JP4470163B2 - 成形プラスチック歯車及びこれを使用した間歇回転伝達機構、成形プラスチック歯車の使用方法 - Google Patents

Description

この発明は、成形プラスチック歯車及びこの成形プラスチック歯車を使用したギヤトレイン、又は、そのような成形プラスチック歯車を使用してなるインクジェットプリンタの給紙機構等の間歇回転伝達機構に関するものである。

成形プラスチック歯車は、金属製歯車に比較して、軽量であり、しかも自己潤滑性を有するために無潤滑で使用でき、また低騒音であるという特性を有している。また、成形プラスチック歯車は、金属製歯車に比較して、大量生産性が高く、製品コストの低減化を図ることができるという特性をも有している。そのため、近年、上述のように、成形プラスチック歯車は、インクジェットプリンタのギヤトレイン，自動車の動力伝達部や精密機械のギヤトレイン等に広く使用されるようになっている。

このような成形プラスチック歯車のうちで、頻繁に回転と停止を繰り返しながら動力を伝達する間歇回転伝達機構に使用されるものは、停止時及び始動時に噛み合っている歯の一方の歯側が慣性によって他方の歯に衝突して、歯打ち音が生じるという不具合を有していた。

そこで、従来から、動力伝達時の歯打ち音を防止するための工夫を施した成形プラスチック歯車が種々案出されている。

例えば、図２０に示す歯車５０は、歯５１の歯幅方向一端側の両歯面にひれ部５２を形成し、そのひれ部５２を噛み合う相手歯車に接触させることにより、噛み合い時の衝撃をそのひれ部５２の変形によって吸収しようとするものである（第１従来例；特許文献１参照）。

また、図２１に示す歯車５３は、相手歯車５４と噛み合う歯面５５側に幅方向に貫通するスリット５６を形成し、相手歯車５４と噛み合う歯面５５を弾性変形できるようにして、噛み合い時の衝撃をその弾性変形する歯面５５側で吸収しようとするものである（第２従来例；特許文献２参照）。

また、図２２に示す歯車５７は、歯５８の歯幅方向に貫通する透孔６０を形成し、歯５８全体を弾性変形しやすくして、噛み合い時の衝撃をその歯５８全体の変形によって吸収しようとするものである（第３従来例；特許文献３参照）。

また、図２３に示す歯車６１は、歯６２の歯幅方向全域にわたるスリット６３を歯先面６４から歯底面６５を越える位置まで切り込んで、歯６２を弾性変形しやすくし、噛み合い時の衝撃を歯６２の弾性変形で吸収しようとするものである（第４従来例；特許文献４参照）。

また、図２４に示す歯車６６は、歯６７の歯幅方向略中央部の両側歯面６８に粘弾性体７０を突出させて、この粘弾性体７０を相手歯車の歯面に接触させることにより、噛み合い時の衝撃を緩和しようとするものである（第５従来例；特許文献５参照）。

また、図２５に示す歯車７１は、本願出願人が案出したものであり、歯７２の歯幅方向両端部に空洞部７３を形成し、この空洞部７３を形成した歯幅方向両端部と他部との射出成形後の収縮差によって、歯７２の歯幅方向両端部に弾性変形できるような膨出部分７４を形成し、相手歯車との噛み合い時にその膨出部分７４を弾性変形させることにより、噛み合い時の衝撃を吸収するようになっている（第６従来例；特許文献６参照）。

実開昭５５−１００７４５号公報（第１頁、第１図参照） 実開昭５８−１２７２４６号公報（第１頁、第１図及び第２図参照） 実開昭５５−９８８４９号公報（第１頁、第１図参照） 実開昭５５−９８８５０号公報（第１頁、第１図参照） 特開２００１−２２１３２２号公報（第１頁、図１参照） 特開２００３−９０４１２号公報（第１頁、図３参照）

しかしながら、第１従来例は、ひれ部５２が幅方向一端部側だけにあり、しかも、ひれ部５２の変形を吸収し得る肉盗みや空洞部を備えていないため、ひれ部５２に作用する面圧が大きくなりすぎ、ひれ部５２が早期に摩耗し、長期にわたる噛み合い時の衝撃吸収効果を発揮することができず、長期にわたる歯打ち音の安定した吸収効果を発揮できない虞がある。

また、第２従来例は、動力伝達時に噛み合う歯面５５側が歯幅方向全域にわたって弾性変形するため、動力伝達時の負荷によってその弾性変形量が変化してしまい、１歯当たりの回動角度にばらつきが生じやすく、高精度な回転伝達を行うギヤトレインに使用することが困難である。

また、第３従来例及び第４従来例は、歯５８，６２全体が弾性変形しやすいため、上述の第２従来例と同様に、動力伝達時の負荷によって歯５８，６２の弾性変形量が変化してしまい、１歯当たりの回動角度にばらつきが生じやすく、高精度な回転伝達を行うギヤトレインに使用することが困難である。

また、第５従来例は、歯面６８から突出した粘弾性体７０が動力伝達時の負荷によって圧縮されて変形することになるが、その変形量が動力伝達時の負荷の大小によってばらつき、上述の第２〜第４従来例と同様に、高精度な回転伝達を行うギヤトレインに使用することが困難である。

また、第６従来例は、膨出部分７４が弾性変形すると、その膨出部分７４以外の歯面７５が相手歯車の歯面と接触して動力伝達することになるため、正確な回転伝達が可能となる点において上述の第２〜第５従来例よりも優れており、また、歯幅方向の両端部に膨出部分７４が形成されていることにより、噛み合い時の面圧を低く抑えることができ、第１従来例のような歯７２の早期摩耗という不具合を生じにくいという優れた点があるが、膨出部分７４が射出成形後の収縮差に基づき形成されるものであるため、その膨出量が少なく、バックラッシを十分に吸収できる程大きく歯面７５から突出させることができなかった。

そこで、本発明は、上述の第１〜第６の従来例の不具合を解消でき、バックラッシに起因する噛み合い時の歯打ち音の発生を低減できる成形プラスチック歯車及びこの成形プラスチック歯車を備えた間歇回転伝達機構、ギヤトレインを提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る成形プラスチック歯車は、歯の歯幅方向一端部側の端面には、前記歯の輪郭に沿って歯幅方向一端部側の薄肉部が連続して形成されると共に、前記歯幅方向一端部側の薄肉部のうちの一方の歯面側を隣りの歯側に張り出させることによって一方の歯面側の張り出し部が形成されている。
前記一方の歯面側の張り出し部は、バックラッシ量を吸収し得るだけ弾性変形すると、前記一方の歯面から外方へ出っ張るようなことがないように形成されたことを特徴としている。

請求項２の発明は、請求項１の発明に係る成形プラスチック歯車において、前記歯の歯幅方向他端部側の端面には、前記歯の輪郭に沿って歯幅方向他端部側の薄肉部が連続して形成されると共に、前記歯幅方向他端部側の薄肉部のうちの他方の歯面側を隣りの歯側に張り出させることによって他方の歯面側の張り出し部が形成されている。
前記他方の歯面側の張り出し部は、バックラッシ量を吸収し得るだけ弾性変形すると、前記他方の歯面から外方へ出っ張るようなことがないように形成されたことを特徴としている。

請求項３の発明は、請求項１の発明に係る成形プラスチック歯車において、前記一方の歯面側の前記薄肉部は、歯先面近傍が前記一方の歯面とほぼ面一となるように形成され、前記歯先面側近傍の歯元側端部から滑らかに張り出させることによって前記張り出し部が形成されたことを特徴としている。

請求項４の発明は、請求項２の発明に係る成形プラスチック歯車において、前記一方の歯面側の前記薄肉部は、（１）歯先面近傍が前記一方の歯面とほぼ面一となるように形成されると共に、前記歯先面側近傍の歯元側端部から滑らかに張り出すように形成され、（２）歯底面側近傍の張り出し量が歯底面から歯先面に向かうにしたがって漸増するように形成され、（３）ピッチ円直径を中心とする径方向の所定範囲がほぼ同一の張り出し量となるように形成されることにより、前記一方の歯面側の張り出し部が形成されている。
そして、前記他方の歯面側の前記薄肉部は、（１）歯先面近傍が前記他方の歯面とほぼ面一となるように形成されると共に、前記歯先面側近傍の歯元側端部から滑らかに張り出すように形成され、（２）歯底面側近傍の張り出し量が歯底面から歯先面に向かうにしたがって漸増するように形成され、（３）ピッチ円直径を中心とする径方向の所定範囲がほぼ同一の張り出し量となるように形成されることにより、前記他方の歯面側の張り出し部が形成されたことを特徴としている。

請求項５の発明は、一方向への回転が間歇的である間歇回転伝達機構において、間歇的に回転を伝達するギヤトレインには、前記請求項１乃至４のいずれかに記載の成形プラスチック歯車が使用されるようになっている。
請求項６の発明は、駆動歯車の回転を被動歯車に伝達する遊び歯車としての前記請求項２又は４に記載の成形プラスチック歯車の使用方法に関するものである。
この使用方法において、前記成形プラスチック歯車の前記一方の歯面側の張り出し部は、前記駆動歯車を一方向に回転させた際に、前記駆動歯車の主動力伝達面となる歯面側と接触しないように、前記駆動歯車に対して歯幅方向にずらして配置する。
そして、前記成形プラスチック歯車の前記他方の歯面側の張り出し部は、前記駆動歯車を一方向に回転させた際に、前記被動歯車の主動力伝達面となる歯面側と接触しないように、前記被動歯車に対して歯幅方向にずらして配置することを特徴としている。

本発明の成形プラスチック歯車は、張り出し部が噛み合う相手歯車の歯面に弾性接触して、バックラッシをなくすようになっているため、回転と停止を繰り返すようなギヤトレインに使用されたとしても、バックラッシに起因する歯打ち音の発生を防止できる。また、本発明の成形プラスチック歯車は、主動力伝達側の歯面に張り出し部を形成しないため、剛性の高い歯面で回転伝達ができ、回転を高精度で伝達することが可能になる。その結果、本発明の成形プラスチック歯車は、高精度な回転伝達を行うギヤトレインに使用することができ、作動音の静粛化及び回転伝達の高精度化を図ることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。

（成形プラスチック歯車）
図１〜図４は、本発明の実施の形態に係る成形プラスチック歯車１を示す図である。このうち、図１は、本発明の実施の形態に係る成形プラスチック歯車１の正面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。また、図３は、図１の成形プラスチック歯車１の歯２の外観斜視図である。また、図４は、図１のＢ方向矢視図であり、歯２の平面図である。

これらの図において、本実施の形態の成形プラスチック歯車１は、例えば、ポリアセタール,ポリアミド，ポリフェニレンスルフィド，ポリブチレンテレフタレート等の樹脂材料を使用して射出成形して形成された平歯車である。この成形プラスチック歯車１は、略円板状のウェブ３の外周側に複数の歯２が形成されており、ウェブ３の中心部に軸穴４が形成されている。

この成形プラスチック歯車１は、歯２の歯幅方向両端部側において、薄肉の張り出し部５が突出形成されている。すなわち、この成形プラスチック歯車１は、歯２の歯幅方向両端部側の一方の歯面６側において、歯先面７から歯底面８に向かってほぼ一様の肉厚の張り出し部５が突出形成されており、この張り出し部５が歯幅方向両端に向かうに従って突出量を漸増するようになっている。

この歯２の一方の歯面６側に形成された張り出し部５は、少なくとも噛み合う相手歯車の歯との間に設定されるバックラッシとほぼ同寸法だけ隣合う歯側に突出しており、歯２の他部１０とスリット１１によって仕切られている。スリット１１は、張り出し部５の切り起こし位置Ｐ１とほぼ合致する歯幅方向深さであり、歯先面７から歯底面８まで一方の歯面６に沿って延びている。このように、張り出し部５に沿ってスリット１１が形成されていると、張り出し部５が噛み合う相手歯車の歯面によって押圧されて変形すると、その変形した張り出し部５がスリット１１の空間内に収容されることになり、歯面同士の接触を張り出し部５が邪魔するようなことがない。

すなわち、本実施の形態の成形プラスチック歯車１は、歯２の他方の歯面（すなわち、張り出し部５が形成されていない歯面）１２が噛み合う相手歯車の歯面と接触して動力を伝達する主動力伝達面となるが、逆回転して回転を伝達する場合に、張り出し部５が噛み合う相手歯車の歯で押圧されて変形すると、変形した張り出し部５がスリット１１内に受容され、張り出し部５が一方の歯面６から外方へ出っ張るようなことがなく、剛性の大きな歯面同士の接触を可能にし、逆回転する場合でも回転を正確に伝達することが可能になる。

ここで、張り出し部５の歯幅方向端縁１３から切り起こし位置Ｐ１までの寸法Ｌは、歯幅寸法や張り出し部５の肉厚等によって最適の寸法が決定されるが、例えば、モジュール０．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の歯車において、張り出し部５の肉厚を０．２ｍｍ程度とすれば、歯幅寸法の１／６〜１／４程度の寸法に決定される。なお、スリット１１の切り込み深さは、張り出し部５の寸法Ｌとほぼ同様の寸法に形成される。

以上のような成形プラスチック歯車１は、張り出し部５がバックラッシを吸収できるようになっており、張り出し部５が噛み合う相手歯車の歯面と弾性接触するようになっているため、回転を停止した際に相手歯車が慣性で回転しても、相手歯車の回転エネルギーを張り出し部５が弾性変形することによって吸収し、噛み合う歯面同士が衝突する際の衝撃を緩和し、歯打ち音の発生を抑えることが可能になる。

また、本実施の形態の成形プラスチック歯車１は、張り出し部５がバックラッシを吸収できるようになっており、張り出し部５が噛み合う相手歯車の歯面と接触することによって生じる弾性変形力で他方の歯面（主動力伝達面）１２を噛み合う相手歯車の歯面に常時接触させるようになっているため、回転始動時において、回転遅れを生じることなく正確に且つ円滑に回転伝達することが可能になる。

尚、本実施の形態の成形プラスチック歯車１において、張り出し部５が歯２の歯幅方向両端部にそれぞれ形成される態様を例示しているが、これに限られず、張り出し部５を歯２の歯幅方向のいずれか一端部側にのみ形成するようにしてもよい。

（間歇回転伝達機構）
図５は、本実施の形態の成形プラスチック歯車１をギヤトレイン１４の一部に使用する間歇回転伝達機構１５を示すものである。

この図５に示す間歇回転伝達機構１５は、例えば、インクジェットプリンタの給紙機構Ｋに使用され、回転と停止を頻繁に繰り返すようになっており、モータ１６とこのモータ１６の動きを伝達するギヤトレイン１４とからなっている。そして、ギヤトレイン１４は、モータ１６の回転軸１７に固定された出力ギヤ１８と、この出力ギヤ１８に噛み合うアイドルギヤ２０と、このアイドルギヤ２０と一体に回動するアイドルギヤ２１と、このアイドルギヤ２１と噛み合うローラ軸駆動ギヤ２２と、を少なくとも備えている。

この間歇回転伝達機構１５は、モータ１６が回転と停止を繰り返し、そのモータ１６の動きを出力ギヤ１８，アイドルギヤ２０，２１及びローラ軸駆動ギヤ２２を介して給紙ローラ軸２３に伝達し、この給紙ローラ軸２３と一体に回動する給紙ローラ２４をモータ１６の動きに連動させ、その給紙ローラ２４によってシート（コピー用紙、プラスチックフィルム等のシート状の記録材）を間歇的にシート搬送方向に送るようになっている。そして、この間歇回転伝達機構１５によって搬送されるシートが、インクジェット方式の印字部によって画像形成（プリント）されるようになっている。ここで、本実施の形態の成形プラスチック歯車１は、例えば、アイドルギヤ２０とローラ軸駆動ギヤ２２に使用することが考えられるが、これに限られるものでなく、噛み合うギヤのいずれか一方に使用すれば、歯打ち音を抑えることができ、静粛で且つ高精度の回転伝達が可能になる。

図６及び図７は、本発明の実施例１に係る成形プラスチック歯車１の歯２を拡大して示すものであり、上述の実施の形態の歯２の形状とは別の形状例を示すものである。

これらの図に示すように、成形プラスチック歯車１は、その歯幅方向両端部側に空洞部２５を形成し、この空洞部２５を囲むように薄肉部２６を形成し、この薄肉部２６のうちの一方の歯面６側を隣接する他方の歯２側に張り出させて、その張り出させた部分を薄肉の張り出し部２７としたものである。

この張り出し部２７は、上述の実施の形態と同様に、歯２の歯幅方向両端部側の一方の歯面６側において、歯先面７から歯底面８に向かってほぼ一様の肉厚となるように突出形成されており、歯幅方向両端に向かうに従って突出量を漸増するようになっている。

このような構成の成形プラスチック歯車１も上述の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。

尚、空洞部２５の深さ寸法は、上述の実施の形態のスリット１１の切り込み深さと同様の寸法であり、張り出し部２７の肉厚は、上述の実施の形態の張り出し部５の肉厚と同様の寸法である。

また、本実施例において、張り出し部２７は、歯２の歯幅方向両端部にそれぞれ形成されているが、これに限られず、歯２の歯幅方向のいずれか一端部側にのみ形成するようにしてもよい。

図８及び図９は、上述の実施例１の歯２の変形例を示すものである。このうち、図８は、上述の実施例１の歯２の第１変形例を示すものである。また、図９は、上述の実施例１の歯２の第２変形例を示すものである。

まず、図８の第１変形例は、薄肉の張り出し部２８の大部分が一方の歯面６とほぼ平行となるように形成されており、その張り出し部２８と一方の歯面６とが曲面３０で接続されるようになっており、張り出し部２８が上述の実施例１の張り出し部２７よりも広い面積で相手歯車の歯面に接触してバックラッシを吸収するようになっている。

また、図９の第２変形例は、薄肉の張り出し部３１の平面形状が略円弧形状を呈しており、円弧の頂部が相手歯車の歯面に最初に接触するようになっている。なお、この第２変形例の張り出し部３１は、相手歯車の歯面との接触位置が実施例１の張り出し部２７よりも基部３２寄りであるため、実施例１よりも変形抵抗が大きくなるという特徴を有している。

これら、図８及び図９に示す成形プラスチック歯車１も上述の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。

図１０は、本発明の実施例３に係る成形プラスチック歯車１の歯２の形状を示すものである。この図１０に示すように、本実施例は、薄肉の張り出し部３３を両歯面（６，１２）に形成する態様を例示するものであり、実施例１における一方の歯面６の張り出し部２７と同様の張り出し部３３を他方の歯面１２にも形成したものである。

本実施例の成形プラスチック歯車１は、両歯面（６，１２）の張り出し部３３、３３によってバックラッシを吸収するようになっているため、張り出し部３３の突出量（張り出し量）を実施例１の張り出し部２７の張り出し量の半分にすることができる。このような構成によっても、張り出し部３３、３３の弾性変形によって噛み合う歯同士の衝突時の衝撃を吸収でき、歯打ち音の発生を抑えることができ、上述の実施の形態と同様に静粛で正確な回転伝達が可能になる。

また、本実施例の成形プラスチック歯車１は、動力伝達時において、薄肉の張り出し部３３が弾性変形した後、剛性の大きな両歯面（６，１２）のいずれかと面一の状態になり、剛性の大きな両歯面（６，１２）のいずれか一方が噛み合う相手歯車の歯面に接触して回転を伝達するようになるため、歯面全体又は歯全体が撓み変形する第２〜第４従来例に比較して、正確な回転伝達を可能にする。

また、本実施例の成形プラスチック歯車１は、薄肉の張り出し部３３が噛み合う相手歯車の歯によって押圧されると、張り出し部３３が撓み変形して空洞部３４内に受容され、一方の歯面６又は他方の歯面１２から出っ張るようなことがなく、従来例１のような歯幅方向一端部側が早期に偏摩耗するという不具合を生じることがないため、長期にわたり、バックラッシに起因する歯打ち音を防止できると共に、正確な回転伝達を可能にする。

尚、本実施例の成形プラスチック歯車１は、正逆両方向への回転伝達に使用した場合、回転方向に応じて、歯２の一方の歯面６又は他方の歯面１２が主動力伝達面となる。

また、本実施例の成形プラスチック歯車１は、歯２の歯幅方向両端部に張り出し部３３をそれぞれ形成する態様を例示したが、これに限られず、歯幅方向のいずれか一端部側にのみ張り出し部３３を形成するようにしてもよい。

図１１は、本発明の実施例４に係る成形プラスチック歯車１の歯２の形状を示すものであり、図１０に示す歯２の形状の変形例を示すものである。すなわち、本実施例の成形プラスチック歯車１は、図１１に示すように、空洞部３４を歯先面７側に開口するようになっており、空洞部３４内の空気を空洞部３４の外部に逃がしやすくすることにより、張り出し部３３の弾性変形に起因する音の発生を低減化している。

尚、本実施例を図６、図８及び図９の実施例に係る成形プラスチック歯車１に適用し、空洞部２５を歯先面７側に開口させるようにしてもよい。

また、本実施例は、空洞部３４の歯先面側開口部分３５を歯幅方向側底部３６まで形成する態様を例示したが、これに限られず、歯幅方向端部と歯幅方向側底部３６との間の位置まで歯先面側開口部分３５を形成するようにしてもよい。

図１２及び図１３は、本発明の実施例５に係る成形プラスチック歯車１の歯２の形状を示すものであり、図１１に示す歯２の形状の変形例を示すものである。すなわち、本実施例の成形プラスチック歯車１は、図１２及び図１３に示すように、肉厚がほぼ一様である薄肉部３７を歯幅方向一端面３８側の歯２の輪郭に沿って連続して形成すると共に、各歯２の一方の歯面６側の薄肉部３７を歯幅方向先端側に向かうに従って隣の歯２に近づくように張り出させて張り出し部３７ａを形成してある。

そして、この成形プラスチック歯車１は、薄肉部３７の歯先側根本部分から歯元側に向けて斜めに切り欠いたような形状の切り欠き部分３７ｂを形成してあり、歯幅方向一端面３８が歯先面７側に開口するようになっている。

張り出し部３７ａは、歯幅方向先端側に向かうにしたがって歯面６から隣の歯２側に突出する量が漸増するようになっており、その突出量が少なくとも噛み合う相手歯車の歯との間に設定されるバックラッシを吸収できる程度になっている。

このような構成の成形プラスチック歯車１は、張り出し部３７ａがバックラッシを吸収できるようになっており、張り出し部３７ａが噛み合う相手歯車の歯面と弾性接触するようになっているため、回転を停止した際に相手歯車が慣性で回転しても、相手歯車の回転エネルギーを張り出し部３７ａが弾性変形することによって吸収し、噛み合う歯面同士が衝突する際の衝撃を緩和し、歯打ち音の発生を抑えることが可能になる。

また、このような構成の成形プラスチック歯車１は、薄肉部３７に張り出し部３７ａが部分的に形成されており、しかも、張り出し部３７ａの変形抵抗（特に歯底側の変形抵抗）が前述の各実施例よりも小さくなっているため、張り出し部３７ａが滑らかに変形し、張り出し部３７ａの変形に伴う異常音（騒音）の発生を抑えることができる。また、本実施例の成形プラスチック歯車１は、歯２の噛み合い開始時（被動側ギヤの場合）における相手歯車と張り出し部３７ａとの接触が滑らかになり、また、歯２の噛み合い解除時（駆動側ギヤの場合）における張り出し部３７ａと相手歯車の歯との分離動作が滑らかになる。そのため、本実施例の成形プラスチック歯車１は、円滑な動力伝達を可能にするとともに、バックラッシに起因する歯打ち音発生防止の効果と相俟って作動音を静粛化することができる。

なお、薄肉部３７及び張り出し部３７ａは、歯幅方向の他方の端面にも形成することができる。すなわち、薄肉部３７及び張り出し部３７ａは、歯２の歯幅方向両端面にそれぞれ一体形成するようにしてもよい。

また、本実施例において、歯２の他方の歯面１２が主動力伝達面となる。

また、本実施例において、薄肉部３７は、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）で形成される場合、その肉厚がモジュール（ｍ）に対して０．１（ｍ）〜０．２（ｍ）に設定されている。なお、薄肉部３７は、上述の肉厚に限定されるものでなく、ほぼ０．２（ｍ）〜０．４（ｍ）程度の肉厚にしてもよい。

図１４及び図１５は、本発明の実施例６に係る成形プラスチック歯車１の歯２の形状を示すものであり、図１０に示す歯２の形状の変形例を示すものである。すなわち、本実施例の成形プラスチック歯車１は、図１４及び図１５に示すように、肉厚がほぼ一様である薄肉部３７を歯幅方向一端面３８側の歯２の輪郭に沿って連続して形成すると共に、各歯２の一方の歯面６側の薄肉部３７を歯幅方向先端側に向かうに従って隣の歯２に近づくように張り出させて張り出し部３７ａを形成してある。そして、張り出し部３７ａの歯先面側近傍（歯先面７から歯元に向かう一定範囲）３７ｃがほぼ歯面６に面一となるような形状に形成されており、その歯先面側近傍３７ｃの歯元側端部から滑らかに張り出すように形成されている。

このように、張り出し部３７ａの歯先面側近傍３７ｃを歯面６とほぼ面一になるように絞ることにより、歯２の噛み合い開始時（被動側ギヤの場合）における相手歯車の歯と張り出し部３７ａとの接触が滑らかになり、また、歯２の噛み合い解除時（駆動側ギヤの場合）における張り出し部３７ａと相手歯車の歯との分離動作が滑らかになる。そのため、本実施例の成形プラスチック歯車１は、円滑な動力伝達を可能にするとともに、作動音が静粛化する。

張り出し部３７ａは、歯幅方向先端側に向かうにしたがって歯面６から隣の歯２側に突出する量が漸増するようになっており、その突出量が少なくとも噛み合う相手歯車の歯との間に設定されるバックラッシを吸収できる程度になっている。

このような構成の成形プラスチック歯車１は、張り出し部３７ａがバックラッシを吸収できるようになっており、張り出し部３７ａが噛み合う相手歯車の歯面と弾性接触するようになっているため、回転を停止した際に相手歯車が慣性で回転しても、相手歯車の回転エネルギーを張り出し部３７ａが弾性変形することによって吸収し、噛み合う歯面同士が衝突する際の衝撃を緩和し、歯打ち音の発生を抑えることが可能になる。

また、このような構成の成形プラスチック歯車１は、上述のように、張り出し部３７ａの歯先面側近傍３７ｃを歯面６とほぼ面一になるように絞ることにより、歯２の噛み合い開始時（被動側ギヤの場合）における相手歯車の歯と張り出し部３７ａとの噛み合いが滑らかになり、また、歯２の噛み合い解除時（駆動側ギヤの場合）における相手歯車の歯と張り出し部３７ａとの分離動作が滑らかになるため、バックラッシに起因する歯打ち音発生防止の効果と相俟って作動音を静粛化することができる。

なお、薄肉部３７の張り出し部３７ａは、歯幅方向の他方の端面にも形成することができる。すなわち、薄肉部３７の張り出し部３７ａは、歯２の歯幅方向両端面にそれぞれ一体形成するようにしてもよい。

また、本実施例において、歯２の他方の歯面１２が主動力伝達面となる。

また、本実施例において、薄肉部３７は、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）で形成される場合、その肉厚がモジュール（ｍ）に対して０．１（ｍ）〜０．２（ｍ）に設定されている。なお、薄肉部３７は、上述の肉厚に限定されるものでなく、ほぼ０．２（ｍ）〜０．４（ｍ）程度の肉厚にしてもよい。

図１６乃至図１８は、本発明を適用した実施例７に係る成形プラスチック歯車１を示すものである。このうち、図１６は、成形プラスチック歯車１の正面図である。また、図１７は、図１６のＨ−Ｈ線に沿って切断して示す断面図である。また、図１８は、成形プラスチック歯車１の歯２を拡大して示す説明図である。この図１８のうち、先ず、図１８（ａ）は、図１７のＪ方向から見た歯２の拡大図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＫ−Ｋ線に沿って切断して示す歯２の断面図である。図１８（ｃ）は、図１８（ａ）のＬ−Ｌ線に沿って切断して示す歯２の断面図である。図１８（ｄ）は、図１８（ａ）のＭ方向から見た歯２の平面図である。

本実施例の成形プラスチック歯車１は、軸穴１００が形成されたウェブ１０１の外周側にリム１０２が形成され、このリム１０２の外周端に複数の歯２が形成されている。この歯２は、歯幅方向両端部に張り出し方向が逆の張り出し部１０３ａがそれぞれ形成されている。すなわち、歯２の一方の歯面１０７ａ側の歯幅方向端部（一方の端面１０４側）には第１の張り出し部１０３ａが形成され、歯２の他方の歯面１０７ｂ側の歯幅方向端部
（第１の張り出し部１０３ａとは逆側の歯幅方向端部であって、他方の端面１０４側）には第２の張り出し部１０３ａが形成されている。

張り出し部１０３ａは、薄肉部１０３を歯幅方向端面１０４側の歯２の輪郭に沿って連続して形成すると共に、薄肉部１０３を歯幅方向先端側に向かうに従って隣りの歯２に近づくように張り出させてある。この張り出し部１０３ａの歯先面側近傍（歯先面１０５から歯元に向かう一定範囲）１０６がほぼ歯面１０７ａ，１０７ｂと面一になるような形状に形成されており、その歯先面側近傍１０６の歯元側端部から滑らかに張り出すように形成されている。また、この張り出し部１０３ａの歯底面１０８側は、歯底面側近傍（歯底面１０８から歯先面１０５に向かう方向の一定範囲）１１０が歯先面１０５に向かうにしたがって張り出し量が漸増するように形成されている。そして、この実施例における張り出し部１０３ａは、ピッチ円直径を中心とする径方向の所定範囲１１１がほぼ同一の張り出し量（最大張り出し量）となるように形成されている。

このように、張り出し部１０３ａの歯先面側近傍１０６を歯面１０７ａ，１０７ｂとほぼ面一になるように絞り、張り出し部１０３ａの歯底面側近傍１１０を歯底面１０８に向かうにしたがってその張り出し量が漸減するように形成されているため、歯２の噛み合い開始時における相手歯車の歯と張り出し部１０３ａの接触が滑らかになり、また、歯２の噛み合い解除時における相手歯車の歯と張り出し部１０３ａの分離動作が滑らかになる。そのため、本実施例の成形プラスチック歯車１は、張り出し部１０３ａの歯底面側近傍１１０の形状をも工夫してあるため、実施例６のものよりも一層円滑な動力伝達を可能にすると共に、作動音が一層静粛化する。

張り出し部１０３ａは、歯幅方向先端側に向かうにしたがって歯面１０７ａ，１０７ｂから隣の歯２側に突出する量が漸増するようになっており、その突出量が少なくとも噛み合う相手歯車の歯との間に設定されるバックラッシを吸収できる程度になっている。しかも、張り出し部１０３ａは、その根元部分から歯幅方向先端側に向かうにしたがって、その肉厚を漸減するようになっている（図１８（ａ），（ｂ），（ｄ）参照）。 このような構成の成形プラスチック歯車１は、張り出し部１０３ａがバックラッシを吸収できるようになっており、張り出し部１０３ａが噛み合う相手歯車の歯面と弾性接触するようになっているため、回転を停止した際に相手歯車が慣性で回転しても、相手歯車の回転エネルギーを張り出し部１０３ａが弾性変形することによって吸収し、噛み合う歯面同士が衝突する際の衝撃を緩和し、歯打ち音の発生を抑えることが可能になる。しかも、張り出し部１０３ａは、その肉厚が根元部分から歯幅方向先端側に向かうにしたがって漸減するような形状になっているため、変形する際に、薄肉の先端側から緩やかに変形し、相手歯車に変形抵抗を緩やかに作用させることができるため、歯車同士の噛み合わせが容易化する。

また、このような構成の成形プラスチック歯車１において、上述のように、張り出し部１０３ａの歯先面側近傍１０６が歯先面１０５に向かうにしたがってその張り出し量を漸減し、且つ、張り出し部１０３ａの歯底面側近傍１１０が歯底面１０８側に向かうにしたがってその張り出し量を漸減するようになっているため、歯２の噛み合い開始時及び噛み合い解除時における歯２同士の噛み合い及び噛み合い解除動作が滑らかになり、バックラッシに起因する歯打ち音発生防止の効果と相俟って作動音を効果的に静粛化することができる。

また、本実施例において、薄肉部１０３は、例えば、ポリアセタール（ＰＯＭ）で形成される場合、その肉厚がモジュール（ｍ）に対してほぼ０．２（ｍ）〜０．４（ｍ）に設定されている。

図１９は、本発明に係る成形プラスチック歯車１を使用したギヤトレイン１２０の図である。このうち、図１９（ａ）は、ギヤトレイン１２０の正面図である。また、図１９（ｂ）は、ギヤトレイン１２０の側面図である。

この図１９のギヤトレイン１２０は、モータ（図示せず）によって駆動される駆動歯車１２１と、この駆動歯車１２１と噛み合う遊び歯車（アイドラギヤ）１２２と、この遊び歯車１２２と噛み合う被動歯車１２３とからなっている。このうち、遊び歯車１２２は、上述の実施例７に係る成形プラスチック歯車１が使用されている。

ここで、このギヤトレイン１２０は、図１９（ｂ）に示すように、時計回り方向に回転する駆動歯車１２１に対して（図１９（ａ）参照）、遊び歯車１２２を図中右側方向にΔだけ僅かにずらして噛み合わせ、遊び歯車１２２に対して被動歯車１２３を図中右側方向にΔだけ僅かにずらして噛み合わせるようになっている。

すなわち、遊び歯車１２２の歯幅方向一端側（図１７の歯幅方向右端側）の張り出し部１０３ａは、駆動歯車１２１に噛み合わず、被動歯車１２３に噛み合うようになっている。そして、遊び歯車１２２の歯幅方向他端側（図１７の歯幅方向左端側）の張り出し部１０３ａは、駆動歯車１２１に噛み合う一方、被動歯車１２３に噛み合わないようになっている。

このように、本発明が適用される遊び歯車１２２を、駆動歯車１２１及び被動歯車１２３に対して歯幅方向にずらして組み付けることにより、遊び歯車１２２の張り出し部１０３ａの形成されていない歯面部分（主動力伝達面であり、例えば他方の歯面１０７ｂ）と駆動歯車１２１の駆動側歯面とが密接する一方、遊び歯車１２２の張り出し部１０３ａが駆動歯車１２１の非駆動側歯面に密接してバックラッシを吸収する。また、遊び歯車１２２の張り出し部１０３ａの形成されていない歯面部分（主動力伝達面であり、例えば一方の歯面１０７ａ）と被動歯車１２３の被動側歯面（主に動力伝達される歯面）とが密接する一方、遊び歯車１２２の張り出し部１０３ａが被動歯車１２３の非被動側歯面（主に動力伝達されない歯面）に密接してバックラッシを吸収する。

したがって、このような構成の本実施例によれば、ギヤトレイン１２０の回転始動時に、駆動歯車１２１の回転が遊び歯車１２２を介して被動歯車１２３に円滑に且つ高精度に伝達され、ギヤトレイン１２０が静粛に動力伝達することが可能になる。

このような構成のギヤトレイン１２０をカラープリンタの紙送り装置の駆動用ギヤトレインに適用すれば、給紙ムラのない、高精度の紙送りが可能になり、カラー像の色ズレ不具合等の印刷不良が生じにくくなり、高精度で且つ静粛なプリント作業が可能になる。

なお、本実施例のギヤトレイン１２０は、駆動歯車１２１，遊び歯車１２２及び被動歯車１２３の組み合わせを例示したが、これに限られず、図１９に示した被動歯車１２３をアイドラギヤとして使用し、さらに、その被動歯車１２３に実施例７の成形プラスチック歯車１を遊び歯車として噛み合わせるようにして、より多くの歯車からなるギヤトレインとすることも可能である。

また、図１９に示すギヤトレイン１２０は、減速しながら回転伝達する態様を例示しているが、これに限られず、増速しながら回転伝達する態様としてもよく、また、増速や減速をすることなく回転伝達するようにしてもよい。

なお、本実施例において、駆動歯車１２１に対する遊び歯車１２２の歯幅方向へのずらし量Δ、及び遊び歯車１２２に対する被動歯車１２３の歯幅方向へのずらし量Δは、薄肉部１０３（張り出し部１０３ａ）の歯幅方向寸法（歯幅方向端面１０４からの突出量）をＸとすると、Δ≧Ｘとなるように決定される。

本発明の成形プラスチック歯車は、主動力伝達面と反対側の歯面に形成した張り出し部が噛み合う相手歯車の歯面に接触してバックラッシを吸収すると共に、歯打ち音の発生を抑えることができるため、高精度の回転伝達が必要とされ、且つ静粛で円滑な回転伝達が必要とされる動力伝達機構に広く適用できる。とりわけ、本発明の成形プラスチック歯車は、回転と停止を頻繁に繰り返す間歇回転伝達機構に使用されると効果的であり、インクジェットプリンタ等の画像形成装置、精密電気機器、自動車、精密機械等のギヤトレインや動力伝達装置に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る成形プラスチック歯車の正面図である。 図１のＡ−Ａ線に沿って切断して示す断面図である。 図１の成形プラスチック歯車の歯を拡大して示す斜視図である。 図１の成形プラスチック歯車の歯を拡大して示す平面図である。 本発明の成形プラスチック歯車を使用した間歇回転伝達機構の概略構成図である。 本発明の実施例１に係る成形プラスチック歯車の歯を示す図であり、（ａ）が歯を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）が歯を拡大して示す平面図である。 （ａ）が本発明の実施例１に係る成形プラスチック歯車の一部を拡大して示す正面図であり、（ｂ）が（ａ）の図のＣ−Ｃ線に沿って切断して示す歯の部分断面図である。 本発明の実施例２に係る成形プラスチック歯車を部分的に拡大して示す図である。このうち、（ａ）が実施例１の第１変形例を示す歯の拡大斜視図であり、（ｂ）が実施例１の第１変形例を示す歯の拡大平面図である。 本発明の実施例２に係る成形プラスチック歯車を部分的に拡大して示す図である。このうち、（ａ）が実施例１の第２変形例を示す歯の拡大斜視図であり、（ｂ）が実施例１の第２変形例を示す歯の拡大平面図である。 本発明の実施例３に係る成形プラスチック歯車の歯を示す図であり、（ａ）が歯を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）が歯を拡大して示す平面図である。 本発明の実施例４に係る成形プラスチック歯車の歯を示す斜視図である。 本発明の実施例５に係る成形プラスチック歯車の歯を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の実施例５に係る成形プラスチック歯車の歯の正面図である。また、（ｂ）は（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って切断して示す歯の断面図である。また、（ｃ）は（ａ）の歯の平面図である。また、（ｄ）は（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って切断して示す平面図である。 本発明の実施例６に係る成形プラスチック歯車の歯を示す斜視図である。 （ａ）は本発明の実施例６に係る成形プラスチック歯車の歯の正面図である。また、（ｂ）は（ａ）のＦ−Ｆ線に沿って切断して示す歯の断面図である。また、（ｃ）は（ａ）の歯の平面図である。また、（ｄ）は（ａ）のＧ−Ｇ線に沿って切断して示す平面図である。 本発明の実施例７に係る成形プラスチック歯車の正面図である。 図１６のＨ−Ｈ線に沿って切断して示す断面図である。 本発明の実施例７に係る成形プラスチック歯車の歯を拡大して示す説明図である。図１８（ａ）は、図１７のＪ方向から見た歯の拡大図である。図１８（ｂ）は、図１８（ａ）のＫ−Ｋ線に沿って切断して示す歯の断面図である。図１８（ｃ）は、図１８（ａ）のＬ−Ｌ線に沿って切断して示す歯の断面図である。図１８（ｄ）は、図１８（ａ）のＭ方向から見た歯の平面図である。 本発明の実施例８に係るギヤトレインであり、実施例７に係る成形プラスチック歯車を使用したギヤトレインの図である。図１９（ａ）がギヤトレインの正面図、図１９（ｂ）がギヤトレインの側面図である。 第１従来例に係る歯車の歯を示す図であり、（ａ）が歯を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）が歯を拡大して示す正面図である。 第２従来例に係る歯車の歯を示す図であり、（ａ）が歯を拡大して示す斜視図であり、（ｂ）が他の歯車との噛み合い状態を示す図である。 第３従来例に係る歯車の歯を拡大して示す斜視図である。 第４従来例に係る歯車の歯を拡大して示す斜視図である。 第５従来例に係る歯車の歯を拡大して示す斜視図である。 第６従来例に係る歯車の歯を拡大して示す斜視図である。

符号の説明

１……成形プラスチック歯車、２……歯、５、２７，２８，３１，３７ａ，１０３ａ……張り出し部、６……一方の歯面、１２……他方の歯面（主動力伝達面）、１４……ギヤトレイン、１５……間歇回転伝達機構、３８……端面、４０……突辺（張り出し部）、１０７ａ……一方の歯面、１０７ｂ……他方の歯面、１２０……ギヤトレイン

Claims (6)

1. 歯の歯幅方向一端部側の端面には、前記歯の輪郭に沿って歯幅方向一端部側の薄肉部が連続して形成されると共に、
   前記歯幅方向一端部側の薄肉部のうちの一方の歯面側を隣りの歯側に張り出させることによって一方の歯面側の張り出し部が形成され、
   前記一方の歯面側の張り出し部は、バックラッシ量を吸収し得るだけ弾性変形すると、前記一方の歯面から外方へ出っ張るようなことがないように形成された、
   ことを特徴とする成形プラスチック歯車。
2. 前記歯の歯幅方向他端部側の端面には、前記歯の輪郭に沿って歯幅方向他端部側の薄肉部が連続して形成されると共に、
   前記歯幅方向他端部側の薄肉部のうちの他方の歯面側を隣りの歯側に張り出させることによって他方の歯面側の張り出し部が形成され、
   前記他方の歯面側の張り出し部は、バックラッシ量を吸収し得るだけ弾性変形すると、前記他方の歯面から外方へ出っ張るようなことがないように形成された、
   ことを特徴とする請求項１に記載の成形プラスチック歯車。
3. 前記一方の歯面側の前記薄肉部は、歯先面近傍が前記一方の歯面とほぼ面一となるように形成され、前記歯先面側近傍の歯元側端部から滑らかに張り出させることによって前記張り出し部が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の成形プラスチック歯車。
4. 前記一方の歯面側の前記薄肉部は、（１）歯先面近傍が前記一方の歯面とほぼ面一となるように形成されると共に、前記歯先面側近傍の歯元側端部から滑らかに張り出すように形成され、（２）歯底面側近傍の張り出し量が歯底面から歯先面に向かうにしたがって漸増するように形成され、（３）ピッチ円直径を中心とする径方向の所定範囲がほぼ同一の張り出し量となるように形成されることにより、前記一方の歯面側の張り出し部が形成され、
   前記他方の歯面側の前記薄肉部は、（１）歯先面近傍が前記他方の歯面とほぼ面一となるように形成されると共に、前記歯先面側近傍の歯元側端部から滑らかに張り出すように形成され、（２）歯底面側近傍の張り出し量が歯底面から歯先面に向かうにしたがって漸増するように形成され、（３）ピッチ円直径を中心とする径方向の所定範囲がほぼ同一の張り出し量となるように形成されることにより、前記他方の歯面側の張り出し部が形成された、
   ことを特徴とする請求項２に記載の成形プラスチック歯車。
5. 一方向への回転が間歇的である間歇回転伝達機構において、
   間歇的に回転を伝達するギヤトレインには、前記請求項１乃至４のいずれかに記載の成形プラスチック歯車が使用されることを特徴とする間歇回転伝達機構。
6. 駆動歯車の回転を被動歯車に伝達する遊び歯車としての前記請求項２又は４に記載の成形プラスチック歯車の使用方法であって、
   前記成形プラスチック歯車の前記一方の歯面側の張り出し部は、前記駆動歯車を一方向に回転させた際に、前記駆動歯車の主動力伝達面となる歯面側と接触しないように、前記駆動歯車に対して歯幅方向にずらして配置し、
   前記成形プラスチック歯車の前記他方の歯面側の張り出し部は、前記駆動歯車を一方向に回転させた際に、前記被動歯車の主動力伝達面となる歯面側と接触しないように、前記被動歯車に対して歯幅方向にずらして配置する、
   ことを特徴とする成形プラスチック歯車の使用方法。

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