JP2006266371A - 一方向間欠送りユニット - Google Patents

Abstract

【課題】一方向型トルクリミッタを組み込んだラチェットに揺動アームの駆動爪を係合させ、該揺動アームの往復揺動により前記ラチェット及びこれと一体のスプロケットを間欠回転させるようにした一方向間欠送りユニットにおいて、前記駆動爪からラチェットに加えられる力によってラチェットの回転中心に変位が生じ、これによって送り精度が低下する不都合を解消することである。
【解決手段】揺動アーム２に一対の駆動爪１２ａ、１２ｂをラチェット８の中心対称となる位置に設け、各駆動爪１２ａ、１２ｂによって同一方向・同一大きさの駆動力Ｆ１、Ｆ１を同時に加えることにより、ラチェット８の回転中心に加わる変位力Ｆ２、Ｆ２を相殺させることにより送り精度を向上させた。
【選択図】図１

Description

この発明は、インデックステーブル等の部品供給装置等における送りユニットとして使用される一方向間欠送りユニットに関し、特に送り精度を向上させたものである。

一方向間欠送り機構として、爪車に駆動爪と逆止爪を係合せしめ、駆動爪の１回転で爪車を１歯分回転させ、その駆動爪が爪車から外れ次の駆動に移る間は前記逆止爪で爪車の逆転を防止するようにしたものが従来から知られている（非特許文献１）。

前記の機構は駆動爪の１回転につき爪車を１歯分回転させるようにしており、入力が回転形式で駆動爪に加えられる場合、また、爪車の回転に何らのトルクを発生させる必要のない場合に適した構造である。

しかし、入力が揺動形式で加えられる場合、また爪車の回転に所要のトルクを必要とするような場合においては使用することができない。このような場合に適した一方向間欠送りユニットとして、当出願人は、先に図７（ａ）に示したようなものを特許出願している（特願２００４−１９５５０８）。この一方向間欠送りユニットは、前記の場合と同様に、逆止手段としての一方向型トルクリミッタ４４を組み込んだラチェット４８、該ラチェット４８と一体回転する出力手段としてのスプロケット４３、これらのラチェット４８とスプロケット４３と同軸に取付けられた揺動アーム４０、該揺動アーム４０に回転自在に取付けられた駆動爪４２からなり、前記の駆動爪４２は付勢ばね４５により常時ラチェット４８の歯４１に係合するように付勢される。

上記揺動アーム４０の一定方向（矢印ａ参照）への揺動により、一方向型トルクリミッタ４４は空転し、同時に駆動爪４２がラチェット４８を１歯分回転させる。揺動アーム４０の逆方向（矢印ｂ参照）への揺動により、一方向型トルクリミッタ４４はロックしてラチェット４８等の逆転を防止しつつ駆動爪４２は元の状態に復帰し次の歯４１に係合する。以下このような間欠駆動を繰り返して間欠的な送りを加える。上記の一方向型トルクリミッタ４４は、スプロケット４３の回転に対し一定のトルクを付与する作用を行う。

なお、図７（ａ）において符号４６はフレーム、４７はそのフレーム４６に設けられた凹部であり、前記のスプロケット４３はその凹部４７に配置される。
「機械運動機構」昭和３２年１０月１５日 技報堂出版株式会社発行、４４頁、第５章「２５１回転爪と爪車」

図７（ａ）に示した一方向間欠送りユニットにおいては、駆動爪４２がラチェット４８の歯４１に係合してこれを回転させる際、ラチェット４８に対して接線方向の回転力Ｆ１を及ぼす（図７（ｂ）参照）。

この回転力Ｆ１はラチェット４８を回転させるが、同時に回転軸４９との間の摩擦の存在及び嵌合すき間の存在等により、ラチェット４８及びこれと一体のスプロケット４３に対し前記回転力Ｆ１の方向に変位させる力Ｆ２（以下、変位力Ｆ２と称する。）を生じさせる。このような変位力Ｆ２が作用するとラチェット４８及びスプロケット４３の回転に振れが生じ、スプロケット４３による送り精度を低下させる原因となる。

そこで、この発明は、駆動爪４２の作動によってラチェット４８を１歯づつ回転させる際に、ラチェット４８及びこれと一体のスプロケット４３等の出力手段に前記の変位力Ｆ２が作用しないようにすることにより、出力手段による送り精度を高めることを課題とする。

前記の課題を解決するために、この発明は、逆止手段を有するラチェット、該ラチェットと一体回転する出力手段、前記ラチェットと出力手段とに同軸状態に取付けられた揺動アーム、該揺動アームに回転自在かつ前記ラチェットの歯に係合するように付勢して取付けられた駆動爪からなり、前記揺動アームの一定方向への揺動時に前記駆動爪の係合により該ラチェットを回転させ、前記と反対方向への揺動時に前記逆止手段によりラチェットの逆回転を防止しつつ駆動爪を復帰させるという作動を繰り返すことにより前記出力手段を一方向に間欠送りするようにした一方向間欠送りユニットにおいて、前記駆動爪が一対用いられ、各駆動爪が前記揺動アームの回転中心対称の位置において前記ラチェットに対し同一回転方向に向けて係合され、各駆動爪により前記ラチェットに同時に偶力を作用させる構成とした。

前記構成の一方向間欠送りユニットは、揺動アームの一定方向への揺動により、
一対の駆動爪がラチェットの中心対称の位置において同時に同方向へ作用してラチェットを１歯分回転させる。このとき、各駆動爪がラチェットに与える回転力は、いわゆる偶力であってこれによりラチェットを回転させるが、同時に変位力も与える。各駆動爪による変位力は大きさが等しく方向反対の力であるため双方の変位力は相殺される。

以上のように、この発明は、ラチェットを駆動するために一対の駆動爪を揺動アームの回転中心対称の位置に取付け、同時に同方向に駆動させてラチェットを間欠回転させるようにしたので、ラチェットに作用する変位力が相殺される。これにより、スプロケット等の出力手段の変位が抑制され送り精度が向上する効果がある。

以下、添付図面に基づいてこの発明を実施するための最良の形態を説明する。図１から図３に示した実施形態１の一方向間欠送りユニットは、一方向間欠送り手段１、揺動アーム２、出力手段としてのスプロケット３が同軸状態に一体に組み合わされ、ボルト４によりフレーム５の片面に設けられた凹部１０に取付けられる。

図１に示したように、一方向間欠送り手段１は、外歯形式のラチェット８、これと一体に設けられた一方向クラッチ型のトルクリミッタ９、及びそのラチェット８の歯１１に係脱自在となる一対の駆動爪１２ａ、１２ｂとからなる。

前記の揺動アーム２は、前記ボルト４が貫通するボス部２ａと、そのボス部２ａから回転中心対称の方向に延びた一対のアーム部２ｂ、２ｃとからなる。一方のアーム部２ｂは往復運動（矢印ａ、ｂ参照）する入力部材（図示省略）に連結される。前記の駆動爪１２ａ、１２ｂが各アーム部２ｂ、２ｃに軸２３ａ、２３ｂにより回転自在に取付けられる。各駆動爪１２ａ、１２ｂは、揺動アーム２の回転中心対称の位置において同一回転方向に向けて取付けられ、それぞれ同時にラチェット８の歯１１に対して係脱される。なお、各駆動爪１２ａ、１２ｂはそれぞればね２４ａ、２４ｂにより各歯１１に対して付勢され、安定した姿勢を保持する。

図２に示したように、前記ラチェット８のフレーム５側の外周面に前記のスプロケット３が一体に設けられる。スプロケット３はラチェット８より大径に形成され、歯車その他の出力部材に係合される。ラチェット８とスプロケット３の共通のボス部１３は同時にトルクリミッタ９の内輪をなす。そのボス部１３とフレーム５の凹部１０の内周面の間に環状の外輪１４が回転自在に嵌合される。

前記外輪１４の内周面に周方向に等間隔をおいて複数箇所のポケット１６が設けられる。各ポケット１６の底面に前記ボス部１３との間で正回転方向Ａと反対方向に狭小となるクサビ角θ（図１参照）が形成され、そのポケット１６にローラ１７と付勢ばね１８が収納される。該付勢ばね１８によりローラ１７をクサビ角θの方向に付勢する。この付勢ばね１８の付勢力は、外輪１４が正回転方向Ａへの空転時に通常の一方向クラッチの空転トルク値（０．１ｋｇｆ・ｃｍ）に比べて大きい空転トルク値（１〜５ｋｇｆ・ｃｍ）が得られるように設定されている。

なお、前記ボルト４は、図２及び図３に示したように、ワッシャ２１を介して揺動アーム２のボス部２ａ、ラッチェット８とスプロケット３に中心において貫通され、フレーム５に固定される。

実施形態１の一方向間欠送りユニットは以上のような構成であり、図１に示した状態から、図示省略の入力部材により揺動アーム２が一定角度だけ矢印ａ方向（図１参照）に揺動された場合、駆動爪１２ａ、１２ｂが歯１１に同時に係合して送り作用を行う。トルクリミッタ９は所定のトルクを発生しながら空転し、ラチェット８及びこれと一体のスプロケット３を正回転方向Ａに１ピッチ分だけ回転させる。

上記の場合、各駆動爪１２ａ、１２ｂはラチェット８に対し同時に方向反対大きさ同一の回転力Ｆ１（偶力）を与えこれを正回転方向（矢印Ａ方向）に回転させる一方、ラチェット８及びスプロケット３の共通のボス部１３の回転中心に対しては方向反対大きさ同一の変位力Ｆ２を与える。変位力Ｆ２は前記回転中心を通る一直線上に作用するので相殺され、ラチェット８及びスプロケット３の変位を防止する。

次に揺動アーム２が矢印ｂ方向に揺動すると、各駆動爪１２ａ、１２ｂはラチェット８の歯１１上を後退するため送り作用は行われない。後退揺動限で各駆動爪１２ａ、１２ｂがそれぞれ同時に歯１１に係合する。この間、反対方向の力に対してトルクリミッタ９はロック状態となり逆回転が防止される。

次に、図４から図６に示した実施形態２の一方向間欠送りユニットは、ラチェット８が内歯形式のものであり、三角形の歯１１が内径面に形成される。そのラチェット８の内側外径面に前記実施形態１と同様のスプロケット３が一体に設けられる。スプロケット３のボス部がトルクリミッタ９の外輪１４を兼用し、その外輪１４がフレーム５の凹部１０に回転自在に嵌合される。また、その凹部１０の中心に固定軸３５がそれ自身に設けられたねじ軸３８をフレーム５に貫通しナット３９で締結固定される（図５参照）。

トルクリミッタ９の外輪１４は、図４に示したように、その内周面に所要数のポケット１６が設けられ、前記固定軸３５との間で正回転方向Ａに狭小となるクサビ角θを有し、そのポケット１６にローラ１７及び付勢ばね１８が収納される。付勢ばね１８はローラ１７をクサビ角θの方向に付勢する。

揺動アーム２のボス部２ａはラチェット８の全体をカバーする大きさに形成され、その内面において回転中心対称の位置に一対の駆動爪１２ａ、１２ｂがピン３６により回動自在に取付けられる。各駆動爪１２ａ、１２ｂはボス部２ａとの間に設けられた付勢ばね２４ａ、２４ｂにより、前記内歯形式のラチェット８の歯１１に対し駆動方向に傾斜して係合される。なお、揺動アーム２のボス部２ａは、前記固定軸３５の外端小径部３４に回転自在に嵌合され、ワッシャ２１を介してビス３７で取付けられる。

前記の揺動アーム２が図４の矢印ａ方向に揺動した場合、一対の駆動爪１２ａ、１２ｂがラチェット８とこれと一体のスプロケット３を正回転方向に回転させる。これによりトルクリミッタ９が空転する。この場合も、先に図１（ｂ）に示したと同様に、各駆動爪１２ａ、１２ｂはラチェット８に対し同時に方向反対大きさ同一の回転力Ｆ１（偶力）を与えこれを回転させる一方、ラチェット８及びスプロケット３の回転中心に対して方向反対大きさ同一の変位力Ｆ２を与える。変位力Ｆ２は前記回転中心を通る一直線上に作用するので相殺され、ラチェット８及びスプロケット３の変位を防止する。

揺動アーム２が前記と反対に揺動すると（矢印ｂ参照）、各駆動爪１２ａ、１２ｂは歯１１から外れる。

（ａ）実施形態１の縦断正面図、（ｂ）同上の力関係の説明図 図１のＸ−Ｘ線の断面図 実施形態１の分解斜視図 実施形態２の縦断正面図 図４のＹ−Ｙ線の断面図 実施形態２の分解斜視図 従来例の縦断正面図

符号の説明

１ 一方向間欠送り手段
２ 揺動アーム
２ａ ボス部
２ｂ、２ｃ アーム部
３ スプロケット
４ ボルト
５ フレーム
８ ラチェット
９ トルクリミッタ
１０ 凹部
１１ 歯
１２ａ、１２ｂ 駆動爪
１３ ボス部
１４ 外輪
１６ ポケット
１７ ローラ
１８ 付勢ばね
２１ ワッシャ
２３ａ、２３ｂ 軸
２４ａ、２４ｂ ばね
３５ 固定軸
３６ ピン
３７ ビス
３８ ねじ軸

Claims (3)

1. 逆止手段を有するラチェット、該ラチェットと一体回転する出力手段、前記ラチェットと出力手段とに同軸状態に取付けられた揺動アーム、該揺動アームに回転自在かつ前記ラチェットの歯に係合するように付勢して取付けられた駆動爪からなり、前記揺動アームの一定方向への揺動時に前記駆動爪の係合により該ラチェットを回転させ、前記と反対方向への揺動時に前記逆止手段によりラチェットの逆回転を防止しつつ駆動爪を復帰させるという作動を繰り返すことにより前記出力手段を一方向に間欠送りするようにした一方向間欠送りユニットにおいて、前記駆動爪が一対用いられ、各駆動爪が前記揺動アームの回転中心対称の位置において前記ラチェットに対し同一回転方向に向けて係合され、各駆動爪により前記ラチェットに同時に偶力を作用させることを特徴とする一方向間欠送りユニット。
2. 前記ラチェットが外歯形式である場合において、前記揺動アームがその回転中心に対して対称形に半径方向に突き出したアーム部を有し、各アーム部にそれぞれ前記の駆動爪を取付けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向間欠送りユニット。
3. 前記ラチェットが内歯形式である場合において、前記揺動アームがその回転中心の回りにボス部を有し、そのボス部の中心対称の位置に前記の駆動爪をそれぞれ取付けたことを特徴とする請求項１に記載の一方向間欠送りユニット。

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