JP2007064315A - 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一方向型トルクリミッタを組み込み、揺動部材に設けた駆動爪を前記ラチェットホイールのラチェットに係合させ、前記揺動部材の揺動運動によってラチェットホイールを間欠回転させる一方向間欠送りユニットにおいて、ラチェットと、揺動部材に取り付けられた係合駆動手段（駆動爪）との係合構造を改良して、組み立て易く、また長期にわたり円滑な回転が得られる一方向間欠送りユニットを提供する。
【解決手段】ラチェットホイール１の端面にラチェット８を設け、これに対面した揺動部材２１の内面に前記ラチェット８に噛み合う駆動歯３２を設け、前記揺動部材２１を付勢ばねによって噛み合い方向に付勢するようにした。
【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、インデックステーブル等の部品供給装置等に使用されるものであり、特にラチェットホイールと揺動部材の係合構造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。
特開２００５−９８４９０号公報

前記の一方向間欠送りユニットは、揺動部材に取り付けた駆動爪をラチェットホイールのラチェットに係合させ、駆動爪の往復揺動に応じてラチェットホイールを間欠回転させるようにしている。

このため、組み立てに際しては、駆動爪の支持ピンや戻しばねを組み付ける必要があるが、ユニット全体の小型化が進展するに従い、これらの部品も小さくなるため、組み立て作業が非常に困難となる問題がある。また、１個の駆動爪を使用した場合、そのラジアル方向の力がスプロケットと一体のラチェットホイール及び揺動部材に作用するため、これらの軸受部に早期に部分的な摩耗が発生し円滑な回転を損なうに至る問題もある。

そこで、この発明は、ラチェットホイールのラチェットと、揺動部材に取り付けられた係合駆動手段（駆動爪）との係合構造を改良して、組み立て易く、また長期にわたり円滑な回転が得られる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、この発明においては、スプロケット７等の送り手段を備えた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２１と、その揺動部材２１に設けられ前記ラチェットホイール１のラチェット８に係合される係合駆動手段と、該係合駆動手段を前記ラチェット８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の逆転防止手段とからなり、前記揺動部材２１の揺動による前記係合駆動手段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、前記ラチェットホイール１と揺動部材２１が軸方向に対向配置され、該ラチェットホール１の対向面に前記ラチェット８が設けられ、前記係合駆動手段が前記揺動部材２１の対向面に形成された駆動歯３２により形成され、前記ラチェット８及び駆動歯３２の少なくとも一方が全周にわたり設けられ、前記ラチェット８と駆動歯３２が相互に噛み合わされた構成を採用した。

前記構成の一方向間欠送りユニットは、揺動部材２１の送り方向の揺動時にその内面に形成された駆動歯３２がラチェットホイール１のラチェット８に噛み合って該ラチェットホイール１を回転させる。また、揺動部材２１が前記と反対の戻り方向に揺動したときは、ラチェットホイール１は逆転防止手段により逆転が防止される一方、揺動部材２１が付勢手段を押し戻して逆回転し元の状態に戻るという作用を繰り返して、スプロケット７等の送り手段に係合されたキャリアーテープ３４等の被搬送物を間欠送りする。

前記ラチェット８又は駆動歯３２が全周にわたり設けられ、他方が中心対称位置の２箇所において部分的に設けられた構成をとることができる。

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、ラチェットホイール１のラチェット８と揺動部材２１の駆動歯３２をそれぞれ軸方向の対向面に設け、これらを相互に噛み合わせるようにしたものであるから、独立した部品である駆動爪が不要となった。その結果、駆動爪を組み付ける作業が不要となり、単に揺動部材２１を組み付けるだけでよいので、小型化されたユニットの組み立てにおいても作業性が損なわれることがない。また、前記ラチェット８と駆動歯３２をそれぞれ全周に設けた場合は駆動歯３２に作用する負荷が個々の駆動歯３２に分散されるため、ラチェット８の摩耗を低減することができる。

また、前記ラチェット８及び駆動歯３２を全周に設けた場合はもとより、いずれか一方を中心対称の２箇所において部分的に設けた場合においても偶力駆動となるため、ラチェットホイール１及びこれと一体のスプロケット７等の送り手段を円滑かつ高い精度で回転させることができる。

以下、添付図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。

図１から図５に示した実施例１の一方向間欠送りユニットは、環状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。

ラチェットホイール１はハウジング４の片面に形成された円形の凹部５に収納される。凹部５の一部はハウジング４の上端縁に設けられた搬送溝６の一部に開放される（図１、図４参照）。ラチェットホイール１の外径面にはスプロケット７が設けられ、その一部が前記の開放部から搬送溝６に突き出される。ラチェットホイール１は環状に形成され、その内径面の外面側の端面において、全周にわたり鋸歯状のラチェット８が形成される。各ラチェット８の形状は、ラチェットホイール１の正回転方向Ａ（図１、図３（ａ）（ｂ）参照）と反対方向に向けて次第に高くなる緩斜面８ａと、その頂上から軸方向に下がる急斜面８ｂとからなる（図３（ｂ）参照）。

前記ラチェットホイール１の内径面に、内輪９、ころ１１及び付勢ばね１２とからなる前記のトルクリミッタ２（図１、図４参照）が収納される。内輪９の外径面がラチェットホイール１の内側軸受部１３（図２参照）となる。前記内輪９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１４が突設される。その弦を形成する面がカム面１５となり、該カム面１５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１６が形成される。そのポケット１６内に単一のころ１１とＵ字形に湾曲された付勢ばね１２が収納され、該付勢ばね１２によりころ１１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１５と、ラチェットホイール１の内径面におけるころ１１の接点に引いた接線とのなす角をいう。

前記の内輪９及びころ１１は、図２及び図４に示したように、扁平なものであり、両者の厚みは前記ポケット１６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１１の径は、図１に示したように、内輪９の欠円部１４が中心より下方にずれた位置に形成される結果、内輪９の半径を越える大きさに形成される。内輪９に中心穴１７が設けられ、またころ１１の偏芯位置に前記中心穴１７と同軸の偏芯穴１８が設けられる。

また、ラチェットホイール１のラチェット８を設けた側の面において、ねじ１９によって揺動部材２１が揺動可能に取り付けられる。ねじ１９は、前記のころ１１の偏芯穴１８、内輪９の中心穴１７及びハウジング４の取り付け穴を貫通してハウジング４の背面においてナット２２により固定され、ねじ頭部２３と揺動部材２１との間に付勢部材としてのコイルばね２４が介在され、揺動部材２１を内向きに付勢する。ねじ１９は首部分が大径部２５となっており、小径部２６との段差部２７を有する。揺動部材２１ところ１１にその大径部２５が挿通され、内輪９とハウジング４に小径部２６が挿通される。前記段差部２７で内輪９を押し付け該内輪９をハウジング４に固定する。ころ１１の偏芯穴１８は大径部２５より若干大径に形成され、ころ１１はその径差δ（図１参照）の範囲内で自由である
前記揺動部材２１の円板部２８の内面にボス部２９が設けられ、そのボス部２９がラチェットホイール１の内径面に嵌合され、外側軸受部３１（図２参照）を形成する。ラチェットホイール１は、ころ１１を挟んで軸方向に対向した内外の軸受部１３、３１により支持される。

前記ボス部２９の立ち上がり部分の全周に鋸歯状の駆動歯３２が設けられる。駆動歯３２は、前記のラチェット８と噛み合うように、前記の正回転方向Ａの方向に立ち上がる緩斜面３２ａ（図３（ａ）（ｂ）参照）と、その頂上から軸方向に下がる急斜面３２ｂからなり、通常は図３（ａ）に示したように、ラチェット８と駆動歯３２は完全に噛み合った状態でコイルばね２４により、噛み合いが深くなる方向に付勢される。

前記揺動部材２１の円板部２８の外周部に半径方向に突き出した揺動アーム３３が設けられる。

なお、前記ハウジング４の搬送溝６にキャリアーテープ３４が引き出され、ラチェットホイール１のスプロケット７に係合される。

実施例１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２１の揺動アーム３３が送り方向（図１の矢印ａ方向）に揺動されると、揺動部材２１がその方向（図３（ａ）の矢印ａ方向）に回転されるので、その駆動歯３２に噛み合ったラチェット８と共にラチェットホイール１が一定ピッチだけ正回転方向Ａに回転される。これによりスプロケット７に係合されたキャリアーテープ３４が１ピッチだけ送られる。このとき、トルクリミッタ２は空転するが、付勢ばね１２のばね力、ころ１１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）が発生し、キャリアーテープ３４の送り出しに一定のトルクを付与する。ラチェットホイール１は内側軸受部１３と外側軸受部３１の２箇所で支持されて円滑に回転する。

揺動アーム３３が戻り方向（図１の矢印ｂ方向）に揺動されると、トルクリミッタ２はロックされキャリアーテープ３４の逆送りを防止しつつ、揺動部材２１のみがコイルばね２４を圧縮して１歯分だけ逆回転し（図３（ｂ）の矢印ｂ参照）、ラチェット８と駆動歯３２が再び深く噛み合って図３（ｃ）の状態となり、次の送り方向の揺動に備える。以上の作用を繰り返すことにより、キャリアーテープ３４は一定ピッチで間欠送りされる。

なお、図５に示した変形例のように、前記のラチェット８は中心対称の２個所に１歯づつ設けた構成をとることもできる。また、これとは反対にラチェット８を全周に設け、駆動歯３２を中心対称の２個所に１歯づつ設けた構成をとることができる。このように、中心対称の２個所に設けるのは、駆動力が中心に対して偶力として作用するので回転の安定性が得られるからである。

次に、図６から図８に示した実施例２について説明する。この実施例２は、前記の実施例１と比べ、トルクリミッタ２の構造において相違する。即ち、この場合のトルクリミッタ２は複数ころ形式の一方向クラッチ型のものである。

ラチェットホイール１のボス部１ａ（図８参照）がハウジング４の片面に形成された円形の凹部５に収納され、その凹部５の一部はハウジング４の上端縁に設けられた搬送溝６の一部に開放される。ラチェットホイール１の外径面には多数のスプロケット７が設けられ、その一部が前記の開放部から搬送溝６に突き出される。ラチェットホイール１の内径面の外面側の端面において、全周にわたり鋸歯状のラチェット８が形成される。各ラチェット８の形状は、前記実施例１の場合と同様である（図３（ａ）〜（ｃ）参照）。

前記ラチェットホイール１の内径面に、内輪９、複数のころ１１及び同数の付勢ばね１２とからなる前記のトルクリミッタ２（図６、図８参照）が収納される。内輪９の外径面に周方向に一定間隔をおいて所要数のポケット１６が設けられる。前記ポケット１６の底面にカム面１５が形成され、その内部にころ１１と付勢ばね１２が収納される。カム面１５と、ラチェットホイール１の内径面に対するころ１１の接触点に引いた接線とのなすクサビ角θ（図６参照）の方向にころ１１が付勢される。

前記内輪９の前面中央部に軸部２０が設けられ、その軸部２０の中心にねじ穴３５が設けられる。また内輪９の背面の中心部にねじ軸３６が突設される。そのねじ軸３６をハウジング４に挿通し、ナット３７を締結して内輪９をハウジング４に固定する。ポケット１６相互間の柱部分がラチェットホイール１の軸受部３６（図７参照）となる。また、前記ねじ穴３５にねじ３８により揺動部材２１が揺動自在に取り付けられ、その揺動部材２１はねじ３８のねじ頭部２３との間に介在されたコイルばね２４によって内向きに付勢される。

前記揺動部材２１は円板部２８と揺動アーム３３を有し、その円板部２８の内面に同芯状態に鋸歯状の駆動歯３２が全周に設けられる。駆動歯３２は、前記の実施例１と同様にラチェット８と噛み合うように形成される（図３（ａ）〜（ｃ）参照）。

前記揺動部材２１は円板部２８とこれを揺動運動源に係合させるための揺動アーム３３が設けられ、円板部２８に設けた取り付け穴３０を前記内輪９の軸部２０に嵌合させた上で、ねじ３８によって取り付けられる。その他の構成及び作用は実施例１の場合と同様である。

次に、図９から図１１に示した実施例３の場合は、そのトルクリミッタ２が複数個のころ１１を用いる点で前記の実施例２の場合と同様であるが、この場合はポケット１６をラチェットホイール１の内径面に設けた点で相違がある。したがって、内輪９の外径面は円筒面をなしその外径面が軸受部４０となる。またその外径面と前記ポケット１６のカム面１５との間でクサビ角θが形成される（図９参照）。その他の構造及び作用は前記実施例２の場合と同様である。

実施例１の縦断正面図 図１のＸ−Ｘ線の断面図 （ａ）から（ｃ）実施例１の一部作用図 実施例１の分解斜視図 実施例１の変形例の一部を示す分解斜視図 実施例２の縦断正面図 図６のＹ−Ｙ線の断面図 実施例２の分解斜視図 実施例３の縦断正面図 図９のＺ−Ｚ線の断面図 実施例３の分解斜視図

符号の説明

１ ラチェットホイール
１ａ ボス部
２ トルクリミッタ
４ ハウジング
５ 凹部
６ 搬送溝
７ スプロケット
８ ラチェット
８ａ 緩斜面
８ｂ 急斜面
９ 内輪
１１ ころ
１２ 付勢ばね
１３ 内側軸受部
１４ 欠円部
１５ カム面
１６ ポケット
１７ 中心穴
１８ 偏芯穴
１９ ねじ
２０ 軸部
２１ 揺動部材
２２ ナット
２３ ねじ頭部
２４ コイルばね
２５ 大径部
２６ 小径部
２７ 段差部
２８ 円板部
２９ ボス部
３０ 取り付け穴
３１ 外側軸受部
３２ 駆動歯
３２a 緩斜面
３２ｂ 急斜面
３３ 揺動アーム
３４ キャリアーテープ
３５ ねじ穴
３６ ねじ軸
３７ ナット
３８ ねじ
３９ 取り付け穴
４０ 軸受部

Claims (7)

1. スプロケット（７）等の送り手段を備えた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（２１）と、その揺動部材（２１）に設けられ前記ラチェットホイール（１）のラチェット（８）に係合される係合駆動手段と、該係合駆動手段を前記ラチェット（８）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）の逆転防止手段とからなり、前記揺動部材（２１）の揺動による前記係合駆動手段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、
   前記ラチェットホイール（１）と揺動部材（２１）が軸方向に対向配置され、該ラチェットホール（１）の対向面に前記ラチェット（８）が設けられ、前記係合駆動手段が前記揺動部材（２１）の対向面に形成された駆動歯（３２）により形成され、前記ラチェット（８）及び駆動歯（３２）の少なくとも一方が全周にわたり設けられ、前記ラチェット（８）と駆動歯（３２）が相互に噛み合わされ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（８）又は駆動歯（３２）が全周にわたり設けられ、他方が中心対称位置の２箇所において部分的に設けられ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. 前記付勢手段が、前記揺動駆動部材（２１）の駆動歯（３２）が設けられた面と反対側の面と、該揺動部材（２１）を取り付けるねじ（１９）（３８）のねじ頭部との間に圧縮して介在されたコイルばね（２４）である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。
4. 前記逆転防止手段としての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）の内径側に設けられ、前記揺動部材（２１）の送り方向への揺動時に前記トルクリミッタ（２）が所定のトルクを発生させ、戻り方向への揺動時にロックして前記ラチェットホイール（１）の逆回転を防止するようにし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。
5. 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）の内径面に嵌合され片面に欠円部（１４）を設けた内輪（９）と、その欠円部（１４）に形成されたカム面（１５）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（１６）と、そのポケット（１６）に収納された単一のころ（１１）と、該ころ（１１）をクサビ角θが形成された方向に付勢する付勢ばね（１２）とから構成され、前記揺動部材（２１）の送り方向への揺動時に前記ころ（１１）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、戻り方向への揺動時に前記ころ（１１）をクサビ角θ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請求項４に記載の一方向間欠送りユニット。
6. 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）の内径面に嵌合された内輪（９）と、その内輪（９）の外径面に周方向に所定の間隔をおいて形成されそれぞれ一定のクサビ角θを有する複数のポケット（１６）と、各ポケット（１６）内に収納されたころ（１１）と、該ころ（１１）をクサビ角θが形成された方向に付勢する付勢ばね（１２）とからなり、前記揺動部材（２１）の送り方向への揺動時に前記ころ（１１）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、戻り方向への揺動時に前記ころ（１１）をクサビ角θ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請求項４に記載の一方向間欠送りユニット。
7. 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）の内径面に嵌合された内輪（９）と、前記ラチェットホイール（１）の内径面に周方向に所定の間隔をおいて形成されそれぞれ一定のクサビ角θを有する複数のポケット（１６）と、各ポケット（１６）内に収納されたころ（１１）と、該ころ（１１）をクサビ角θが形成された方向に付勢する付勢ばね（１２）とからなり、前記揺動部材（２１）の送り方向への揺動時に前記ころ（１１）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、戻り方向への揺動時に前記ころをクサビ角θ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請求項４に記載の一方向間欠送りユニット。

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