專利名稱：帶螺旋齒的纜繩的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在例如打印機(jī)的滑架或掃描機(jī)的圖象讀取裝置中使可動構(gòu)件高精度且靜音移動的“帶螺旋齒的纜繩”。
背景技術(shù)：
日本專利第3263387號公報(bào)(權(quán)利要求書、圖1、圖2)公開了一種帶螺旋齒的纜繩，“在作為芯材的鋼絲繩上覆蓋樹脂層后形成纜繩，在該纜繩主體的外周，設(shè)有將線狀體卷繞后形成的螺旋條，該線狀體是在芯材上設(shè)置樹脂覆蓋層后形成”，其特征為，“設(shè)置沿該繩索的長度方向連續(xù)的螺旋狀凹槽，將該凹槽作為覆蓋樹脂時的固定部”，或“在繩索的外周設(shè)置硬質(zhì)微粒子物的吸附層，在該吸附層的外周設(shè)置樹脂覆蓋層”，或者“在上述凹槽中充填硬質(zhì)微粒子物”。
用于上述圖象讀取裝置的帶螺旋齒的纜繩，是將其螺旋齒與主動側(cè)的斜齒齒輪嚙合而作為從動側(cè)進(jìn)行作動、停止的，因此其螺旋齒會受到斜齒齒輪導(dǎo)致的急速起動、急速停止等較大外力，成為傳達(dá)到纜繩主體的作動力傳達(dá)流程。
可是，采用日本專利第3263387號公報(bào)的構(gòu)造時，由于上述較大的傳達(dá)力，導(dǎo)致理應(yīng)使相互接合面上產(chǎn)生滑動應(yīng)力和剪斷應(yīng)力的“纜繩主體與螺旋齒樹脂覆蓋層間不同材質(zhì)的微妙關(guān)系”、以及“將螺旋齒的外力經(jīng)由自身的樹脂覆蓋而傳達(dá)到作為芯材的鋼絲繩的、纜繩主體的鋼絲繩與樹脂覆蓋層間不同材質(zhì)的微妙關(guān)系”未能發(fā)揮作用，所以會產(chǎn)生“外力造成的相對滑動、相對移動”，使從動側(cè)的可動構(gòu)件作動，且由于這種纜繩主體的作動量精度不良而造成停止位置誤差，該停止位置誤差會導(dǎo)致圖象讀取裝置的從動作動構(gòu)件的停止誤差，從而損害圖象讀取精確度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是要提供能解決以上問題的帶螺旋齒的纜繩。
本發(fā)明的帶螺旋齒的纜繩“在纜繩主體的外周具有將線狀體卷繞后形成的螺旋條，上述纜繩主體是在具有沿長度方向連續(xù)的螺旋狀凹槽的鋼絲繩芯材上設(shè)置樹脂覆蓋層后形成，上述線狀體是在線狀芯材上設(shè)置樹脂覆蓋層后形成，其特征為上述纜繩主體的樹脂覆蓋層由含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂所構(gòu)成，上述線狀體的樹脂覆蓋層由可塑化樹脂或彈性樹脂所構(gòu)成，上述纜繩主體在纜繩主體的樹脂覆蓋層內(nèi)包含芯材的同種材料，且在上述纜繩主體與上述線狀體的任一樹脂覆蓋層中也包含同種樹脂材料”。上述凹槽包含通過后述的側(cè)股線缺失所產(chǎn)生的凹槽、以及在側(cè)股線相鄰之間所產(chǎn)生的凹槽。
也就是說，上述構(gòu)造的本發(fā)明的帶螺旋齒的纜繩，通過將“纜繩主體的芯材與樹脂覆蓋層成分的材質(zhì)”、及“相互接合的纜繩主體與線狀體的樹脂覆蓋層的構(gòu)成成分的材質(zhì)”限定為同種材料，來提高它們之間的相對磨擦性。
為了進(jìn)一步通過限定前述相對材質(zhì)來提高同種材料結(jié)構(gòu)的特有作用，本發(fā)明的上述基本構(gòu)造的帶螺旋齒的纜繩可根據(jù)需要而采取下述實(shí)施形態(tài)。
即，纜繩主體可以“在不銹鋼繩索上設(shè)置用耦合劑進(jìn)行表面處理的、采用了鈦酸鉀晶須的含金屬氧化物纖維的樹脂覆蓋層”，或“纜繩主體的樹脂覆蓋層的含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂是聚酰胺，而線狀體的樹脂覆蓋層由可塑化或彈性化的聚酰胺組成”。
可以是“纜繩主體的凹槽通過鋼絲繩側(cè)股線的單數(shù)缺失來構(gòu)成”、“鋼絲繩的扭捻方向與螺旋條的卷繞方向互為相反”、“將纜繩主體與線狀體的樹脂覆蓋層的相互色調(diào)、或與螺旋條嚙合連動的斜齒齒輪與纜繩主體的相互色調(diào)設(shè)定為公知的互補(bǔ)色對比、亮度對比，以提高對它們的動作辨別”。
本發(fā)明的上述基本構(gòu)造的帶螺旋齒的纜繩，由于用同種材料構(gòu)成作為外力傳達(dá)媒介體的纜繩主體和螺旋條的樹脂覆蓋層，所以大幅度提高了粘接為一體的樹脂覆蓋層相互間的粘接性與磨擦系數(shù)。而且纜繩主體也由于鋼絲繩芯材與自身的樹脂覆蓋層由同種材料構(gòu)成，所以相互接合的繩索與樹脂覆蓋層之間的磨擦系數(shù)大幅度上升。
一般來說，相接的面之間的磨擦阻力被看作剪斷真實(shí)接觸部的凝結(jié)所必需的力，例如在硬軟材質(zhì)的接觸部，是在剪斷力較弱的軟材質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生剪斷。在以上的磨擦結(jié)構(gòu)中，如采用本發(fā)明的帶螺旋齒的纜繩的上述同種材料構(gòu)造，則由于材質(zhì)差異造成的剪斷力差異很小，且由于材質(zhì)的均質(zhì)性而在接觸界面上產(chǎn)生很強(qiáng)的凝結(jié)力，由此可大幅度提高磨擦系數(shù)，可有效防止它們之間的相對滑動。
于是，可以更穩(wěn)定地提高主動側(cè)的斜齒齒輪的外力使可動構(gòu)件急速起動、急速停止的帶螺旋齒的纜繩的可動精度。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的帶螺旋齒的纜繩，(A)是其使用狀態(tài)的局部主視圖，(B)是其橫剖面圖。
圖2表示本發(fā)明帶螺旋齒的纜繩的旋轉(zhuǎn)角度與負(fù)載的關(guān)系。
具體實(shí)施例方式
首先，參照圖1來說明本發(fā)明一實(shí)施形態(tài)的帶螺旋齒的纜繩1(以下稱作帶齒纜繩1)。
帶齒纜繩1是在將樹脂覆蓋層5A設(shè)置在芯材鋼絲繩4上形成的纜繩主體2的外周，具有將線狀體3卷繞成螺旋狀后構(gòu)成的螺旋條S，該線狀體3是在作為芯材的線材6上設(shè)置樹脂覆蓋層5B后形成的，纜繩主體2是將奧氏體類不銹鋼線材捻合后使其缺失一根側(cè)股線7(捻合的7根側(cè)股線7中的一根)，將外周具有螺旋狀凹槽8的鋼絲繩4作為芯材，且具有填埋該凹槽8以包住鋼絲繩4的外周的“由含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂的聚酰胺(12N)所構(gòu)成的樹脂覆蓋層5A”。
構(gòu)成螺旋條S的線狀體3同樣是在奧氏體類不銹鋼材的線材6上設(shè)置“由彈性化的聚酰胺(12N)構(gòu)成的樹脂覆蓋層5B”，該帶齒纜繩1將“纜繩主體2的樹脂覆蓋層5A與線狀體3的樹脂覆蓋層5B”及“纜繩主體2的鋼絲繩4與樹脂覆蓋層5A”的相對材質(zhì)是分別限定為同種材料。
該纜繩主體2和螺旋條S結(jié)合成如下狀態(tài)“側(cè)股線7相對于帶齒纜繩1的纜繩中心線9的捻合方向”與“螺旋條S相對于纜繩主體2的卷繞方向”為互為相反的方向，纜繩主體2與螺旋條S通過異氰酸酯粘合劑相互粘合。
該實(shí)施形態(tài)的各尺寸為“繩索4的捻合構(gòu)造為6×7(7根捻合線有6束)，直徑約0.36mm，樹脂覆蓋層5A的直徑約0.45mm，螺旋條S的間距約2.02mm，線狀體3的直徑約0.4mm，螺旋條S的螺旋角約45°”。
使用于上述樹脂覆蓋層的聚酰胺彈性層是柔軟聚酰胺樹脂，包含用可塑劑可塑化的聚酰胺及由硬碎片和軟碎片構(gòu)成的聚酰胺彈性體兩者。具體來說，可塑化聚酰胺使用Daicel公司制的商品名為“DAIAMIDO L2121”的產(chǎn)品，聚酰胺彈性體是使用“DAIAMIDO E55-S3.X4442”。
圖1的帶齒纜繩1可以解決上述的技術(shù)課題。也就是說，經(jīng)由螺旋條S受到斜齒齒輪H的作動力而動作的纜繩主體2，會產(chǎn)生纜繩長度方向的拉伸應(yīng)力，所以特別需要繩索4與樹脂覆蓋層5A的結(jié)合強(qiáng)度以及樹脂覆蓋層5A的拉伸強(qiáng)度。
本實(shí)施形態(tài)中纜繩主體2是形成“金屬材質(zhì)的鋼絲繩4與樹脂覆蓋層5A的成分中的金屬纖維間的磨擦”，故磨擦系數(shù)增大而提升了兩者的結(jié)合力，并且樹脂覆蓋層5A的金屬纖維會由于纖維特有的相互干涉作用(粒子物質(zhì)中不存在)而能夠增大拉伸負(fù)載(是不含金屬纖維的同一條件粒狀物的約1.6倍)。
由于纜繩主體2的樹脂覆蓋層5A與構(gòu)成螺旋條的線狀體3的樹脂覆蓋層5B的樹脂成分設(shè)定為同種材料，相互粘接的粘接劑能均等地?cái)U(kuò)散于相互接合的樹脂覆蓋層5A、5B，很少產(chǎn)生樹脂覆蓋層相互間材質(zhì)差異導(dǎo)致的粘接后內(nèi)部應(yīng)力，呈現(xiàn)非常堅(jiān)固的粘接狀態(tài)，并且同種材料還有增大磨擦系數(shù)的作用。
從而，能夠充分承受由于斜齒齒輪H的主動荷重所造成的“使螺旋條S與樹脂覆蓋層5A剝離的應(yīng)力”，能穩(wěn)定螺旋條S與樹脂覆蓋層5A的相對形狀、及螺旋條S的間距等，能穩(wěn)定且順暢地進(jìn)行精確的外力傳達(dá)。
并且，該實(shí)施方式的帶齒纜繩1由于纜繩主體2的鋼絲繩4的捻合方向與螺旋條S的卷繞方向互為相反，因此具有以下的特有作用。
將與上述實(shí)施方式同一條件的纜繩主體2與線狀體3組合成帶齒纜繩1，其中帶齒纜繩1A是使纜繩主體2的捻合方向與線狀體3的卷繞方向相反，即，與圖1的實(shí)施形態(tài)相同，而帶齒纜繩1B則是使線狀體3的卷繞方向與纜繩主體2的捻合方向相同的，1A和1B長度相同，將兩者的上端固定而在下端施加負(fù)載使之下垂，對比帶齒纜繩1A、1B各自對于繩索中心的旋轉(zhuǎn)角θ，結(jié)果帶齒纜繩1A只是帶齒纜繩1B的約60％(參照圖2)。
以上的對比實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)將帶齒纜繩A用在圖象讀取裝置時，當(dāng)主動側(cè)的斜齒齒輪H的驅(qū)動力使纜繩長軸方向受到張力時，帶齒纜繩1A的纜繩主體2的捻合旋轉(zhuǎn)角較小。
從而，當(dāng)上述旋轉(zhuǎn)角θ較大時存在的“鋼絲繩4長度方向的荷重導(dǎo)致螺旋條S與斜齒齒輪H的整合性變動，從而導(dǎo)致與斜齒齒輪H嚙合時的壓力角變化，結(jié)果妨礙纜繩主體2的作動精度，并且增加了斜齒齒輪H的功能缺點(diǎn)、即鋼絲繩4的軸向力，使帶齒纜繩的停止位置產(chǎn)生誤差，導(dǎo)致圖象不均勻”的不良現(xiàn)象，在上述旋轉(zhuǎn)角θ較小的帶齒纜繩1A上極少發(fā)生，可以提升上述停止精確度。
接下來說明本發(fā)明的其它實(shí)施方式。作為本發(fā)明的帶齒纜繩1A的纜繩主體2的樹脂覆蓋層5A的含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂1，可使用“鎢、石墨、碳化硅或氮化硅的各晶須”。
作為該晶須，最好使用鈦酸鉀晶須，例如使用平均纖維直徑＝0.4微米，平均纖維長度＝15微米，長度直徑比為37.5的單結(jié)晶纖維(例如日本大冢化學(xué)公司的商品TISUMO D)。
使用以上晶須的樹脂覆蓋層5A具有下述的特有作用。也就是說，由于上述鈦酸鉀晶須是纖維狀的，所以可通過單結(jié)晶纖維相互干涉作用來防止以下不良現(xiàn)象“當(dāng)反復(fù)發(fā)生由粒子導(dǎo)致的磨耗時，粒子會從樹脂脫落而在接觸接界面成為滾動磨耗，該粒子部分會產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致樹脂覆蓋層的龜裂、剝離”。
由于采用上述的細(xì)微纖維，可以確實(shí)進(jìn)行對鋼絲繩4的極小凹槽8進(jìn)行充填。通過將上述例示的晶須混合到聚酰胺(12N)中，可提升與驅(qū)動側(cè)的斜齒齒輪H間的耐磨耗性，并且可以提升由斜齒齒輪H所產(chǎn)生的纜繩主體2的拉伸張力與螺旋條S的壓縮張力等機(jī)械性質(zhì)，并且能明顯減少線膨脹系數(shù)(降低到1/5)，可以提高加熱擠出成形的細(xì)徑帶齒纜繩1的尺寸穩(wěn)定性。
上述鈦酸鉀晶須比作為芯材的鋼絲繩4的不銹鋼材料更軟，所以不會傷到芯材，可以防止擠出成形時的螺旋損傷。
以下說明其它實(shí)施形態(tài)的第一～第三方式。第一方式是在使用晶須的上述實(shí)施形態(tài)中，對該晶須使用硅烷類、鈦酸酯類(用聚酰胺12N時是氨基硅烷類)的耦合劑進(jìn)行表面處理。
以上表面處理可提升與熱可塑性樹脂間的“相濡性”，并提高樹脂材料的分離性、相溶性。
第二方式是應(yīng)用白色針狀結(jié)晶的上述晶須的調(diào)色容易性來提升外觀性，是將“圖1所示的纜繩主體2的樹脂覆蓋層5A與線狀體3的樹脂覆蓋層5B的相對色調(diào)”、或“斜齒齒輪H與纜繩主體2的樹脂覆蓋層5A的相對色調(diào)”、或“斜齒齒輪H與線狀體3的樹脂覆蓋層5B的相對色調(diào)”設(shè)定為彩色的公知“補(bǔ)色對比”或黑白色的公知“亮度對比”。
采用該補(bǔ)色對比、亮度對比，可通過該外觀性功能更容易目視確認(rèn)帶齒纜繩1A、斜齒齒輪H的嚙合連動狀態(tài)。
第三方式是，形成螺旋條S的線狀體3在不銹鋼線(直徑＝0.11mm)的芯材上設(shè)置聚酰胺彈性體的樹脂覆蓋層5B，利用聚酰胺彈性體的彈性，可提升與斜齒齒輪H嚙合連動時的靜音性，且提升面接觸性。
上述聚酰胺彈性體是在硬碎片上使用結(jié)晶性聚酰胺(12N)、在軟碎片上使用非結(jié)晶聚醚聚酯的異分子聚合物。
當(dāng)將該第三方式用于復(fù)印機(jī)驅(qū)動裝置時，利用樹脂覆蓋層5B的彈縮性與滑動性，可以防止由于碳粉的落下、咬入造成的齒輪損傷，以維持驅(qū)動裝置的機(jī)能。由于線狀體3僅受到斜齒齒輪H的壓縮應(yīng)力，所以不需要特別的拉伸強(qiáng)度，用上述聚酰胺彈性體就可達(dá)成耐用的功能。
本發(fā)明的帶螺旋齒的纜繩并不限定于上述實(shí)施方式，纜繩主體2、線狀體3的芯線也可用其它材質(zhì)，樹脂覆蓋層5A、5B的樹脂材質(zhì)除了以上示例外，只要概念上包含上述基本構(gòu)成要件就可以。纜繩主體2也可做成圓形剖面以外的“周長大于同一截面積的圓形的方形剖面形狀”，以達(dá)成堅(jiān)固結(jié)合。
如上所述，本發(fā)明的帶螺旋齒的纜繩在用作通過主動側(cè)的斜齒齒輪而使可動構(gòu)件起動、停止的從動用纜繩時，可以提升其可動構(gòu)件的停止位置精度，因此可大幅度地提升和穩(wěn)定譬如圖象讀取裝置的圖象讀取性能。
權(quán)利要求
1.一種帶螺旋齒的纜繩，在纜繩主體的外周具有將線狀體卷繞后形成的螺旋條，所述纜繩主體是在具有沿長度方向連續(xù)的螺旋狀凹槽的鋼絲繩芯材上設(shè)置樹脂覆蓋層后形成，所述線狀體是在線狀芯材上設(shè)置樹脂覆蓋層后形成，其特征為所述纜繩主體的樹脂覆蓋層由含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂所構(gòu)成，所述線狀體的樹脂覆蓋層由可塑化樹脂或彈性化樹脂構(gòu)成，所述纜繩主體在纜繩主體的樹脂覆蓋層內(nèi)包含芯材的同種材料，且在所述纜繩主體與所述線狀體的任一樹脂覆蓋層中也包含同種樹脂材料。
2.如權(quán)利要求1所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為纜繩主體在不銹鋼繩的鋼絲繩芯材上設(shè)置采用了鈦酸鉀晶須的金屬氧化物纖維的樹脂覆蓋層。
3.如權(quán)利要求2所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為鈦酸鉀晶須使用耦合劑進(jìn)行表面處理后形成?！?br> 4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為纜繩主體的樹脂覆蓋層的含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂是聚酰胺，線狀體的樹脂覆蓋層由可塑化或彈性化的聚酰胺組成”。
5.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為纜繩主體的凹槽通過鋼絲繩側(cè)股線的單數(shù)缺失來構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為纜繩主體的鋼絲繩的扭捻方向與螺旋條在該鋼絲繩上的卷繞方向互為相反。
7.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為纜繩主體與螺旋條的樹脂覆蓋層的色調(diào)相互呈補(bǔ)色對比或亮度對比。
8.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的帶螺旋齒的纜繩，其特征為主動驅(qū)動用斜齒齒輪與纜繩主體的樹脂覆蓋層或線狀體的樹脂覆蓋層的色調(diào)相互呈補(bǔ)色對比或亮度對比。
全文摘要
一種帶螺旋齒的纜繩，在纜繩主體(2)的外周具有將線狀體(3)卷繞后形成的螺旋條(S)，纜繩主體(2)是在具有沿長度方向連續(xù)的螺旋狀凹槽(8)的鋼絲繩芯材(4)上設(shè)置樹脂覆蓋層(5A)后形成，線狀體(3)是在線狀芯材上設(shè)置樹脂覆蓋層(5B)后形成，其特征為纜繩主體(2)的樹脂覆蓋層(5A)由含金屬纖維的樹脂或含金屬氧化物纖維的樹脂所構(gòu)成，線狀體(3)的樹脂覆蓋層(5B)由可塑化樹脂或彈性化樹脂構(gòu)成，纜繩主體(2)的樹脂覆蓋層(5A)內(nèi)包含芯材的同種材料，且在纜繩主體(2)與線狀體(3)的任一樹脂覆蓋層(5A)、(5B)中也包含同種樹脂材料。能提升鋼絲繩(4)與樹脂覆蓋層(5A)、芯材與樹脂覆蓋層(5B)、以及樹脂覆蓋層(5A)、(5B)的相對摩擦系數(shù)和結(jié)合力，能大幅度提高動作精確度。
文檔編號D07B1/14GK1530490SQ200410003589
公開日2004年9月22日 申請日期2004年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月6日
發(fā)明者加藤富久 申請人:朝日印帝克株式會社