力ｆｔにより容易に変形してしまうことが防止されている。
【００４２】
次に、図５は３つの歯車が一直線上に配置される場合における、中間歯車の支持装置の実施形態を示すものである。図５に示すように、駆動歯車５６と、第１遊星歯車５７と、第２遊星歯車５８と、のこれらはその回転中心が直線（ｃ３）上に配置されており、中間に位置する第１遊星歯車５７を支持する支持装置５３Ｇにおいて、軸体５３ａには、駆動歯車５６から受ける力ｆ１ｃと、第２遊星歯車５８から受ける力ｆ１ｄと、が掛かることになる。
【００４３】
ここで、力ｆ１ｃ及び力ｆ１ｄはその作用方向が直線（ｃ３）に沿っており、且つ互いの向きが逆方向であるので、両者の合力は、力ｆ１ｃと力ｆ１ｄの大きさが等しい場合はゼロとなり、それ以外の場合には、力ｆ１ｃの向きに発生し、或いは力ｆ１ｄの向きに発生し、これが軸体５３ａを変形させようとする力となる。
【００４４】
従って開口部５３ｂを、力ｆ１ｃと力ｆ１ｄのいずれからも離反する場所である、直線（ｃ３）との直交方向に配置することにより、上記と同様に軸体５３ａにおいて開口部５３ｂが形成されていない部位（強度の高い部位）により力ｆ１ｃと力ｆ１ｄの合力に対抗することができ、軸体５３ａが容易に変形してしまうことを防止できる。
【００４５】
以上説明したように、軸体５３ａの外周に形成された開口部５３ｂを、軸体５３ａに掛かる力の作用方向に配置することなく、前記作用方向に対して離反する場所に配置することにより、軸強度の低下に伴う不具合を最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る歯車支持装置を備えたプリンタの側断面図。
【図２】本発明に係る歯車支持装置を備えた動力伝達切換装置の正面図及び制御系のブロック図。
【図３】本発明に係る歯車支持装置の正面図。
【図４】歯車の歯面に掛かる圧力の作用方向を示す図。
【図５】アーム部材及びこれに支持される歯車の正面図。
【図６】（Ａ）は軸体及びストッパの斜視図、（Ｂ）は軸体、ストッパ、歯車、のこれらの側断面図。
【符号の説明】
【００４７】
１  インクジェットプリンタ、３  給送装置、４  記録手段、５  搬送手段、６  排出手段、７  制御装置、８  キャリッジ（ＣＲ）モータ、９  搬送（ＰＦ）モータ、１１  用紙カセット、１２  分離部材、１６  ピックアップローラ、１７  揺動部材、１８  揺動軸、２０  従動ローラ、２１  分離手段、２２  分離ローラ、２３  駆動ローラ、２５  第１中間送り部、２６  駆動ローラ、２７  アシストローラ、２９  従動ローラ、３１  第２中間送り部、３２  駆動ローラ、３３  アシストローラ、３５  搬送駆動ローラ、３６  搬送従動ローラ、３７  紙案内上、３９  紙案内前、４０  キャリッジ、４１  キャリッジガイド軸、４２  記録ヘッド、４４  排出駆動ローラ、４５  排出従動ローラ、５０  動力伝達切換装置、５１  フレーム、５２Ａ〜５２Ｆ  位置決めピン、５３Ａ〜５３Ｇ  歯車支持装置、５３ａ  軸体、５３ｂ  開口部、５３ｃ  ストッパ、５５  アーム部材、５５ａ  キャリッジ係合部、５５ｂ  穴、５６  駆動歯車、５７  第１遊星歯車、５８  第２遊星歯車、５９Ａ〜５９Ｆ  入力歯車、６１  被伝達歯車、Ｐ  記録用紙
【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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