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JP2004183784A - Rotating member for power transmission, power transmitting device, rotational driving device, and image forming part driving device for image forming apparatus - Google Patents

Rotating member for power transmission, power transmitting device, rotational driving device, and image forming part driving device for image forming apparatus Download PDF

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JP2004183784A
JP2004183784A JP2002351525A JP2002351525A JP2004183784A JP 2004183784 A JP2004183784 A JP 2004183784A JP 2002351525 A JP2002351525 A JP 2002351525A JP 2002351525 A JP2002351525 A JP 2002351525A JP 2004183784 A JP2004183784 A JP 2004183784A
Authority
JP
Japan
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rotation
power transmission
friction member
friction
transmission device
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002351525A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Imamura
正 今村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nidec Drive Technology Corp
Original Assignee
Nidec Shimpo Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nidec Shimpo Corp filed Critical Nidec Shimpo Corp
Priority to JP2002351525A priority Critical patent/JP2004183784A/en
Publication of JP2004183784A publication Critical patent/JP2004183784A/en
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  • Friction Gearing (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively achieve high accuracy in components and assembling without particularly needing the machining of high accuracy, to suppress the variation in rotation. <P>SOLUTION: This device is provided with an input shaft 13 to which the rotation of a motor 1 is input, a reduction gear 2 for decelerating the rotation of the input shaft 14, and an output shaft 24 for outputting the rotation from the reduction gear 2. The reduction gear 2 has a solar roller 20, an internal ring 21 and a planetary roller 22. The planetary roller 22 has a rolling bearing 30 composed of an inner ring 30a, an outer ring 30b and a plurality of rolling elements 30c, and a frictional member 31. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達用回転部材、特に、入力されたモータの回転を摩擦接触により伝達して出力する動力伝達装置に用いられる動力伝達装置用回転部材に関する。
また、本発明は、動力伝達装置、特に入力されたモータの回転を摩擦接触により伝達し、変速して出力する動力伝達装置に関する。
【0002】
さらに本発明は、回転駆動装置、特に、複写機の感光体ドラム等を回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御するための回転駆動装置に関する。
加えて、本発明は、前述の回転駆動装置を用いた画像形成装置の画像形成部駆動装置に関する。
【0003】
【従来の技術】
複写機等の画像形成装置や印刷機械等においては、感光体ドラムやフィルムの送りのためのローラを高精度で回転するための回転駆動装置が必要となる。従来のこの種の装置は、モータと、モータの回転を減速する遊星方式の減速装置とを備えている。そして、遊星方式の減速装置としては、歯車式の減速装置と、トラクションすなわち摩擦伝達方式による減速装置とがあり、それぞれ、太陽車、インタナルリング、遊星車及びキャリアを有している。
【0004】
トラクション方式の減速装置では、太陽車、インタナルリング及び遊星車をそれぞれ互いに圧接することによってトルクを摩擦伝達するような構成となっている。そして、太陽車、インタナルリング及び遊星車はそれぞれ主に鉄系材料により製作されている。
このようなトラクション方式の減速装置において、特に遊星車の支持構造として、従来、実公昭63−23643号公報に示されるような構造が採用されている。ここでは、キャリアに支持された支持軸に対して1対の転がり軸受あるいはブッシュを装着し、この転がり軸受等を介して遊星車を回転自在に支持するようにしている。
【0005】
【特許文献1】
実公昭63−23643号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来のトラクション方式の減速装置では、遊星車等を支持するために転がり軸受等を用いている。このため、このような構造を軽負荷の動力伝達装置に用いる場合、負荷の割には構造が複雑で大型化してしまうという問題がある。また、軸受を介さずに遊星車等を支持する構造も採用されているが、この場合は、潤滑の問題や加工精度の問題を解消するための工夫が必要になる。
【0007】
さらに、トラクション方式の減速装置では、各摩擦車を高精度に加工する必要があり、所望の精度を得るために加工コストが高くなるという問題がある。
本発明の課題は、主に小型で安価な構成の動力伝達装置を提供できるようにすることにある。
本発明の別の課題は、特に高精度の加工を必要とすることなく、高い部品精度が得られるようにして、回転変動を抑えることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る動力伝達用回転部材は、入力されたモータの回転を摩擦接触により伝達して出力する動力伝達装置に用いられ、支持軸に支持される動力伝達用回転部材であり、転がり軸受と摩擦部材とを備えている。転がり軸受は、支持軸に固定された内輪と、内輪の外周に内輪と同軸でかつ相対回転自在に配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置された複数の転動体とからなる。また、摩擦部材は、外輪の外周に装着され、回転を伝達する側の部材に摩擦接触する。
【0009】
ここでは、転がり軸受の内輪が支持軸に支持され、外輪が摩擦部材を介して回転を伝達する側の部材に摩擦接触する。したがって、例えばこの動力伝達用回転部材を遊星機構の遊星車として用いた場合、従来構造の軸受そのもの及びその外周に設けられた摩擦部材のみで遊星車を実現でき、構成が簡単になる。しかも、転がり軸受は市販されているものを流用でき、さらに高精度加工を必要とする鉄系材料を周囲に設けていないことから市販されている転がり軸受の高い精度がそのまま活用できるので、安価で高精度の遊星車等の回転伝達部材を実現できる。
【0010】
請求項2に係る動力伝達用回転部材は、請求項1の回転部材において、摩擦部材は摩擦係数が0.1以上である。
この場合は、摩擦部材の摩擦係数が比較的大きいので、摩擦伝達部の押し付け力を比較的小さくでき、動力伝達装置内部の強度設計が容易に実現できる。
請求項3に係る動力伝達用回転部材は、請求項1又は2の回転部材において、摩擦部材は弾性を有する環状部材であり、摩擦部材の自由状態での内径は外輪の外径よりも小さい。
【0011】
この場合は摩擦部材が伸張状態で転がり軸受の外輪に装着されることとなり、摩擦部材の波打ち現象を抑えて回転変動をより抑えることができる。
請求項4に係る動力伝達用回転部材は、請求項1又は2の回転部材において、摩擦部材は外輪の外周に外輪と一体的に形成されている。
この場合は、摩擦部材が、例えば外輪にコーティング、あるいはモールド成形等によって一体的に形成されており、製造、組み付けが容易になり、また取り扱いも容易になる。
【0012】
請求項5に係る動力伝達装置は、入力されたモータの回転を変速して出力する装置であって、モータの回転が入力される入力軸と、入力軸の回転を変速する変速機構と、変速機構からの回転を出力する出力軸とを備えている。そして、変速機構は、1つ以上の摩擦伝達部を有し、入力軸の回転を摩擦伝達部により伝達して出力軸に変速して出力する機構である。そしてさらに、摩擦伝達部は、転がり軸受と、被伝達部材と、摩擦部材とを有している。転がり軸受は、支持軸に固定された内輪と、内輪の外周に内輪と同軸でかつ相対回転自在に配置された外輪と、内輪と外輪との間に配置された複数の転動体とからなる。被伝達部材は転がり軸受の外輪の回転が伝達される。摩擦部材は転がり軸受と被伝達部材との少なくともいずれか一方の接触面に設けられている。
【0013】
この装置では、モータからの回転が入力軸に入力され、この入力された回転は変速機構により変速されて出力軸に出力される。変速機構では、摩擦伝達部によって回転が伝達される。より詳しくは、転がり軸受の外輪と被伝達部材との間で摩擦部材を介して回転が伝達される。
ここでは、動力伝達部材の摩擦伝達部が転がり軸受と摩擦部材とによって構成されているので、簡単かつ安価に高精度の摩擦伝達部を実現でき、回転変動の少ない動力伝達装置が得られる。
【0014】
請求項6に係る動力伝達装置は、請求項5の装置において、摩擦部材は転がり軸受の外周面に設けられている。
この場合は、摩擦部材の取り付けが容易になる。
請求項7に係る動力伝達装置は、請求項6の装置において、摩擦部材は転がり軸受の外周面に装着された環状の部材である。
【0015】
この場合は、各種の摩擦部材を転がり軸受の外周面に装着して、仕様に応じた適切な摩擦係数の摩擦部材を容易に選択することができる。
請求項8に係る動力伝達装置は、請求項7の装置において、摩擦部材は弾性を有する環状部材であり、摩擦部材の自由状態での内径は外輪の外径よりも小さい。
【0016】
ここでは、前記同様に、摩擦部材が伸張状態で転がり軸受の外輪に装着されることとなり、摩擦部材の波打ち現象を抑えて回転変動をより抑えることができる。
請求項9に係る動力伝達装置は、請求項5の装置において、摩擦部材は被伝達部材の接触面に設けられている。
【0017】
ここでは、例えば、3個以上からなる複数の遊星車と1つのインタナルリングとを含む遊星機構に摩擦伝達部を設ける場合、被伝達部材としてのインタナルリングと太陽車に摩擦部材を設けることにより、複数の遊星車のそれぞれに摩擦部材を設ける場合に比較して部品点数が少なくなる。
請求項10に係る動力伝達装置は、請求項6又は9の装置において、摩擦部材は外輪又は被伝達部材の接触面に外輪又は被伝達部材と一体的に形成されている。
【0018】
この場合は、前記同様に、摩擦部材が、例えばコーティング、あるいはモールド成形等によって外輪又は被伝達部材と一体的に形成されており、製造、組み付けが容易になり、また取り扱いも容易になる。
請求項11に係る動力伝達装置は、請求項5の装置において、変速機構は、入力軸に設けられた太陽車と、出力軸に固定されたキャリアとを有している。また、転がり軸受は、キャリアに支持されるとともに、摩擦部材を介して太陽車に摩擦接触し、被伝達部材は、回転不能で、転がり軸受と摩擦部材を介して内周面が摩擦接触するインタナルリングである。
【0019】
ここでは、変速機構が、遊星機構を有しており、その遊星車として転がり軸受及び摩擦部材が用いられている。この場合も、前記同様に、簡単かつ安価に精度の高い遊星機構が実現でき、回転変動のより少ない装置が実現できる。
請求項12に係る動力伝達装置は、請求項11の装置において、インタナルリングは、回転の法線方向には弾性を有し、接線方向には摩擦接触により弾性変形が不能な剛性を有する部材で構成されている。
【0020】
この場合、インタナルリングの動力伝達軌道面は、遊星車との接点に沿った形になるので、変速機構の回転精度は、インタナルリングの要素を除いた、遊星車とキャリア部の精度により決定づけられるので、構成上都合がよい。
また、遊星車で決定される軌道面より内径を小さくしたインタナルリングで構成すれば、インタナルリングの弾性変形によって摩擦伝動のための押し付け力を発生することも可能となる。
【0021】
請求項13に係る動力伝達装置は、請求項5の装置において、変速機構は、入力軸の回転が伝達される入力車と、出力軸に回転を伝達する出力車とをさらに有し、転がり軸受は、摩擦部材を外周面に有し、入力車及び出力車のそれぞれの外周面との間で摩擦部材を介して回転を摩擦伝達する。
請求項14に係る動力伝達装置は、請求項5の装置において、変速機構は、入力軸の回転が伝達される入力車と、外周部に筒状部を有し出力軸に回転を伝達する出力車とをさらに有し、転がり軸受は、摩擦部材を外周面に有し、入力車の外周面及び出力車の筒状部内周面との間で摩擦部材を介して回転を伝達する。
【0022】
請求項15に係る回転駆動装置は、被動装置を回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御するための回転駆動装置であって、回転駆動源としてのモータと、請求項5から14のいずれかに記載の動力伝達装置と、動力伝達装置の出力回転速度を検出するための速度検出機構と、速度検出機構の検出結果に基づいてモータの回転制御を行う回転制御手段とを備えている。
【0023】
この装置では、モータの回転が動力伝達装置に入力され、変速されて出力される。動力伝達装置の出力回転速度は速度検出機構によって検出されており、この検出結果に基づいてモータの回転が制御される。
ここでは、請求項5から14のいずれかに記載の動力伝達装置によって回転を伝達しているので、回転変動を抑えることができ、このため回転制御が容易になり、高い精度で所望の回転にすることができる。
【0024】
請求項16に係る画像形成装置の画像形成駆動装置は、画像形成装置の画像形成部に設けられた回転体を駆動するための装置であって、画像形成部に対応して設けられ、回転体に連結された請求項15に記載の回転駆動装置を備えている。
画像形成装置の中でも、例えば、4連タンデム式のカラーコピー機などでは、4色用の画像形成部のそれぞれを駆動するための駆動装置が必要となる。そして、各画像形成部を駆動するための装置には、回転ムラによる色ムラや色ズレを防止するために、回転速度を高い精度で制御できることが望まれる。
【0025】
そこで、この請求項16に係る装置では、請求項15に記載された回転駆動装置を、各画像形成部の感光体ドラム等の回転体を駆動するために用いている。ここでは、前述のように、安価な製造コストで高精度の回転速度を得ることができ、高品質の画像を得ることができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
[第1実施形態]
図1は本発明の第1実施形態による回転駆動装置を示したものである。
図1に示された回転駆動装置は、モータ1と、モータ1からの回転を減速して出力する遊星方式のトラクション減速装置(動力伝達装置)2と、減速装置2の出力回転速度を検出するための速度検出機構3とを備えている。またこの回転駆動装置は、速度検出機構3からの出力が入力されるコントローラ4と、コントローラ4からの制御信号に従ってモータ1の回転速度を制御するドライブ装置5とをさらに有している。
【0027】
モータ1は、カップ状のロータハブ10と、ロータハブ10内壁に固定されたロータマグネット11と、中心部に配置されたブラケット12と、ロータマグネット11とブラケット12との間に配置されたコイル13と、回転軸14とを有している。そして、ブラケット12は、筒状の軸受ホルダ部15と、軸受ホルダ部15の出力側端部(図1において左端部)に径方向外方に広がるように延びて形成されたモータフランジ16とを有している。回転軸14は軸受ホルダ部15の内周部に1対のボールベアリング等の軸受17,18を介して回転自在に支持されている。また、回転軸14の先端は減速装置2内に進入して減速装置2の入力部である太陽ローラ20を構成している。減速装置2側の軸受17の外輪には、両軸受17,18に予圧を与えるためのバネ19が設けられている。
【0028】
減速装置2は、高速で回転しているモータ1の回転数を所望の回転速度に、例えば1回転/秒というように減速するものであり、太陽ローラ20と、インタナルリング21と、複数(本実施形態では3個であるが、図では2個のみが表れている)の遊星ローラ22と、複数の遊星ローラ22を支持するキャリア23と、出力軸24とを有している。そして、太陽ローラ20、インタナルリング21、複数の遊星ローラ22及びキャリア23はハウジング25内に収納されている。ハウジング25のモータと逆側の端面には出力軸24が貫通する孔が形成されており、出力軸24は1対の軸受26,27を介してハウジング25に回転自在に支持されている。なお、インタナルリング21はハウジング25の一部にハウジング25と一体で形成されている。
【0029】
遊星ローラ22は、ロッド28によりキャリア23に対して片持ちで回転自在に支持されており、図2に拡大して示すように、転がり軸受30と、太陽ローラ20及びインタナルリング21に摩擦接触する摩擦部材31とを有している。
本実施形態で使用される転がり軸受30は、市販のシールドタイプ(グリス充填型)のボールベアリングであり、ロッド28に圧入された内輪30aと、内輪30aの外周に内輪30aと同軸に配置された外輪30bと、内輪30aと外輪30bとの間に配置された複数の転動体30cとを有している。そして、内輪30aと外輪30bとの間に充填されたグリスが漏れ出るのを防止するためにシール部が両側に設けられている。
【0030】
摩擦部材31は、BR,NBR,SBR,ウレタンゴム,または熱可塑性エラストマ等により環状に形成された弾性を有する部材であり、転がり軸受30の外輪30bの外周に所定の幅にわたって装着されている。そして、太陽ローラ20及びインタナルリング21に対する摩擦係数は0.1以上となるように設定されている。また、この摩擦部材31は、自由状態(非装着状態)における内径が、転がり軸受30の外輪30bの外径よりも小さく形成されている。したがって、この摩擦部材31を外輪30bの外周に装着する場合は、伸張状態で装着することになり、これにより、摩擦部材31の波打ち現象を抑えることができる。また、この摩擦部材31は、外輪30bの外周に接着剤を用いずに固定することもできるが、接着剤を使用して強固に固定するようにしてもよい。さらに、摩擦部材31は、別部材として装着するのではなく、外輪30bの外周にコーティングしたり、あるいは樹脂モールド成形により一体的に形成しても良い。
【0031】
キャリア23は、リング状の部材であり、中心部の孔には出力軸24が挿入されて互いに相対回転不能に固定されている。なお、キャリア23と出力軸24とは一体に形成することも可能である。
速度検出機構3は、詳細は本願出願人に係る出願である特開2002−078290号に開示されており、キャリア23の側面に固定されたパルス円板35と、投光器及び受光器を含む光検出器36とを有している。このような構成により、キャリア23、すなわち出力軸24の回転速度が検出され、検出結果はコントローラ4に送られる。
【0032】
コントローラ4は、CPU等で構成されたモータ駆動信号を出力できる制御回路であり、光検出器36からの検出出力に基づいて、出力回転速度が所望の設定値になるようにモータ駆動信号を出力する回路である。また、ドライバ装置5は、コントローラ4からのモータ駆動信号に基づいてモータ1を駆動するための装置である。
【0033】
次に動作について説明する。
モータ1を駆動することによって回転軸14が回転すると、この回転は減速装置2に入力される。この回転は、太陽ローラ20、遊星ローラ22及びインタナルリング21のそれぞれの外径、内径によって決まる減速比によって減速され、キャリア23及び出力軸24を介して出力される。
【0034】
このとき、キャリア23の側面に固定されたパルス円板35及び光検出器36によってキャリア23の回転速度がパルス信号として検出され、このパルス信号はコントローラ4に入力される。コントローラ4では、光検出器36により得られた回転速度検出パルスと基準パルスとの位相差が検出され、この位相差がなくなるようなモータ駆動信号がドライブ装置5に入力される。そして、ドライブ装置5からの駆動信号によってモータ1の回転速度が増減される。
【0035】
このようなフィードバック制御によって、減速装置2の出力回転速度が所望の設定速度になるようにモータ1の回転速度が制御される。
この装置では、遊星ローラ22を、転がり軸受30と摩擦部材31とで構成している。また、転がり軸受30をグリス充填型としている。したがって、従来装置において必要であったトラクションオイルが不要となる。そして、トラクションオイルが不要となるので、シール部材やシール部材が摺接する相手部材のシール面の高精度の加工が不要となる。また、転がり軸受30は高精度に形成されているので、非常に高い加工精度、組み付け精度を容易に得ることができ、また汎用性の高い市販品を利用できるので安価であり、高精度で回転変動の少ない機構を安価に実現できる。また、遊星ローラを樹脂等により形成する場合に比較して、高い強度を確保することが可能となる。
【0036】
[第1実施形態の変形例]
(a)前記第1実施形態では、転がり軸受30の外輪30bに摩擦部材31を装着するようにしたが、太陽ローラ20の外周摩擦面及びインタナルリング21の内周摩擦面に摩擦部材31を設け、遊星ローラ22を転がり軸受30のみによって構成するようにしても良い。
【0037】
(b)前記第1実施形態では、インタナルリング21をハウジング25と一体で形成したが、インタナルリング21をハウジング25とは別部材で構成しても良い。この場合の例を、図3及び図4に示す。図3はインタナルリング40(又は40’)を組み込んだ場合の正面図であり、図4はインタナルリング40,40’を単独で示す図である。
【0038】
図4(a)に示すように、この例で用いられるインタナルリング40は、円環状の本体40aと、本体40aから軸方向に延びて形成された複数の取付脚部40bとを有している(図4では、取付脚部が4つのものを例示)。取付脚部40bは、円周方向に等間隔で形成されており、その先端部がハウジング25に固定されている。なお、インタナルリングの他の例として、図4(b)に示すような形状でもよい。この図4(b)に示されたインタナルリング40’は、取付脚部40b’が、円環状の本体40a’の両側に軸方向に沿って延びて形成されており、各取付脚部40b’がそれぞれハウジング25に固定されている。したがって、インタナルリング40,40’はハウジング25に対して相対回転不能となっている。
【0039】
以上の構成において、インタナルリング40,40’は、回転の法線方向には弾性を有し、接線方向には摩擦接触により弾性変形が不能な剛性を有するバネ鋼等の部材で構成されている。
[第2実施形態]
図5に本発明の第2実施形態を示す。
【0040】
この実施形態の装置は、いわゆる親子方式の外接型減速装置であり、モータ1と、減速装置50と、減速装置50の出力回転速度を検出するための速度検出機構3と、コントローラ4と、ドライブ装置5とを有している。モータ1、速度検出機構3、コントローラ4及びドライブ装置5の構成については前記第1実施形態と同様である。
【0041】
減速装置50は、モータ1の回転を減速して出力する機構であり、円筒形状のハウジング51と、ハウジング51の中心部に1対の軸受52,53によって回転自在に支持された出力軸54と、出力軸54に固定された出力車55と、中間車56とを有している。
モータ1はハウジング51の側面に固定されており、その回転軸14が減速装置50の内部に延びている。出力車55は、中央部にボス部55aを有する円板状の部材であり、外周部には円筒部55bが形成されている。そして、ボス部55aが出力軸54に固定され、また円筒部55bがモータ1の回転軸14に対向するように配置されている。
【0042】
中間車56は、回転軸14と出力車55の円筒部55b外周面との間に配置されており、ハウジング51に支持された支持ロッド57に支持されている。この中間車56の構成は、前記第1実施形態の遊星ローラ22の構成と全く同様であり、内輪30a、外輪30b及び転動体30cからなる転がり軸受30と、外輪30bの外周に固定された摩擦部材31とから構成されている。そして、摩擦部材31が、回転軸14の外周面と出力車55の円筒部55bの外周面に摩擦接触している。
【0043】
このような構成の装置では、モータ1の回転は回転軸14及び中間車56を介して出力車55に伝達され、さらに出力軸54に伝達される。また、出力車(出力軸)55の回転速度は速度検出機構3によって検出され、前記第1実施形態同様に、コントローラ4及びドライブ装置5によって回転速度がフィードバック制御される。ここでは、中間車56が転がり軸受によって構成されているので、回転速度の変動を抑えることができ、出力軸54の回転速度を高い精度で所望の回転速度に制御することができる。
【0044】
なお、この実施形態においても、中間車56を転がり軸受のみによって構成し、回転軸14の外周面及び出力車55の円筒部55b外周面に摩擦部材を設けてもよい。
[第3実施形態]
図6に本発明の第3実施形態を示す。
【0045】
この実施形態の装置は、いわゆる親子方式の内接型減速装置であり、モータ1と、減速装置60と、減速装置60の出力回転速度を検出するための速度検出機構3と、コントローラ4と、ドライブ装置5とを有している。モータ1、速度検出機構3,コントローラ4及びドライブ装置5の構成については前記第1実施形態と同様である。
【0046】
減速装置60は、モータ1の回転を減速して出力する機構であり、円筒形状のハウジング61と、ハウジング61の中心部に1対の軸受62,63によって回転自在に支持された出力軸64と、出力軸64に固定された出力車65と、中間車66とを有している。
モータ1はハウジング61の側面に固定されており、その回転軸14が減速装置60の内部に延びている。出力車65は、中央部にボス部65aを有する円板状の部材であり、外周部には円筒部65bが形成されている。そして、ボス部65aが出力軸64に固定され、また円筒部65bの内部にモータ1の回転軸14が挿入されるように配置されている。
【0047】
中間車66は、回転軸14と出力車65の円筒部65bの内周面との間に配置されており、ハウジング61に支持された支持ロッド67に支持されている。この中間車66の構成は、前記第1実施形態の遊星ローラ22の構成と全く同様であり、内輪30a、外輪30b及び転動体30cからなる転がり軸受30と、外輪30bの外周に固定された摩擦部材31とから構成されている。そして、摩擦部材31が、回転軸14の外周面と出力車65の円筒部65bの内周面とに摩擦接触している。
【0048】
このような構成の装置では、モータ1の回転は回転軸14及び中間車66を介して出力車65に伝達され、さらに出力軸64に伝達される。また、出力車(出力軸)65の回転速度は速度検出機構3によって検出され、前記第1実施形態同様に、コントローラ4及びドライブ装置5によって回転速度がフィードバック制御される。ここでは、中間車66が転がり軸受によって構成されているので、回転速度の変動を抑えることができ、出力軸64の回転速度を高い精度で所望の回転速度に制御することができる。
【0049】
なお、この実施形態においても、中間車66を転がり軸受のみによって構成し、回転軸14の外周面及び出力車65の円筒部65b内周面に摩擦部材を設けてもよい。
[画像形成装置]
図7に、前記各実施形態による回転駆動装置が採用された画像形成装置の概略構成を示す。この画像形成装置100は、4色の未定着可視像に記録シートを多重転写した後にこれを定着するいわゆる4連タンデムタイプのフルカラー画像形成装置であって、シート搬送路に沿って配置された各色(B,C,M,Y)用の画像形成部102A〜102Dを有している。画像形成部102A〜102Dは、それぞれ、像担持体としての感光体ドラム104A〜104D、現像器105A〜105D、ブレード、帯電デバイス、光学系デバイスなどを有している。画像形成部102A〜102Dの下方には転写ベルト103が配置されている。転写ベルト103は、転写シートを感光各ドラム104A〜104Dによるトナー像の転写位置まで搬送するための装置である。転写ベルト103の上部は、各感光体ドラム104A〜104Dの下面に当接している。画像形成装置の別の実施形態として、一旦転写ベルト上に合成された各色画像を最終的に記録シートに転写するものもある。
【0050】
以上のような画像形成装置100において、前述の回転駆動装置は、各感光体ドラム104A〜104Dを駆動するために用いられる。前述の回転駆動装置をこのような画像形成装置100に採用することによって、感光体ドラム104A〜104Dを安価な製造コストで高精度に回転制御することができ、高品質の画像を得ることができる。
【0051】
【発明の効果】
以上のように本発明では、トラクション方式の減速装置における摩擦車の少なくとも1つを、転がり軸受を利用して構成したので、安価でしかも高精度の摩擦車を実現できる。そして、このような摩擦車を動力伝達装置あるいは回転駆動装置に利用した場合は、安価な手段で回転変動の少ない回転制御の容易な装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図2】図1の拡大部分図。
【図3】第1実施形態の変形例を示す断面構成部分図。
【図4】前記変形例によるインタナルリングの斜視図。
【図5】本発明の第2実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図6】本発明の第3実施形態による回転駆動装置の断面構成図。
【図7】前記回転駆動装置が採用された画像形成装置の概略構成図。
【符号の説明】
1−−−モータ
2,50,60−−−減速装置
3−−−速度検出機構
4−−−コントローラ
5−−−ドライブ装置
20−−−太陽ローラ
21−−−インタナルリング
22−−−遊星ローラ
23−−−キャリア
24−−−出力軸
30−−−転がり軸受
31−−−摩擦部材
55,65−−−出力車
56,66−−−中間車
100−−画像形成装置
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rotating member for power transmission, and more particularly to a rotating member for a power transmitting device used in a power transmitting device that transmits and outputs an input rotation of a motor by frictional contact.
In addition, the present invention relates to a power transmission device, and more particularly to a power transmission device that transmits the rotation of an input motor by frictional contact, outputs the rotation, and changes the speed.
[0002]
Further, the present invention relates to a rotary drive device, and more particularly, to a rotary drive device for rotating a photosensitive drum of a copying machine or the like, detecting an output rotation speed, and performing feedback control of the drive rotation speed.
In addition, the present invention relates to an image forming unit driving device of an image forming apparatus using the above-described rotary driving device.
[0003]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus such as a copying machine, a printing machine, and the like, a rotation driving device for rotating a photosensitive drum or a roller for feeding a film with high precision is required. This type of conventional device includes a motor and a planetary speed reducer that reduces the rotation of the motor. As the planetary reduction gear, there are a gear reduction gear and a traction, that is, a friction transmission reduction gear, each having a solar wheel, an internal ring, a planet wheel, and a carrier.
[0004]
The traction type reduction gear transmission has a configuration in which a sun wheel, an internal ring and a planet wheel are pressed against each other to transmit torque by friction. The solar car, the internal ring, and the planetary car are each mainly made of an iron-based material.
In such a traction type reduction gear transmission, a structure as shown in Japanese Utility Model Publication No. 63-23643 has been conventionally employed as a support structure for a planetary vehicle. Here, a pair of rolling bearings or bushes is mounted on a support shaft supported by the carrier, and the planetary wheels are rotatably supported via the rolling bearings.
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 63-23643
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional traction-type reduction gear described above, a rolling bearing or the like is used to support a planetary vehicle or the like. Therefore, when such a structure is used for a light-load power transmission device, there is a problem that the structure is complicated and large in size for the load. Further, a structure for supporting a planetary wheel or the like without using a bearing is also adopted, but in this case, a device for solving the problem of lubrication and the problem of processing accuracy is required.
[0007]
Further, in the traction type reduction gear, there is a problem that each friction wheel needs to be processed with high precision, and the processing cost is increased in order to obtain desired precision.
An object of the present invention is to provide a power transmission device having a small and inexpensive configuration.
Another object of the present invention is to suppress fluctuations in rotation so as to obtain high component accuracy without particularly requiring high-precision processing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The power transmission rotary member according to claim 1 is used in a power transmission device that transmits and outputs the input rotation of the motor by frictional contact, and is a power transmission rotary member supported by a support shaft, and a rolling bearing. And a friction member. A rolling bearing includes an inner race fixed to a support shaft, an outer race arranged coaxially with the inner race and rotatable relative to the inner race, and a plurality of rolling elements arranged between the inner race and the outer race. Further, the friction member is mounted on the outer periphery of the outer race and comes into frictional contact with a member on the side that transmits rotation.
[0009]
Here, the inner race of the rolling bearing is supported by the support shaft, and the outer race makes frictional contact with the member on the side that transmits rotation via the friction member. Therefore, for example, when the power transmission rotary member is used as a planetary wheel of a planetary mechanism, the planetary wheel can be realized only with the conventional bearing itself and the friction member provided on the outer periphery thereof, and the configuration is simplified. In addition, commercially available rolling bearings can be used, and since there is no iron-based material that requires high-precision machining around, the high precision of commercially available rolling bearings can be used as it is, so it is inexpensive. A high-precision rotation transmitting member such as a planetary vehicle can be realized.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a power transmission rotary member according to the first aspect, wherein the friction member has a friction coefficient of 0.1 or more.
In this case, since the friction coefficient of the friction member is relatively large, the pressing force of the friction transmission portion can be relatively small, and the strength design inside the power transmission device can be easily realized.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a power transmitting rotary member according to the first or second rotary member, wherein the friction member is an annular member having elasticity, and an inner diameter of the friction member in a free state is smaller than an outer diameter of the outer ring.
[0011]
In this case, the friction member is attached to the outer ring of the rolling bearing in an extended state, so that the friction member can be prevented from waving and the rotation fluctuation can be further suppressed.
According to a fourth aspect of the present invention, in the power transmission rotary member according to the first or second aspect, the friction member is formed integrally with the outer ring on the outer periphery of the outer ring.
In this case, the friction member is formed integrally by, for example, coating or molding on the outer ring, so that manufacture, assembly, and handling are facilitated.
[0012]
A power transmission device according to claim 5, wherein the speed of the input rotation of the motor is changed and output, wherein the input shaft to which the rotation of the motor is input, a speed change mechanism for shifting the rotation of the input shaft, and a speed change mechanism And an output shaft for outputting rotation from the mechanism. The speed change mechanism is a mechanism having one or more friction transmission units, transmitting the rotation of the input shaft by the friction transmission unit, shifting the output shaft to the output shaft, and outputting the output shaft. Further, the friction transmitting portion has a rolling bearing, a transmitted member, and a friction member. A rolling bearing includes an inner race fixed to a support shaft, an outer race arranged coaxially with the inner race and rotatable relative to the inner race, and a plurality of rolling elements arranged between the inner race and the outer race. The rotation of the outer ring of the rolling bearing is transmitted to the transmitted member. The friction member is provided on at least one contact surface between the rolling bearing and the transmitted member.
[0013]
In this device, rotation from a motor is input to an input shaft, and the input rotation is shifted by a transmission mechanism and output to an output shaft. In the speed change mechanism, rotation is transmitted by a friction transmission unit. More specifically, rotation is transmitted between the outer ring of the rolling bearing and the transmitted member via a friction member.
Here, since the friction transmission portion of the power transmission member is constituted by the rolling bearing and the friction member, a high-precision friction transmission portion can be realized easily and inexpensively, and a power transmission device with less rotation fluctuation can be obtained.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the power transmission device according to the fifth aspect, the friction member is provided on an outer peripheral surface of the rolling bearing.
In this case, attachment of the friction member becomes easy.
According to a seventh aspect of the present invention, in the power transmission device according to the sixth aspect, the friction member is an annular member mounted on an outer peripheral surface of the rolling bearing.
[0015]
In this case, various kinds of friction members can be mounted on the outer peripheral surface of the rolling bearing, and a friction member having an appropriate friction coefficient according to specifications can be easily selected.
The power transmission device according to claim 8 is the device according to claim 7, wherein the friction member is an annular member having elasticity, and an inner diameter of the friction member in a free state is smaller than an outer diameter of the outer ring.
[0016]
Here, similarly to the above, the friction member is attached to the outer ring of the rolling bearing in an extended state, so that the waving phenomenon of the friction member can be suppressed and the rotation fluctuation can be further suppressed.
According to a ninth aspect of the present invention, in the power transmission device according to the fifth aspect, the friction member is provided on a contact surface of the transmitted member.
[0017]
Here, for example, when a friction transmission unit is provided in a planetary mechanism including a plurality of three or more planetary wheels and one internal ring, the internal ring as the transmitted member and the friction member are provided in the sun wheel. Accordingly, the number of parts is reduced as compared with a case where a friction member is provided for each of the plurality of planetary wheels.
According to a tenth aspect of the present invention, in the power transmission device according to the sixth or ninth aspect, the friction member is formed integrally with the outer ring or the transmitted member on a contact surface of the outer ring or the transmitted member.
[0018]
In this case, similarly to the above, the friction member is formed integrally with the outer ring or the transmitted member by, for example, coating, molding, or the like, which facilitates manufacture, assembly, and handling.
In a power transmission device according to an eleventh aspect, in the device according to the fifth aspect, the transmission mechanism includes a sun wheel provided on the input shaft and a carrier fixed to the output shaft. In addition, the rolling bearing is supported by the carrier and makes frictional contact with the sun wheel via the friction member, and the transmitted member cannot rotate, and the inner peripheral surface frictionally contacts the rolling bearing and the friction member. It is a null ring.
[0019]
Here, the speed change mechanism has a planetary mechanism, and a rolling bearing and a friction member are used as the planetary wheels. Also in this case, similarly to the above, a highly accurate planetary mechanism can be realized simply and inexpensively, and an apparatus with less rotation fluctuation can be realized.
According to a twelfth aspect of the present invention, in the power transmission device according to the eleventh aspect, the internal ring has elasticity in a normal direction of rotation and rigidity such that elastic deformation is impossible in a tangential direction due to frictional contact. It is composed of
[0020]
In this case, since the power transmission raceway surface of the internal ring is formed along the contact point with the planetary vehicle, the rotational accuracy of the transmission mechanism depends on the accuracy of the planetary vehicle and the carrier, excluding the internal ring element. Since it is determined, it is convenient in terms of configuration.
In addition, if the internal ring is configured to have an inner diameter smaller than the raceway surface determined by the planetary wheels, it is possible to generate a pressing force for friction transmission by elastic deformation of the internal ring.
[0021]
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the power transmission device according to the fifth aspect, the transmission mechanism further includes an input wheel to which rotation of the input shaft is transmitted, and an output wheel to transmit rotation to the output shaft. Has a friction member on the outer peripheral surface, and frictionally transmits rotation between the outer peripheral surface of each of the input wheel and the output wheel via the friction member.
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the power transmission device according to the fifth aspect, the speed change mechanism has an input wheel to which rotation of the input shaft is transmitted, and an output having a cylindrical portion on the outer peripheral portion and transmitting rotation to the output shaft. The rolling bearing further has a friction member on the outer peripheral surface, and transmits rotation between the outer peripheral surface of the input vehicle and the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the output vehicle via the friction member.
[0022]
A rotation drive device according to claim 15, wherein the rotation drive device is configured to rotationally drive the driven device, detect the output rotation speed, and feedback-control the drive rotation speed, and a motor as a rotation drive source; Item 15. A power transmission device according to any one of Items 5 to 14, a speed detection mechanism for detecting an output rotation speed of the power transmission device, and rotation control means for controlling rotation of the motor based on a detection result of the speed detection mechanism. And
[0023]
In this device, the rotation of a motor is input to a power transmission device, shifted, and output. The output rotation speed of the power transmission device is detected by a speed detection mechanism, and the rotation of the motor is controlled based on the detection result.
Here, since the rotation is transmitted by the power transmission device according to any one of claims 5 to 14, rotation fluctuation can be suppressed, and thus rotation control is facilitated, and desired rotation can be performed with high accuracy. can do.
[0024]
An image forming driving device for an image forming apparatus according to claim 16 is a device for driving a rotator provided in an image forming unit of the image forming apparatus, wherein the rotator is provided corresponding to the image forming unit. And a rotary drive device according to claim 15 connected to the rotary drive device.
Among the image forming apparatuses, for example, a four-tandem tandem type color copier or the like requires a driving device for driving each of the image forming units for four colors. It is desired that a device for driving each image forming unit can control the rotation speed with high precision in order to prevent color unevenness and color shift due to rotation unevenness.
[0025]
Therefore, in the apparatus according to claim 16, the rotary drive device described in claim 15 is used for driving a rotating body such as a photosensitive drum of each image forming unit. Here, as described above, a high-precision rotation speed can be obtained at low manufacturing cost, and a high-quality image can be obtained.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[First Embodiment]
FIG. 1 shows a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.
The rotation drive device shown in FIG. 1 detects a motor 1, a planetary traction reduction device (power transmission device) 2 that reduces the speed of rotation from the motor 1 and outputs the rotation, and an output rotation speed of the reduction device 2. And a speed detection mechanism 3. Further, the rotation drive device further includes a controller 4 to which an output from the speed detection mechanism 3 is input, and a drive device 5 for controlling the rotation speed of the motor 1 according to a control signal from the controller 4.
[0027]
The motor 1 includes a cup-shaped rotor hub 10, a rotor magnet 11 fixed to the inner wall of the rotor hub 10, a bracket 12 disposed at the center, a coil 13 disposed between the rotor magnet 11 and the bracket 12, And a rotating shaft 14. The bracket 12 includes a cylindrical bearing holder 15 and a motor flange 16 formed to extend radially outward at an output end (left end in FIG. 1) of the bearing holder 15. Have. The rotating shaft 14 is rotatably supported on the inner peripheral portion of the bearing holder 15 via a pair of bearings 17 and 18 such as ball bearings. In addition, the tip of the rotating shaft 14 enters the reduction gear 2 and forms a sun roller 20 which is an input part of the reduction gear 2. The outer ring of the bearing 17 on the side of the reduction gear 2 is provided with a spring 19 for applying a preload to the bearings 17 and 18.
[0028]
The speed reduction device 2 reduces the rotation speed of the motor 1 rotating at a high speed to a desired rotation speed, for example, 1 rotation / second, and includes a sun roller 20, an internal ring 21, a plurality of ( (Three in the present embodiment, but only two appear in the figure), a carrier 23 that supports a plurality of planetary rollers 22, and an output shaft 24. The sun roller 20, the internal ring 21, the plurality of planetary rollers 22, and the carrier 23 are housed in a housing 25. A hole through which the output shaft 24 penetrates is formed on the end face of the housing 25 opposite to the motor, and the output shaft 24 is rotatably supported by the housing 25 via a pair of bearings 26 and 27. The internal ring 21 is formed integrally with the housing 25 on a part of the housing 25.
[0029]
The planetary roller 22 is rotatably supported in a cantilever manner with respect to the carrier 23 by a rod 28, and frictionally contacts the rolling bearing 30, the sun roller 20, and the internal ring 21 as shown in an enlarged view in FIG. And a friction member 31 to be used.
The rolling bearing 30 used in the present embodiment is a commercially available shield-type (grease-filled) ball bearing, and is disposed coaxially with the inner ring 30a pressed into the rod 28 and on the outer periphery of the inner ring 30a. It has an outer race 30b and a plurality of rolling elements 30c arranged between the inner race 30a and the outer race 30b. Seals are provided on both sides to prevent the grease filled between the inner race 30a and the outer race 30b from leaking.
[0030]
The friction member 31 is an elastic member formed in a ring shape by BR, NBR, SBR, urethane rubber, thermoplastic elastomer, or the like, and is mounted over the outer periphery of the outer ring 30b of the rolling bearing 30 over a predetermined width. The coefficient of friction with respect to the sun roller 20 and the internal ring 21 is set to be 0.1 or more. Further, the inner diameter of the friction member 31 in the free state (non-mounted state) is formed smaller than the outer diameter of the outer ring 30 b of the rolling bearing 30. Therefore, when the friction member 31 is mounted on the outer periphery of the outer ring 30b, the friction member 31 is mounted in an extended state, whereby the waving phenomenon of the friction member 31 can be suppressed. The friction member 31 can be fixed to the outer periphery of the outer ring 30b without using an adhesive, but may be fixed firmly using an adhesive. Further, the friction member 31 may not be mounted as a separate member, but may be coated on the outer periphery of the outer ring 30b or may be integrally formed by resin molding.
[0031]
The carrier 23 is a ring-shaped member, and the output shaft 24 is inserted into a hole at the center and fixed to each other so as not to rotate relative to each other. Note that the carrier 23 and the output shaft 24 can be formed integrally.
The speed detecting mechanism 3 is disclosed in detail in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-078290, which is an application of the present applicant. And a vessel 36. With such a configuration, the rotation speed of the carrier 23, that is, the output shaft 24 is detected, and the detection result is sent to the controller 4.
[0032]
The controller 4 is a control circuit configured by a CPU or the like that can output a motor drive signal, and outputs a motor drive signal based on the detection output from the photodetector 36 so that the output rotation speed becomes a desired set value. Circuit. The driver device 5 is a device for driving the motor 1 based on a motor drive signal from the controller 4.
[0033]
Next, the operation will be described.
When the rotation shaft 14 rotates by driving the motor 1, the rotation is input to the reduction gear 2. This rotation is reduced by a reduction ratio determined by the outer diameter and inner diameter of each of the sun roller 20, the planetary roller 22, and the internal ring 21, and is output via the carrier 23 and the output shaft 24.
[0034]
At this time, the rotation speed of the carrier 23 is detected as a pulse signal by the pulse disk 35 and the photodetector 36 fixed to the side surface of the carrier 23, and the pulse signal is input to the controller 4. The controller 4 detects a phase difference between the rotation speed detection pulse obtained by the photodetector 36 and the reference pulse, and inputs a motor drive signal to the drive device 5 to eliminate the phase difference. Then, the rotation speed of the motor 1 is increased or decreased by a drive signal from the drive device 5.
[0035]
By such feedback control, the rotation speed of the motor 1 is controlled so that the output rotation speed of the reduction gear 2 becomes a desired set speed.
In this device, the planetary roller 22 is composed of a rolling bearing 30 and a friction member 31. The rolling bearing 30 is of a grease-filled type. Therefore, the traction oil required in the conventional device becomes unnecessary. Since no traction oil is required, high-precision processing of the seal surface of the seal member and the mating member with which the seal member slides is unnecessary. Further, since the rolling bearing 30 is formed with high precision, it is possible to easily obtain extremely high processing precision and assembling precision, and it is possible to use a versatile commercially available product, so that it is inexpensive and highly accurate. A mechanism with little fluctuation can be realized at low cost. Also, higher strength can be ensured as compared with the case where the planetary rollers are formed of resin or the like.
[0036]
[Modification of First Embodiment]
(A) In the first embodiment, the friction member 31 is attached to the outer ring 30b of the rolling bearing 30. However, the friction member 31 is attached to the outer friction surface of the sun roller 20 and the inner friction surface of the internal ring 21. The planetary roller 22 may be provided only by the rolling bearing 30.
[0037]
(B) In the first embodiment, the internal ring 21 is formed integrally with the housing 25. However, the internal ring 21 may be formed as a separate member from the housing 25. An example of this case is shown in FIGS. FIG. 3 is a front view when the internal ring 40 (or 40 ′) is incorporated, and FIG. 4 is a diagram illustrating the internal rings 40 and 40 ′ alone.
[0038]
As shown in FIG. 4A, the internal ring 40 used in this example has an annular main body 40a and a plurality of mounting legs 40b formed to extend in the axial direction from the main body 40a. (FIG. 4 illustrates four attachment legs). The mounting legs 40b are formed at equal intervals in the circumferential direction, and the distal ends thereof are fixed to the housing 25. In addition, as another example of the internal ring, a shape as shown in FIG. In the internal ring 40 'shown in FIG. 4 (b), the mounting legs 40b' are formed so as to extend along both sides of the annular main body 40a 'in the axial direction. Are fixed to the housing 25, respectively. Therefore, the internal rings 40 and 40 ′ cannot rotate relative to the housing 25.
[0039]
In the above-described configuration, the internal rings 40 and 40 'are made of a member such as spring steel having elasticity in the normal direction of rotation and rigidity that cannot be elastically deformed by frictional contact in the tangential direction. I have.
[Second embodiment]
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
[0040]
The device of this embodiment is a so-called parent-child circumscribed reduction device, and includes a motor 1, a reduction device 50, a speed detection mechanism 3 for detecting an output rotation speed of the reduction device 50, a controller 4, and a drive. Device 5. The configurations of the motor 1, the speed detection mechanism 3, the controller 4, and the drive device 5 are the same as those in the first embodiment.
[0041]
The reduction gear 50 is a mechanism for reducing the rotation of the motor 1 and outputting the rotation. The reduction gear 50 includes a cylindrical housing 51, and an output shaft 54 rotatably supported by a pair of bearings 52 and 53 at the center of the housing 51. , An output wheel 55 fixed to the output shaft 54, and an intermediate wheel 56.
The motor 1 is fixed to a side surface of the housing 51, and its rotating shaft 14 extends inside the reduction gear 50. The output wheel 55 is a disk-shaped member having a boss 55a at the center and a cylindrical portion 55b formed at the outer periphery. The boss 55a is fixed to the output shaft 54, and the cylindrical portion 55b is arranged to face the rotating shaft 14 of the motor 1.
[0042]
The intermediate wheel 56 is disposed between the rotating shaft 14 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 55b of the output wheel 55, and is supported by a support rod 57 supported by the housing 51. The structure of the intermediate wheel 56 is exactly the same as the structure of the planetary roller 22 of the first embodiment. And a member 31. The friction member 31 is in frictional contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 14 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 55b of the output wheel 55.
[0043]
In the device having such a configuration, the rotation of the motor 1 is transmitted to the output wheel 55 via the rotary shaft 14 and the intermediate wheel 56, and further transmitted to the output shaft 54. The rotation speed of the output vehicle (output shaft) 55 is detected by the speed detection mechanism 3, and the rotation speed is feedback-controlled by the controller 4 and the drive device 5 as in the first embodiment. Here, since the intermediate wheel 56 is formed of a rolling bearing, fluctuations in the rotation speed can be suppressed, and the rotation speed of the output shaft 54 can be controlled to a desired rotation speed with high accuracy.
[0044]
Also in this embodiment, the intermediate wheel 56 may be constituted only by rolling bearings, and friction members may be provided on the outer peripheral surface of the rotating shaft 14 and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 55b of the output wheel 55.
[Third embodiment]
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention.
[0045]
The device of this embodiment is a so-called parent-child type inscribed reduction device, and includes a motor 1, a reduction device 60, a speed detection mechanism 3 for detecting an output rotation speed of the reduction device 60, a controller 4, And a drive device 5. The configurations of the motor 1, the speed detection mechanism 3, the controller 4, and the drive device 5 are the same as those in the first embodiment.
[0046]
The speed reducer 60 is a mechanism for reducing the speed of rotation of the motor 1 and outputting the reduced speed. The speed reducer 60 includes a cylindrical housing 61, and an output shaft 64 rotatably supported by a pair of bearings 62 and 63 at the center of the housing 61. , An output wheel 65 fixed to the output shaft 64, and an intermediate wheel 66.
The motor 1 is fixed to a side surface of the housing 61, and its rotating shaft 14 extends inside the speed reducer 60. The output wheel 65 is a disk-shaped member having a boss 65a at the center and a cylindrical portion 65b at the outer periphery. The boss 65a is fixed to the output shaft 64, and the rotary shaft 14 of the motor 1 is disposed inside the cylindrical portion 65b.
[0047]
The intermediate wheel 66 is disposed between the rotating shaft 14 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 65b of the output wheel 65, and is supported by a support rod 67 supported by the housing 61. The structure of the intermediate wheel 66 is exactly the same as the structure of the planetary roller 22 of the first embodiment. And a member 31. The friction member 31 is in frictional contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft 14 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 65b of the output wheel 65.
[0048]
In the device having such a configuration, the rotation of the motor 1 is transmitted to the output wheel 65 via the rotating shaft 14 and the intermediate wheel 66, and further transmitted to the output shaft 64. The rotation speed of the output vehicle (output shaft) 65 is detected by the speed detection mechanism 3, and the rotation speed is feedback-controlled by the controller 4 and the drive device 5, as in the first embodiment. Here, since the intermediate wheel 66 is formed of a rolling bearing, fluctuations in the rotation speed can be suppressed, and the rotation speed of the output shaft 64 can be controlled to a desired rotation speed with high accuracy.
[0049]
Also in this embodiment, the intermediate wheel 66 may be constituted only by rolling bearings, and friction members may be provided on the outer peripheral surface of the rotary shaft 14 and the inner peripheral surface of the cylindrical portion 65b of the output wheel 65.
[Image forming apparatus]
FIG. 7 shows a schematic configuration of an image forming apparatus in which the rotary drive device according to each of the embodiments is employed. The image forming apparatus 100 is a so-called four-tandem type full-color image forming apparatus that multi-transfers a recording sheet to an unfixed visible image of four colors and then fixes the recording sheet, and is arranged along a sheet conveyance path. It has image forming units 102A to 102D for each color (B, C, M, Y). The image forming units 102A to 102D include photoconductor drums 104A to 104D as image carriers, developing units 105A to 105D, blades, charging devices, optical devices, and the like, respectively. A transfer belt 103 is disposed below the image forming units 102A to 102D. The transfer belt 103 is a device for conveying a transfer sheet to a transfer position of a toner image by each of the photosensitive drums 104A to 104D. The upper portion of the transfer belt 103 is in contact with the lower surface of each of the photosensitive drums 104A to 104D. As another embodiment of the image forming apparatus, there is an apparatus in which each color image once synthesized on the transfer belt is finally transferred to a recording sheet.
[0050]
In the image forming apparatus 100 as described above, the above-described rotary driving device is used for driving each of the photosensitive drums 104A to 104D. By employing the above-described rotation driving device in such an image forming apparatus 100, the rotation of the photosensitive drums 104A to 104D can be controlled with high precision at low manufacturing cost, and a high-quality image can be obtained. .
[0051]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, at least one of the friction wheels in the traction-type speed reduction device is configured using the rolling bearing, so that an inexpensive and high-precision friction wheel can be realized. When such a friction wheel is used as a power transmission device or a rotary drive device, a device that can be easily controlled in rotation with little rotation fluctuation by inexpensive means can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial view of FIG. 1;
FIG. 3 is a partial cross-sectional configuration diagram showing a modification of the first embodiment.
FIG. 4 is a perspective view of an internal ring according to the modification.
FIG. 5 is a sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional configuration diagram of a rotary drive device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus employing the rotation drive device.
[Explanation of symbols]
1 ---- Motor
2,50,60 --- reduction gear
3 ---- speed detection mechanism
4 ---- Controller
5 ---- Drive device
20 ---- Sun Roller
21 --- internal ring
22 --- Planetary roller
23 --- Carrier
24 --- Output shaft
30 --- Rolling bearing
31 --- friction member
55, 65 --- output vehicle
56,66 --- Intermediate wheel
100 --- Image Forming Apparatus

Claims (16)

入力されたモータの回転を摩擦接触により伝達して出力する動力伝達装置に用いられ、支持軸に支持される動力伝達用回転部材であって、
前記支持軸に固定された内輪と、前記内輪の外周に前記内輪と同軸でかつ相対回転自在に配置された外輪と、前記内輪と外輪との間に配置された複数の転動体とからなる転がり軸受と、
前記外輪の外周に装着され、回転を伝達する側の部材に摩擦接触する摩擦部材と、
を備えた動力伝達用回転部材。
A power transmission rotating member used for a power transmission device that transmits and outputs the input rotation of the motor by frictional contact and is supported by a support shaft,
An inner ring fixed to the support shaft, an outer ring arranged coaxially with the inner ring on the outer periphery of the inner ring so as to be relatively rotatable, and a plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring. Bearings,
A friction member mounted on the outer circumference of the outer ring and frictionally contacting a member on the side that transmits rotation,
A power transmission rotary member comprising:
前記摩擦部材は摩擦係数が0.1以上である、請求項1に記載の動力伝達用回転部材。The rotating member for power transmission according to claim 1, wherein the friction member has a friction coefficient of 0.1 or more. 前記摩擦部材は弾性を有する環状部材であり、
前記摩擦部材の自由状態での内径は前記外輪の外径よりも小さい、
請求項1又は2に記載の動力伝達用回転部材。
The friction member is an annular member having elasticity,
The inner diameter of the friction member in a free state is smaller than the outer diameter of the outer ring,
The power transmission rotating member according to claim 1.
前記摩擦部材は前記外輪の外周に前記外輪と一体的に形成されている、請求項1又は2に記載の動力伝達用回転部材。The power transmission rotating member according to claim 1, wherein the friction member is formed integrally with the outer ring on an outer periphery of the outer ring. 入力されたモータの回転を変速して出力する動力伝達装置であって、
前記モータの回転が入力される入力軸と、
前記入力軸の回転を変速する変速機構と、
前記変速機構からの回転を出力する出力軸とを備え、
前記変速機構は、1つ以上の摩擦伝達部を有し、前記入力軸の回転を前記摩擦伝達部により伝達して前記出力軸に変速して出力する機構であり、
前記摩擦伝達部は、
支持軸に固定された内輪と、前記内輪の外周に前記内輪と同軸でかつ相対回転自在に配置された外輪と、前記内輪と外輪との間に配置された複数の転動体とからなる転がり軸受と、
前記転がり軸受の外輪の回転が伝達される被伝達部材と、
前記転がり軸受と被伝達部材との少なくともいずれか一方の接触面に設けられた摩擦部材とを有している、
動力伝達装置。
A power transmission device that shifts and outputs the rotation of an input motor,
An input shaft to which the rotation of the motor is input,
A transmission mechanism that changes the rotation of the input shaft;
An output shaft that outputs rotation from the transmission mechanism,
The speed change mechanism is a mechanism having one or more friction transmission units, transmitting the rotation of the input shaft by the friction transmission unit, shifting the output shaft to the output shaft, and outputting the output shaft,
The friction transmission unit,
A rolling bearing comprising: an inner ring fixed to a support shaft; an outer ring disposed coaxially with the inner ring on the outer periphery of the inner ring so as to be relatively rotatable; and a plurality of rolling elements disposed between the inner ring and the outer ring. When,
A transmitted member to which the rotation of the outer ring of the rolling bearing is transmitted,
Having a friction member provided on at least one contact surface of the rolling bearing and the transmitted member,
Power transmission device.
前記摩擦部材は前記転がり軸受の外周面に設けられている、請求項5に記載の動力伝達装置。The power transmission device according to claim 5, wherein the friction member is provided on an outer peripheral surface of the rolling bearing. 前記摩擦部材は前記転がり軸受の外周面に装着された環状の部材である、請求項6に記載の動力伝達装置。The power transmission device according to claim 6, wherein the friction member is an annular member mounted on an outer peripheral surface of the rolling bearing. 前記摩擦部材は弾性を有する環状部材であり、
前記摩擦部材の自由状態での内径は前記外輪の外径よりも小さい、
請求項7に記載の動力伝達装置。
The friction member is an annular member having elasticity,
The inner diameter of the friction member in a free state is smaller than the outer diameter of the outer ring,
The power transmission device according to claim 7.
前記摩擦部材は前記被伝達部材の接触面に設けられている、請求項5に記載の動力伝達装置。The power transmission device according to claim 5, wherein the friction member is provided on a contact surface of the transmitted member. 前記摩擦部材は前記外輪又は被伝達部材の接触面に前記外輪又は被伝達部材と一体的に形成されている、請求項6又は9に記載の動力伝達装置。The power transmission device according to claim 6, wherein the friction member is formed integrally with the outer ring or the transmitted member on a contact surface of the outer ring or the transmitted member. 前記変速機構は、前記入力軸に設けられた太陽車と、前記出力軸に固定されたキャリアとを有し、
前記転がり軸受は、前記キャリアに支持されるとともに、前記摩擦部材を介して前記太陽車に摩擦接触し、
前記被伝達部材は、回転不能で、前記転がり軸受と前記摩擦部材を介して内周面が摩擦接触するインタナルリングである、
請求項5に記載の動力伝達装置。
The transmission mechanism has a sun wheel provided on the input shaft, and a carrier fixed to the output shaft,
The rolling bearing is supported by the carrier and frictionally contacts the sun wheel via the friction member,
The transmitted member is an internal ring that cannot rotate and has an inner peripheral surface in friction contact with the rolling bearing via the friction member.
The power transmission device according to claim 5.
前記インタナルリングは、回転の法線方向には弾性を有し、接線方向には前記摩擦接触により弾性変形が不能な剛性を有する部材で構成されている、請求項11に記載の動力伝達装置。The power transmission device according to claim 11, wherein the internal ring is formed of a member having elasticity in a normal direction of rotation and having a rigidity that cannot be elastically deformed by the frictional contact in a tangential direction. . 前記変速機構は、前記入力軸の回転が伝達される入力車と、前記出力軸に回転を伝達する出力車とをさらに有し、
前記転がり軸受は、前記摩擦部材を外周面に有し、前記入力車及び出力車のそれぞれの外周面との間で前記摩擦部材を介して回転を摩擦伝達する、
請求項5に記載の動力伝達装置。
The transmission mechanism further includes an input wheel to which rotation of the input shaft is transmitted, and an output wheel to transmit rotation to the output shaft,
The rolling bearing has the friction member on an outer peripheral surface, and frictionally transmits rotation between the outer peripheral surfaces of the input wheel and the output wheel via the friction member.
The power transmission device according to claim 5.
前記変速機構は、前記入力軸の回転が伝達される入力車と、外周部に筒状部を有し前記出力軸に回転を伝達する出力車とをさらに有し、
前記転がり軸受は、前記摩擦部材を外周面に有し、前記入力車の外周面及び出力車の筒状部の内周面との間で前記摩擦部材を介して回転を伝達する、
請求項5に記載の動力伝達装置。
The transmission mechanism further includes an input wheel to which rotation of the input shaft is transmitted, and an output wheel having a cylindrical portion on an outer periphery and transmitting rotation to the output shaft,
The rolling bearing has the friction member on the outer peripheral surface, and transmits rotation between the outer peripheral surface of the input wheel and the inner peripheral surface of the cylindrical portion of the output wheel via the friction member,
The power transmission device according to claim 5.
被動装置を回転駆動するとともに、出力回転速度を検出して駆動回転速度をフィードバック制御するための回転駆動装置であって、
回転駆動源としてのモータと、
請求項5から14のいずれかに記載の動力伝達装置と、
前記動力伝達装置の出力回転速度を検出するための速度検出機構と、
前記速度検出機構の検出結果に基づいて前記モータの回転制御を行う回転制御手段と、
を備えた回転駆動装置。
A rotary drive device for rotationally driving the driven device, detecting the output rotational speed and performing feedback control of the drive rotational speed,
A motor as a rotary drive source,
A power transmission device according to any one of claims 5 to 14,
A speed detection mechanism for detecting an output rotation speed of the power transmission device,
Rotation control means for performing rotation control of the motor based on a detection result of the speed detection mechanism,
A rotary drive device comprising:
画像形成装置の画像形成部に設けられた回転体を駆動するための装置であって、
前記画像形成部に対応して設けられ、前記回転体に連結された請求項15に記載の回転駆動装置を備えた画像形成装置の画像形成部駆動装置。
An apparatus for driving a rotating body provided in an image forming unit of the image forming apparatus,
An image forming unit driving device for an image forming apparatus, comprising: the rotation driving device according to claim 15, provided corresponding to the image forming unit and connected to the rotating body.
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