JP2008008438A - 一方向間欠送りユニット - Google Patents

Abstract

【課題】ラチェットと一体のスプロケット部材、これを回転自在に支持する固定軸部材、一方向クラッチ型トルクリミッタ、前記ラチェットに係合された送り爪、該送り爪を支持する揺動部材を組み合わせた一方向間欠送りユニットにおいて、スプロケット部材のバックラッシュ量を減少させて送り精度を向上させることである。
【解決手段】一方向クラッチ型トルクリミッタ４のポケット２４に形成された一定方向のクサビ角θの大きさを８°を超え１４°以下、望ましくは１０°以上１４°以下に設定することにより、フリー状態にある転動体２６が迅速にロックするようにした。
【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、特にバックラッシュ対策に関するものである。

この種の一方向間欠送りユニットとして、スプロケットと同軸状態にラチェットが一体化されたスプロケット部材が固定軸部材に回転自在に嵌合され、前記固定軸部材に揺動自在に取付けられた揺動部材、前記揺動部材に設けられ前記ラチェットに係合された送り爪及び一方向クラッチ型のトルクリミッタの組み合わせからなるものが知られている（特許文献１）。

前記トルクリミッタは前記スプロケット部材の内径面又は前記固定軸部材の外径面のどちらかに周方向に所定の間隔をおいて設けられたポケットを有し、各ポケットの底面に周方向に傾斜して設けられたカム面が形成され、各カム面と対向面との間に一定のクサビ角が形成され、前記ポケットに転動体と該転動体をクサビ角の狭小方向に付勢する付勢ばねが収納され、前記スプロケット部材の回転方向によって前記転動体がクサビ角の狭小方向に移動するロック状態と、反対にクサビ角の拡大方向に移動してロックが解除されるフリー状態をとることができる方向性をもつように構成される。

上記の一方向間欠送りユニットは、揺動部材が外部から一定方向に揺動された際に揺動部材に設けられた送り爪によってラチェット及びこれと一体のスプロケット部材を１ピッチだけ回転させ、スプロケット部材に係合された搬送テープに送りを与える。このとき一方向クラッチ型のトルクリミッタはフリー状態になるとともに、一定の空転トルクを発生させ搬送テープが必要以上に軽く送り出される不都合を防止する。

前記揺動部材が反対方向に揺動されると、送り爪がラチェットの上を滑りながら元の位置に戻るが、このときトルクリミッタはロック状態となり、スプロケット部材の逆回転を阻止する。なお、従来においては前記のクサビ角は８°に設定されていた。
特開２００５−９８４９０号公報

前記の一方向間欠送りユニットにおいて、揺動部材が元の状態に戻る際、トルクリミッタがフリー状態からロック状態になるまでの時間遅れ、即ちバックラッシュが発生し、スプロケット部材が若干逆転することがあり、これによりスプロケットの静止位置が変動するため位置決め精度が悪化し、送り精度の低下をもたらす問題がある。なお、バックラッシュに起因するスプロケット部材の逆転量はバックラッシュ量と称される。

従来の一方向間欠送りユニットにおける一方向クラッチ型のトルクリミッタは、クサビ角が８°に設定されていたが、その数値はバックラッシュを意識したものではなく、専らロック作用又はロック解除作用が確実に行える観点から定められていた。

発明者は、前記クサビ角とバックラッシュの関連性を追及した結果、従来のクサビ角がバックラッシュを低減する観点からは必ずしも望ましいものでないことが判明した。

そこで、この発明は、クサビ角の観点からバックラッシュを抑制し、スプロケットの位置決め精度を高めて送り精度の向上を図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、スプロケット２３と同軸状態にラチェット２１が一体化されたスプロケット部材６、フレーム１に固定され前記スプロケット部材６が回転自在に嵌合された固定軸部材５、前記固定軸部材５に揺動自在に取付けられた揺動部材７、前記揺動部材７に設けられ前記ラチェット２１に係合された送り爪１８及び一方向クラッチ型のトルクリミッタ４の組み合わせからなり、前記トルクリミッタ４は前記スプロケット部材６の内径面又は前記固定軸部材５の外径面のどちらかに周方向に所定の間隔をおいて設けられたポケット２４を有し、各ポケット２４の底面に周方向に傾斜して設けられたカム面２５が形成され、各カム面２５と対向面との間に一定のクサビ角θが形成され、前記ポケッ２４に転動体２６と該転動体２６をクサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね２７が収納され、前記スプロケット部材６の回転方向によって前記転動体２６がクサビ角θの狭小方向に移動するロック状態と、反対にクサビ角の拡大方向に移動してロックが解除されるフリー状態をとることができる方向性をもった一方向間欠送りユニットにおいて、前記ポケット２４のクサビ角θが８°を超え１４°以下、望ましく１０°以上１４°以下に設定される。

以上のように、この発明によるとトルクリミッタの転動体を収納したポケットのクサビ角を従来の場合より大きく設定することにより、バックラッシュ量を約２７〜６３％低減させることができ、スプロケット部材による送り精度を高めることができる。

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４に示した実施例１の一方向間欠送りユニットは、フレーム１の板面に設けられた欠円形の凹部２（図３参照）に組み付けられる。フレーム１はその上端面にガイド溝３が設けられ、前記の凹部２の一部がそのガイド溝３に開放される。

前記の凹部２に、図３に示したように、一方向クラッチ型のトルクリミッタ４を構成する固定軸部材５、その固定軸部材５の外径面に回転自在に嵌合されたスプロケット部材６及び揺動部材７が組み付けられる。前記の固定軸部材５はその背面に設けた軸部８が凹部２の中心に設けられた軸孔９に挿通され、フレーム１の背面においてナット１１により固定される。

前記の固定軸部材５の前面に設けられた軸部１２に前記揺動部材７の円板部１３の中心孔１４が挿通される。その円板部１３の前面において軸部１２の先端面に座金１５が当てられ、ビス１６により固定される。また、円板部１３にピン１７によって送り爪１８が回転自在に取付けられる。送り爪１８は付勢ばね１９により付勢された状態で後述のラチェット２１に係合される。

前記のスプロケット部材６は、環状のボス部２２が前記固定軸部材５と凹部２の周壁の間に回転自在に嵌合される（図２参照）。ボス部２２の前部外径面に周方向のスプロケット２３が設けられ、そのスプロケット２３の一部が前記のガイド溝３に露出する。また、スプロケット部材６の前面部内周縁にスプロケット２３と一体的にこれより小径のラチェット２１が設けられる。ラチェット２１の前面が前記揺動部材７の円板部１３の内面に当てられ、スプロケット部材６の抜け止めが図られる。

前記ボス部２２の内径面において、周方向に一定間隔をおいて所要数のポケット２４が設けられ、それぞれ固定軸部材５の外径面に対向している。各ポケット２４はその底面において周方向に一定の傾斜角をもったカム面２５が形成され、そのカム面２５と、転動体（ころ）２６の接点において固定軸部材５の外径面に引いた接線とによって一定方向に狭小となったクサビ角θが形成される。前記のポケット２４に転動体２６とこれを前記クサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね２７が収納される。

以上の構成によって、前記スプロケット部材６の回転の方向によって転動体２６がクサビ角θの狭小方向に移動してロックする状態と、反対にクサビ角θの拡大方向に移動してロックが解除されるフリー状態の２態様がとれる一方向クラッチ型のトルクリミッタ４が構成される。前記スプロケット２３の一部がガイド溝３に突き出し、搬送テープ２８に係合される。前記のトルクリミッタ４は、搬送テープ２８の送り方向にスプロケット部材６が回転されたとき（図１の矢印Ａ参照）、フリー状態となり、逆方向に回転したときロック状態となるようにその方向性が設定される。

ところで、前記ポケット２４のカム面２５の傾斜角度によって規定されるクサビ角θは、この実施例の場合は、１４°で示しているが、この角度は８°を超え１４°以下の範囲で適宜選定される。クサビ角θをこのような数値に選定した根拠となった測定結果を図４に示す。図４は、クサビ角θを８°〜１４°の範囲で変化させた場合のバックラッシュ量を示すものである。これによると、従来の８°に比べ、１０°の場合で約２７％減少し、１４°においては約６３％減少した。１４°を超えると次第にクラッチ作用が不安定になることが予測されるが、１４°以下では従来の場合と同等の安定性が得られた。実用的には１０°以上１４°以下が望ましい。

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、次にその作用について説明する。

いま、揺動部材７が駆動源からの作用によって、図１の矢印ａの方向に揺動されると、送り爪１８がラチェット２１に係合し、スプロケット２３を含むスプロケット部材６を送り方向（図１の矢印Ａ参照）に回転させ、そのスプロケット２３に係合された搬送テープ２８に１ピッチの送りを与える。このとき、トルクリミッタ４の転動体２６はクサビ角θの拡大方向に移動するためフリー状態となり、同時に空転トルクを発生してスプロケット２３の回転、即ち搬送テープ２８の送りに一定のトルクを加え、必要以上に軽く送り出されることが無いようにして送り精度を上げている。

次に、揺動部材７が逆方向（矢印ｂ方向）に揺動されると、送り爪１８がラチェット２１上を元の位置まで戻る。このとき、搬送テープ２８に 作用する引き戻し方向の力や送り爪１８がラチェット２１上を滑って戻る際の影響等により、スプロケット部材６に逆転方向のトルクが作用するが、転動体２６がクサビ角θの狭小方向に移動しトルクリミッタ４はロック状態となり、スプロケット２３を含んだスプロケット部材６の逆転が防止される。クサビ角θは、従来例（８°）に比べ大きく（８°を超え１４°以下、望ましくは１０°以上１４°以下）設定されているので、転動体２６は迅速にロックしバックラッシュ量を減少させる（図４参照）。

次に、図５から図７に示した実施例２の一方向間欠送りユニットは、一方向クラッチ型のトルクリミッタ４を構成するポケット２４を固定軸部材５の外径面に形成し、そのポケット２４の底面に形成したカム面２５と、スプロケット部材６のボス部２２の内径面との間でクサビ角θが形成される（図５参照）。そのポケット２４に転動体２６と付勢ばね２７が収納され、その付勢ばね２７によって転動体２６がクサビ角θの狭小方向に付勢される。クサビ角θは、スプロケット部材６の送り方向への回転方向（矢印Ａ参照）に拡大するように形成される。そのため、スプロケット部材６が揺動部材７によって矢印Ａ方向に回転されるとトルクリミッタ４がフリー状態となり、その逆方向に回転されるとロック状態となる方向性を有する。

その他の構成及び前記クサビ角θの大きさ（８°を超え１４°以下、望ましくは１０°以上１４°以下）は前記の実施例１の場合と同じであるので、同一部分には同一符号を付して示すにとどめその説明を省略する。

以上の実施例２の場合も、実施例１の場合と同様に、バックラッシュ量を減少させる効果が得られる。

実施例１の縦断正面図 図１のＸ−Ｘ線の断面図 実施例１の分解斜視図 同上のバックラッシュ量の測定結果 実施例２の縦断正面図 図５のＹ−Ｙ線の断面図 実施例２の分解斜視図

符号の説明

１ フレーム
２ 凹部
３ ガイド溝
４ トルクリミッタ
５ 固定軸部材
６ スプロケット部材
７ 揺動部材
８ 軸部
９ 軸孔
１１ ナット
１２ 軸部
１３ 円板部
１４ 中心孔
１５ 座金
１６ ビス
１７ ピン
１８ 送り爪
１９ 付勢ばね
２１ ラチェット
２２ ボス部
２３ スプロケット
２４ ポケット
２５ カム面
２６ 転動体
２７ 付勢ばね
２８ 搬送テープ

Claims (2)

1. スプロケット（２３）と同軸状態にラチェット（２１）が一体化されたスプロケット部材（６）、フレーム（１）に固定され前記スプロケット部材（６）が回転自在に嵌合された固定軸部材（５）、前記固定軸部材（５）に揺動自在に取付けられた揺動部材（７）、前記揺動部材（７）に設けられ前記ラチェット（２１）に係合された送り爪（１８）及び一方向クラッチ型のトルクリミッタ（４）の組み合わせからなり、前記トルクリミッタ（４）は前記スプロケット部材（６）の内径面又は前記固定軸部材（５）の外径面のどちらかに周方向に所定の間隔をおいて設けられたポケット（２４）を有し、各ポケット（２４）の底面に周方向に傾斜して設けられたカム面（２５）が形成され、各カム面（２５）と対向面との間に一定のクサビ角θが形成され、前記ポケット（２４）に転動体（２６）と該転動体（２６）をクサビ角θの狭小方向に付勢する付勢ばね（２７）が収納され、前記スプロケット部材（６）の回転方向によって前記転動体（２６）がクサビ角θの狭小方向に移動するロック状態と、反対にクサビ角の拡大方向に移動してロックが解除されるフリー状態をとることができる方向性をもった一方向間欠送りユニットにおいて、前記ポケット（２４）のクサビ角θが８°を超え１４°以下に設定されたことを特徴とする一方向間欠送りユニット。
2. 前記のクサビ角θが１０°以上１４°以下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。

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