JP2007024083A - 一方向間欠送りユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ラチェットホイールに逆転防止手段としての一方向クラッチ型トルクリミッタを組み込み、該トルクリミッタの内輪をハウジングに固定した一方向間欠送りユニットにおいて、その小型化・高トルク化を図ることである。
【解決手段】一方向クラッチ型のトルクリミッタ２が、ラチェットホイール１の内径面に嵌合固定され片面に欠円部７を設けた内輪３と、その欠円部７に形成されたカム面８と前記ラチェットホイール１の内径面とによって形成された一定のクサビ角θを有する単一のポケット９と、そのポケット９に収納された単一の扁平なころ１２と、該ころ１２をクサビ角θの方向に付勢する付勢ばね１３とから構成され、揺動部材１６の送り方向への揺動時に前記ころ１２がクサビ角θから離れる方向に移動して所定の空転トルクを発生させ、前記と逆方向への揺動時に前記ころ１２をクサビ角θに噛み込ませてロックさせるようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、ラチェットホイール機構を用いた一方向間欠送りユニットに関し、特に逆転防止手段として一方向クラッチ型トルクリミッタを用いたものに関するものである。

ラチェットホイール機構を用いた一方向間欠送りユニットに関しては、従来公知である（特許文献１参照）。

前記特許文献１に開示された一方向間欠送りユニットは、外径面にスプロケットが形成された外歯形式のラチェットホイールと、そのラチェットホイールに同軸状態に取り付けられた揺動部材と、その揺動部材に設けられ前記ラチェットホイールのラチェットに係合される駆動爪と、該駆動爪を前記ラチェットに噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、前記ラチェットホイールの逆転防止手段とからなり、前記揺動部材の揺動による駆動爪の往復揺動により前記ラチェットホイールを一定の送り方向に間欠回転させるようになっている。

前記の逆転防止手段として、特許文献１においては複数のころを組み込んだころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタが用いられている。

一方、ころ形式の一方向クラッチとして、欠円部を有する内輪と外輪の内径面とによって単一のポケットを設け、そのポケットに単一のころを収納するとともに、該ころの片側に収納したばねによって該ころを一方向に付勢するようにしたものが知られている（特許文献２）。この単一ころ形式の一方向クラッチは、前記ばねの収納位置と反対側にクサビ角が形成され、ころがクサビ角と反対方向（ばね側）に移動するように内・外輪が相対回転した場合に空転トルクが発生し、逆にクサビ角の方向に移動することによりロックする作用を行うものである。この一方向クラッチは、前記ばねの付勢力を比較的大きく設定することにより、空転時に所定のトルクを発生する一方向クラッチ型トルクリミッタとして使用できるものである。
特開２００５−９８４９０号公報 特開２００３−９０３５７号公報

前記の一方向間欠送りユニットに使用されていた一方向クラッチ型トルクリミッタ（特許文献１記載されたもの）は、送り方向への回転時に所定の空転トルクを発生することにより、被搬送物が余計に引き出されることがないようにして確実な送り作用を行わせる機能をもったものである。しかし、従来の場合は、複数の各ころが比較的小径（ラチェットホイールの半径に比べ相当小径）であり、これらのころにばね力を負荷させトルクを発生させているが、ばねの大きさはころ径に合わせた大きさのものしか使用できないので、ばねのサイズを大きくして発生トルクを大きくすることには限度がある。そのため、トルクの増大を図るためには、ころ長を長くしたり、ころ数を増加したりすることで対応する必要がある。

その結果前記のトルクリミッタを用いた従来の一方向間欠送りユニットは軸方向の幅がころ長以上に大きいものとなり、小サイズ化が妨げられる問題があった。

一方、前記の単一ころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタ（特許文献２に記載されたもの）を前記の複数ころを用いた一方向クラッチ型トルクリミッタに置き換えることが考えられる。

前記単一ころ形式のものは、ころの径を内輪の半径以上に大きいサイズをとることができ、それに合わせてばね形状も大きくとることができるメリットがある一方、ころ長が比較的長い（例えば、ころ長がころ径の２倍程度。特許文献１の図１参照）ため、ユニットの小型化の妨げとなる問題がある。

そこで、この発明は、前記単一ころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタのメリットを生かす一方、その欠点を解消したものをラチェットホイール機構と組み合わせることにより、小型・高トルク化を図った一方向間欠送りユニットを提供す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、所定の送り手段を備えた外歯形式のラチェットホイールと、そのラチェットホイールに同軸状態に取り付けられた揺動部材と、その揺動部材に設けられ前記ラチェットホイールのラチェットに係合される駆動爪と、該駆動爪を前記ラチェットに噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、前記ラチェットホイールの逆転防止用の一方向クラッチ型トルクリミッタとからなり、前記揺動部材の揺動による駆動爪の往復揺動により前記ラチェットホイールを一定の送り方向に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、前記一方向クラッチ型のトルクリミッタが、前記ラチェットホイールの内径面に嵌合固定され片面に欠円部を設けた内輪と、その欠円部に形成されたカム面と前記ラチェットホイール内径面とによって形成された一定のクサビ角を有する単一のポケットと、そのポケットに収納された単一の扁平なころと、該ころをクサビ角の方向に付勢する付勢ばねとから構成され、前記揺動部材の送り方向への揺動時に前記ころがクサビ角の形成部分から離れる方向に移動して所定の空転トルクを発生させ、戻り方向への揺動時に前記ころをクサビ角の形成部分に噛み込ませてロックさせるようにしたものである。

前記構成の一方向間欠送りユニットは、逆転防止手段としての一方向クラッチ型トルクリミッタのころが扁平形状をなしているため、ユニット全体の軸方向長さの小型化を図ることができる。また、ころの径を十分大きくとることができるので、付勢ばねのばね形状も大きくとることができ、ばね力の大きい付勢ばねを使用することができる。また、ころ径が大きくなると、その外周面のラチェットホイール内径面に対する弾性変形に伴う接触面積も大きくなるので、強い付勢ばねを組み込んでもころの接触面圧が過大になることを防止することができる。

なお、前記ラチェットホイールを外歯形式とすることにより、ラチェットによるユニットの軸方向のサイズへの影響を無くすることができる。

以上のように、この発明に係る一方向間欠送りユニットは、逆転防止手段として扁平なころを用いた単一ころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタを採用したので、ユニット全体の小型化を図ることができる。また、従来の複数本のころを用いた場合に比べ、ころの径が大きくなり、それに伴いばね力の大きな付勢ばねを使用することができるため、１個のころであっても大きいトルクを発生させることができる。さらに、ころとばねの数が各１個であるので組み立て作業も容易である。

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に示した実施形態の一方向間欠送りユニットは、外歯形式のラチェットホイール１の内径側に単一ころ形式の一方向クラッチ型のトルクリミッタ２が組み込まれる。該トルクリミッタ２は内輪３ところ１２及び付勢ばね１３とからなり（図３参照）、該内輪３がハウジング４の凹部５の中央部に収納され、その中心穴１１にねじ１０が挿通されハウジング４の裏面からナット１０’を締結することにより固定される。内輪３の外径面が内側軸受部６となり、その内側軸受部６においてラチェットホイール１の内径面のハウジング４側を回転自在に支持する。

前記内輪３の片方の面（ハウジング４側と反対側の面）にその半径より小さい弦をもった欠円部７が突設される。その弦を形成する面がカム面８となり、該カム面８とラチェットホイール１の内径面との間で欠円形の単一のポケット９が形成される。そのポケット９内に単一のころ１２とＵ字形に湾曲された付勢ばね１３が収納され、該付勢ばね１３によりころ１２がクサビ角θの形成方向に付勢される。クサビ角θは前記カム面８と、ラチェットホイール１の内径面におけるころ１２の接点に引いた接線とのなす角をいう。

前記のころ１２は、図２及び図３に示したように、扁平なものであり、そのころ長は前記ポケット９の軸方向の幅内に収まるサイズに形成される。また、そのころ１２の径は、図１に示したように、内輪３の欠円部７が中心より下方にずれた位置に形成される結果、内輪３の半径を越える大きさに形成される。該ころ１２の偏芯位置（内輪３の中心位置）に偏芯穴１４が設けられる。

前記のねじ１０は、その首部分が大径軸部１５となっており、その段差部分で内輪３を押し付けて該内輪３をハウジング４に固定する。ころ１２の偏芯穴１４が大径軸部１５に回転可能に嵌合される。偏芯穴１４は、前記の大径軸部１５より若干大径に形成され、ころ１２はその径差δ（図１参照）の範囲内で自由である。

前記ラチェットホイール１の開放側の面において、前記ねじ１０の大径軸部１５によって揺動部材１６が揺動可能に取り付けられ、その揺動部材１６の円板形のボス部１７がラチェットホイール１の開放面を閉塞する。そのボス部１７の内面中央部分に軸受凸部１８が設けられ、その軸受凸部１８がラチェットホイール１の内径面に嵌入され、外側軸受部１９が形成される。ラチェットホイール１は、ころ１２を挟んで軸方向に対向した内外の軸受部６、１９により支持される。

前記の揺動部材１６のアーム部に駆動爪２１がピン２２によって回転自在に取り付けられ、その駆動爪２１の爪先がラチェット２３に係合される。またその爪先と反対側の端部に戻しばね２４の一端が取り付けられ、その戻しばね２４の他端が揺動部材１６の一部に取り付けられる。これにより、駆動爪２１がラチェット２３に係合する方向に付勢される。

なお、前記のラチェットホイール１の外径に送り手段としてのスプロケット２５が設けられる。

実施形態の一方向間欠送りユニットは以上のように構成され、揺動部材１６が送り方向（図１の矢印ａ方向）に揺動されると、駆動爪２１がラチェット２３に噛み合ってラチェットホイール１を一定ピッチだけ正回転（矢印Ａ参照）させ、スプロケット２５に係合されたキャリアーテープ２６を１ピッチ分だけ送る。このとき、トルクリミッタ２は空転するが、付勢ばね１３のばね力、ころ１２の半径、クサビ角θの大きさ等によって決定される大きさのトルク（空転トルク）が発生する。このときラチェットホイール１は内側軸受部６と外側軸受部１９の２箇所で支持されて円滑に回転する。

ころ１２は扁平な円板状のものであるから、ユニット全体の軸方向長さのコンパクト化に寄与する。また、その直径は内輪３の半径よりも大きいものであるから、その側面に押し当てられる付勢ばね１３のサイズもころ１２の大きさに応じてサイズの大きいもの、従って強いばね力をもったものを使用することができる。その結果、大きな空転トルクを得ることができる。なお、ばね力が強くなるところ１２のカム面８やラチェットホイール１の内径面との接点における集中荷重による接触面圧も大きくなる心配があるが、ころ１２又は相手面における弾性変形による接触面積がころ１２の径に応じて大きいものとなるので、接触面圧の増大を防ぐことができる。

また、揺動部材１６が戻り方向（図１の矢印ｂ方向）に揺動されると、駆動爪２１はラチェット２３の上を滑って同量だけ戻る。このときトルクリミッタ２がロックしラチェットホイール１の逆転を阻止する。

上記の作用において、ころ１２はねじ１０の大径軸部１５との径差δの範囲でカム面８上を移動し、付勢ばね１３を必要以上に圧縮することを防止する。これにより付勢ばね１３の耐久性が向上する。

実施形態の縦断正面図 図１のＸ−Ｘ線の断面図 同上の分解斜視図

符号の説明

１ ラチェットホイール
２ トルクリミッタ
３ 内輪
４ ハウジング
５ 凹部
６ 内側軸受部
７ 欠円部
８ カム面
９ ポケット
１０ ねじ
１０’ ナット
１１ 中心穴
１２ ころ
１３ 付勢ばね
１４ 偏芯穴
１５ 大径軸部
１６ 揺動部材
１７ ボス部
１８ 軸受凸部
１９ 外側軸受部
２１ 駆動爪
２２ ピン
２３ ラチェット
２４ 戻しばね
２５ スプロケット
２６ キャリアーテープ

Claims (3)

1. 所定の送り手段を備えた外歯形式のラチェットホイール（１）と、そのラチェットホイール（１）に同軸状態に取り付けられた揺動部材（１６）と、その揺動部材（１６）に設けられ前記ラチェットホイール（１）のラチェット（２３）に係合される駆動爪（２１）と、該駆動爪（２１）を前記ラチェット（２３）に噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、前記ラチェットホイール（１）の逆転防止用の一方向クラッチ型トルクリミッタ（２）とからなり、前記揺動部材（１６）の揺動による駆動爪（２１）の往復揺動により前記ラチェットホイール（１）を一定の送り方向に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、
   前記一方向クラッチ型のトルクリミッタ（２）が、前記ラチェットホイール（１）の内径面に嵌合固定され片面に欠円部（７）を設けた内輪（３）と、その欠円部（７）を形成する弦の面に形成されたカム面（８）と前記ラチェットホイール（１）内径面とによって形成された一定のクサビ角θを有する単一のポケット（９）と、そのポケット（９）に収納された単一の扁平なころ（１２）と、該ころ（１２）をクサビ角θの形成方向に付勢する付勢ばね（１３）とから構成され、前記揺動部材（１６）の送り方向への揺動時に前記ころがクサビ角θ形成部分から離れる方向に移動して所定の空転トルクを発生させ、戻り方向への揺動時に前記ころ（１２）をクサビ角θの形成部分に噛み込ませてロックさせるようにしたことを特徴とする一方向間欠送りユニット。
2. 前記ラチェットホイール（１）に形成された送り手段がスプロケット（２５）である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. 前記揺動部材（１６）の内面に軸受凸部（１８）が形成され、その軸受凸部（１８）の外径面と、前記内輪（３）の外径面とにより前記ラチェットホイール（１）の内径面の軸方向２箇所を支持する軸受部（６）（１９）が構成されたことを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向間欠送りユニット。

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