JP2017149505A - 噛合チェーン及び可動体移動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チェーン部材を構成する部品の種類を低減することができる噛合チェーン及び可動体移動装置を提供する。
【解決手段】噛合チェーン１２は、進退移動可能な一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを有し、これらが進行方向Ｚ１に移動することで噛み合って一体化し、その一体化した状態からこれらが退行方向Ｚ２に移動することで噛み外れて分岐する。チェーン部材１２ａ，１２ｂは、大きさの異なる一対のピン孔２３ａ，２３ｂを有した複数の外プレート２２同士及び複数の内プレート２１同士がそれぞれピン孔２３ａ，２３ｂにおいて直列に連結ピン２４によって回動自在に連結される。連結ピン２４は進退移動方向Ｚに並んで配置された一対のピン孔２３ａ，２３ｂのうち小さい方に密嵌され且つ大きい方に遊嵌される。チェーン部材１２ａ，１２ｂ同士が一体化された状態では、対向する連結ピン２４同士のピン孔２３ａ，２３ｂに対する嵌合状態が同じになる。
【選択図】図５

Description

本発明は、噛合チェーン及び当該噛合チェーンを用いて可動体を移動させる可動体移動装置に関する。

従来、この種の噛合チェーンとして、噛合チェーン式駆動装置に組み込まれて使用されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような噛合チェーン式駆動装置では、進退移動可能な一対の噛合チェーンが進行方向への移動に伴い相互に噛み合って一体化する一方で退行方向への移動に伴い相互に噛み外れて分岐することにより昇降テーブルが昇降されるようになっている。

こうした噛合チェーンは、それぞれ一対のピン孔を有した外リンクプレートと内リンクプレートとが、屈曲可能に連結ピンにより一対のピン孔においてチェーン長手方向に多数連結された構成になっている。

特開２０１０−１３８９２６号公報

ところで、上述のような噛合チェーンでは、外リンクプレートを構成するチェーン幅方向の両側方の最外方に位置するガイドプレートが有する一対のピン孔と、内リンクプレートが有する一対のピン孔との大きさが異なるため、ガイドプレート（外リンクプレート）と内リンクプレートとを同じ構成（共通部品）にすることができない。このため、噛合チェーンを構成する部品の種類を低減することが困難であるという問題がある。

本発明は、このような従来技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的とするところは、チェーン部材を構成する部品の種類を低減することができる噛合チェーン及び可動体移動装置を提供することにある。

以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する噛合チェーンは、進退移動可能な少なくとも一対のチェーン部材を有し、対をなす前記チェーン部材同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化する一方、その一体化した噛合状態から前記チェーン部材同士が退行方向に移動することで相互に噛み外れて分岐する噛合チェーンであって、前記チェーン部材は、一対のピン孔を有した複数のリンクプレート同士が前記一対のピン孔において直列に連結ピンによって回動自在に連結され、前記チェーン部材を構成する複数の前記リンクプレートの前記一対のピン孔は、それぞれ前記チェーン部材の進退移動方向に並んで配置されるとともに、互いに大きさが異なり、前記連結ピンは、前記一対のピン孔のうちの小さい方の前記ピン孔に密嵌され且つ大きい方の前記ピン孔に遊嵌され、前記チェーン部材同士が噛み合って一体化された状態では、前記進退移動方向及び前記連結ピンの延びる方向の両方と直交する方向において対向する前記連結ピン同士の前記ピン孔に対する嵌合状態が同じになる。

この構成によれば、各対のチェーン部材のうちの一方のチェーン部材を構成するリンクプレートと他方のチェーン部材を構成するリンクプレートとを同じ構成（共通部品）にすることができるので、チェーン部材を構成する部品の種類を低減することができる。

上記噛合チェーンにおいて、前記各対のチェーン部材同士は、前記リンクプレートにおける前記進退移動方向の一方側に形成された爪部において噛合し、前記各リンクプレートにおける前記一対のピン孔のうち前記連結ピンが密嵌される方は前記爪部側に配置されることが好ましい。

この構成によれば、各対のチェーン部材のリンクプレートの爪部同士の噛合状態を安定させることができる。
上記噛合チェーンにおいて、前記各対のチェーン部材同士は、前記リンクプレートにおける前記進退移動方向の一方側に形成された爪部において噛合し、前記各リンクプレートにおける前記一対のピン孔のうち前記連結ピンが遊嵌される方は前記爪部側に配置されることが好ましい。

この構成によれば、各対のチェーン部材のリンクプレートの爪部同士が噛合する際のずれを吸収することができる。
上記噛合チェーンにおいて、前記チェーン部材は、前記連結ピンと前記リンクプレートとによって構成されていることが好ましい。

この構成によれば、チェーン部材が２種類の部品のみで構成されるので、チェーン部材の構造を簡単にすることができる。
上記課題を解決する可動体移動装置は、上記構成の噛合チェーンと、前記噛合チェーンに連結されて前記噛合チェーンとともに前記噛合チェーンの進退移動方向へ移動可能な可動体とを備えた。

この構成によれば、上記噛合チェーンと同様の作用効果を得ることができる。

本発明によれば、チェーン部材を構成する部品の種類を低減することができる。

一実施形態の可動体移動装置において、噛合チェーンが進行方向へ移動したときの状態を示す正面図。 同可動体移動装置において、噛合チェーンが退行方向へ最も移動したときの状態を示す正面図。 同可動体移動装置を構成する噛合チェーンの一部を示す斜視図。 同噛合チェーンを構成するチェーン部材の一部を示す分解斜視図。 同噛合チェーンの一部を示す正面拡大図。 変更例の噛合チェーンの一部を示す正面拡大図。

以下、可動体移動装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、可動体移動装置１１は、互いに噛合可能な一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを有するとともにその長手方向に沿って進退移動可能な噛合チェーン１２と、噛合チェーン１２の基端側に固定状態で配置される収容部１３と、噛合チェーン１２の先端側の端部にジョイントリンク１４を介して連結された可動体１５とを備えている。

なお、以下の記載では、可動体１５を移動させる際の噛合チェーン１２の進退移動方向をＺとする。この場合、噛合チェーン１２の進行方向（図１では上方向）をＺ１とし、噛合チェーン１２の退行方向（図１では下方向）をＺ２とする。また、進退移動方向Ｚと直交する方向のうち、対をなすチェーン部材１２ａ，１２ｂ同士が相互に噛み合って一体化した噛合状態にある噛合チェーン１２が退行方向への移動に伴いチェーン部材１２ａ，１２ｂ同士を相互に噛み外れさせて分岐させる方向を分岐方向Ｘ（図１では左右方向）とする。さらに、進退移動方向Ｚ及び分岐方向Ｘの両方と直交する方向を前後方向Ｙ（図１では紙面と直交する方向）とする。そして、図１及び図２では、収容部１３の外装の図示を省略して、収容部１３の内部構成を図示している。

図１に示すように、収容部１３は、噛合チェーン１２を収容可能に構成されている。収容部１３内における分岐方向Ｘの中央部には、前後方向Ｙに延びる軸線を中心に正逆両方向に回転可能なスプロケット１６が片方のチェーン部材１２ｂ（噛合チェーン１２）と噛み合うように設けられている。スプロケット１６は、図示しないモーターによって正逆両方向に回転駆動される。そして、このスプロケット１６の回転駆動に伴って噛合チェーン１２は進退移動方向Ｚに沿って進退移動する。

さらに、収容部１３は、前後方向Ｙにおいて外装（図示略）と略同一の矩形状をなす誘導板１７を備えている。誘導板１７の内側面には、噛合状態から分岐した一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂが渦巻きながら移動するように、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを誘導可能な渦巻状の部分を有する一対の誘導溝１８が図１においてほぼ左右対称となるように設けられている。

また、収容部１３において、外装（図示略）の内側面には、誘導板１７の一対の誘導溝１８と対応するように一対の誘導溝１８が設けられている。したがって、収容部１３の前後方向Ｙにおける両内側面には、一対の誘導溝１８同士がそれぞれ対向するように設けられている。なお、収容部１３における進行方向Ｚ１側の面における分岐方向Ｘのほぼ中央部には、噛合チェーン１２を通すための開口部１９が形成されている。

図３及び図４に示すように、本実施形態において、噛合チェーン１２を構成する一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂには、一列のチェーン部材が採用されている。そして、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂは、進退移動方向Ｚに沿った直列方向へ順次に直列に連結されるリンクプレートの一例としての複数対の内プレート２１と、リンクプレートの一例としての複数対の外プレート２２とをそれぞれ有している。

内プレート２１及び外プレート２２は、互いに同じ構成になっており、それぞれ鉤状の爪部２５を有している。すなわち、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂのうち一方のチェーン部材１２ａの各外プレート２２及び各内プレート２１における進行方向Ｚ１側と、他方のチェーン部材１２ｂの各外プレート２２及び各内プレート２１における退行方向Ｚ２側には、互いに噛合可能な爪部２５がそれぞれ形成されている。

つまり、爪部２５は、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの各外プレート２２及び各内プレート２１における進退移動方向Ｚの一方側に形成されている。そして、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂ同士は、各外プレート２２の爪部２５及び各内プレート２１の爪部２５においてそれぞれ噛合する。

さらに、各内プレート２１及び各外プレート２２には、円形状の一対のピン孔２３ａ，２３ｂが、チェーン部材１２ａ，１２ｂの進退移動方向Ｚに沿った直列方向に並んで配置されるように貫通して形成されている。一対のピン孔２３ａ，２３ｂは互いに大きさが異なっている。本実施形態の各内プレート２１及び各外プレート２２では、ピン孔２３ａの方がピン孔２３ｂよりも若干小さくなっており、この小さい方のピン孔２３ａが爪部２５側に配置されている。

さらに、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂは、直列方向で端部同士が重なって隣り合う各対の内プレート２１と各対の外プレート２２とを一対のピン孔２３ａ，２３ｂにおいて回動自在に直列に連結する円柱状の連結ピン２４を有している。連結ピン２４は、一対のピン孔２３ａ，２３ｂのうちの小さい方のピン孔２３ａに密嵌され且つ大きい方のピン孔２３ｂに遊嵌される。

すなわち、連結ピン２４は、一対のピン孔２３ａ，２３ｂのうちの小さい方のピン孔２３ａに対して回動不能に嵌合され且つ大きい方のピン孔２３ｂに対して回動可能に嵌合される。この場合、各内プレート２１及び各外プレート２２における一対のピン孔２３ａ，２３ｂのうち連結ピン２４が密嵌される方のピン孔２３ａは爪部２５側に配置される。

なお、本実施形態の一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂは、ブシュやローラを必要とすることなく、連結ピン２４と、互いに同一構成の内プレート２１及び外プレート２２とによって構成されている。すなわち、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂは、２種類の部品のみで構成されている。

また、連結ピン２４の両端部は、前後方向Ｙにおいて外プレート２２よりも外側に突出している。そして、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂが収容部１３内に収容される際には、それらの連結ピン２４の両端部が収容部１３内にて前後方向Ｙで対向するそれぞれの一対の誘導溝１８に摺動可能に挿入される。

すなわち、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂが収容部１３内に収容される際には、各連結ピン２４の一端部が収容部１３の誘導板１７に設けられた誘導溝１８に挿入され、各連結ピン２４の他端部が収容部１３の外装（図示略）の内側面に設けられた誘導溝１８に挿入される。

そして、噛合チェーン１２は、図１に示すように、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの進行方向Ｚ１への移動に伴って一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂ間で対応する外プレート２２の爪部２５同士及び内プレート２１の爪部２５同士がそれぞれ相互に噛み合うことで直棒状に一体化した剛体構造の噛合状態となる。一方、噛合チェーン１２は、図２に示すように、その噛合状態から一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの退行方向Ｚ２への移動に伴って相互に噛み外れることで分岐方向Ｘに分岐されて大部分が収容部１３内に収容される。なお、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂにおける互いに噛合する外プレート２２同士と互いに噛合する内プレート２１同士とは、進退移動方向Ｚに並ぶ連結ピン２４の１ピッチ分だけ位置がずれている。

また、図１及び図２に示すように、噛合チェーン１２は、長手方向における進行方向Ｚ１側の端部が可動体１５に連結されている。可動体１５には各種の機能部材（例えば、昇降テーブルやクレーンなど）が取り付けられるようになっている。そして、噛合チェーン１２の進退移動に伴って可動体１５が進退移動方向Ｚへ移動すると、可動体１５に取り付けられた機能部材も可動体１５と一緒に進退移動方向Ｚへ移動する。

次に、可動体移動装置１１において、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの進行方向Ｚ１への移動に伴って相互に噛み合うことで、噛合チェーン１２が直棒状に一体化した剛体構造の噛合状態となるときの作用を説明する。

さて、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを噛合させて噛合チェーン１２を噛合状態とする場合には、まず、スプロケット１６を図２において時計方向に回転駆動させる。すると、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂは、一対の誘導溝１８により連結ピン２４においてそれぞれガイドされながら進行方向Ｚ１へ移動する。これにより、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂにおける互いに対応する外プレート２２同士及び内プレート２１同士がそれらの爪部２５において交互に順次噛合し、図１に示すように、噛合チェーン１２が噛合状態となる。

このとき、図５に示すように、噛合チェーン１２は、進退移動方向Ｚ及び連結ピン２４の延びる方向である前後方向Ｙの両方と直交する方向である分岐方向Ｘにおいて対向する連結ピン２４同士のピン孔２３ａ，２３ｂに対する嵌合状態が同じになる。すなわち、分岐方向Ｘにおいて対向する連結ピン２４同士は、いずれもピン孔２３ａに密嵌しているか、いずれもピン孔２３ｂに遊嵌しているかのどちらかになっている。

この場合、チェーン部材１２ａの外プレート２２及び内プレート２１の退行方向Ｚ２側のピン孔２３ｂと、当該外プレート２２及び内プレート２１に対して退行方向Ｚ２側でそれぞれ隣り合うチェーン部材１２ｂの外プレート２２及び内プレート２１の進行方向Ｚ１側のピン孔２３ｂとが分岐方向Ｘにおいて対向する。

一方、チェーン部材１２ａの外プレート２２及び内プレート２１の進行方向Ｚ１側のピン孔２３ａと、当該外プレート２２及び内プレート２１に対して進行方向Ｚ１側でそれぞれ隣り合うチェーン部材１２ｂの外プレート２２及び内プレート２１の退行方向Ｚ２側のピン孔２３ａとが分岐方向Ｘにおいて対向する。

このため、チェーン部材１２ａを構成する外プレート２２及び内プレート２１と、チェーン部材１２ｂを構成する外プレート２２及び内プレート２１とを全て同じ構成（共通部品）にすることができる。したがって、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを構成する部品の種類を低減でき、ひいては噛合チェーン１２を構成する部品の種類を低減できる。

また、噛合チェーン１２が噛合状態にあるときには、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの外プレート２２の爪部２５同士の噛合部分及び内プレート２１の爪部２５同士の噛合部分が、それぞれ分岐方向Ｘにおいて対向する２つのピン孔２３ａにそれぞれ密嵌された連結ピン２４同士に挟まれた状態になる。このため、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの外プレート２２の爪部２５同士の噛合状態及び内プレート２１の爪部２５同士の噛合状態がそれぞれ安定する。

以上詳述した実施形態によれば、次のような効果が発揮される。
（１）噛合チェーン１２において、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂ同士が噛み合って一体化された噛合状態では、分岐方向Ｘにおいて対向する連結ピン２４同士のピン孔２３ａ，２３ｂに対する嵌合状態が同じになっている。このため、チェーン部材１２ａを構成する外プレート２２及び内プレート２１と、チェーン部材１２ｂを構成する外プレート２２及び内プレート２１とを全て同じ構成（共通部品）にすることができる。したがって、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを構成する部品の種類を低減でき、ひいては噛合チェーン１２を構成する部品の種類を低減できる。加えて、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂにおける外プレート２２のピッチと内プレート２１のピッチとの差が無くなるので、噛合チェーン１２とスプロケット１６との円滑な噛み合い状態を実現できる。

（２）噛合チェーン１２において、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂ同士は、外プレート２２の爪部２５及び内プレート２１の爪部２５において噛合し、外プレート２２及び内プレート２１における一対のピン孔２３ａ，２３ｂのうち連結ピン２４が密嵌される方のピン孔２３ａは爪部２５側に配置されている。このため、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの外プレート２２の爪部２５同士の噛合状態及び内プレート２１の爪部２５同士の噛合状態をそれぞれ安定させることができる。

（３）噛合チェーン１２において、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂは、連結ピン２４と、互いに同一構成の外プレート２２及び内プレート２１とによって構成されている。このため、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂを２種類の部品だけで構成することができるので、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの構造を簡単にすることができる。

（４）噛合チェーン１２は、その構成にブシュを用いていない。このため、ブシュを用いた噛合チェーンに比べて、ブシュの分だけ部品点数を低減できるとともに軽量化を図ることができる。したがって、水平方向と進退移動方向Ｚとが一致する態様で可動体移動装置１１を使用した場合の噛合チェーン１２の自重による撓み量を低減できる。この結果、噛合チェーン１２のストローク（進退移動距離）を、ブシュを用いた噛合チェーンに比べて長くすることができる。加えて、噛合チェーン１２はブシュを用いていないので、ブシュと連結ピンとの接触音をなくすことができる。このため、ブシュを用いた噛合チェーンに比べて使用時の騒音を低減することができる。

（変更例）
なお、上記実施形態は次のように変更してもよい。
・図６に示すように、噛合チェーン１２の噛合状態において、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの各内プレート２１及び各外プレート２２における一対のピン孔２３ａ，２３ｂのうち連結ピン２４が遊嵌される方のピン孔２３ａを爪部２５側に配置してもよい。この場合、チェーン部材１２ａの外プレート２２及び内プレート２１の進行方向Ｚ１側のピン孔２３ｂと、当該外プレート２２及び内プレート２１に対して進行方向Ｚ１側でそれぞれ隣り合うチェーン部材１２ｂの外プレート２２及び内プレート２１の退行方向Ｚ２側のピン孔２３ｂとが分岐方向Ｘにおいて対向する。一方、チェーン部材１２ａの外プレート２２及び内プレート２１の退行方向Ｚ２側のピン孔２３ａと、当該外プレート２２及び内プレート２１に対して退行方向Ｚ２側でそれぞれ隣り合うチェーン部材１２ｂの外プレート２２及び内プレート２１の進行方向Ｚ１側のピン孔２３ａとが分岐方向Ｘにおいて対向する。さらにこの場合、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの外プレート２２の爪部２５同士の噛合部分及び内プレート２１の爪部２５同士の噛合部分が、それぞれ分岐方向Ｘにおいて対向する２つのピン孔２３ｂにそれぞれ遊嵌された連結ピン２４同士に挟まれた状態になる。このため、一対のチェーン部材１２ａ，１２ｂの各内プレート２１の爪部２５同士及び各外プレート２２の爪部２５同士が噛合する際のずれを吸収することができる。

・噛合チェーン１２は、連結ピン２４が挿通されるローラを備えていてもよい。
・噛合チェーン１２を構成するチェーン部材１２ａ，１２ｂは二列以上のチェーン部材であってもよい。

・噛合チェーン１２は、二対以上のチェーン部材１２ａ，１２ｂによって構成してもよい。
・可動体移動装置１１は何れの向きに配置してもよい。例えば、進退移動方向Ｚが水平方向と一致するように可動体移動装置１１を配置してもよいし、進退移動方向Ｚが水平方向と交差するように可動体移動装置１１を配置してもよい。

１１…可動体移動装置、１２…噛合チェーン、１２ａ，１２ｂ…チェーン部材、１５…可動体、２１…リンクプレートの一例としての内プレート、２２…リンクプレートの一例としての外プレート、２３ａ，２３ｂ…ピン孔、２４…連結ピン、２５…爪部、Ｚ…進退移動方向、Ｚ１…進行方向、Ｚ２…退行方向。

Claims (5)

1. 進退移動可能な少なくとも一対のチェーン部材を有し、対をなす前記チェーン部材同士が進行方向に移動することで相互に噛み合って一体化する一方、その一体化した噛合状態から前記チェーン部材同士が退行方向に移動することで相互に噛み外れて分岐する噛合チェーンであって、
   前記チェーン部材は、一対のピン孔を有した複数のリンクプレート同士が前記一対のピン孔において直列に連結ピンによって回動自在に連結され、
   前記チェーン部材を構成する複数の前記リンクプレートの前記一対のピン孔は、それぞれ前記チェーン部材の進退移動方向に並んで配置されるとともに、互いに大きさが異なり、
   前記連結ピンは、前記一対のピン孔のうちの小さい方の前記ピン孔に密嵌され且つ大きい方の前記ピン孔に遊嵌され、
   前記チェーン部材同士が噛み合って一体化された状態では、前記進退移動方向及び前記連結ピンの延びる方向の両方と直交する方向において対向する前記連結ピン同士の前記ピン孔に対する嵌合状態が同じになることを特徴とする噛合チェーン。
2. 前記各対のチェーン部材同士は、前記リンクプレートにおける前記進退移動方向の一方側に形成された爪部において噛合し、
   前記各リンクプレートにおける前記一対のピン孔のうち前記連結ピンが密嵌される方は前記爪部側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の噛合チェーン。
3. 前記各対のチェーン部材同士は、前記リンクプレートにおける前記進退移動方向の一方側に形成された爪部において噛合し、
   前記各リンクプレートにおける前記一対のピン孔のうち前記連結ピンが遊嵌される方は前記爪部側に配置されることを特徴とする請求項１に記載の噛合チェーン。
4. 前記チェーン部材は、前記連結ピンと前記リンクプレートとによって構成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載の噛合チェーン。
5. 請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載の噛合チェーンと、前記噛合チェーンに連結されて前記噛合チェーンとともに前記噛合チェーンの進退移動方向へ移動可能な可動体とを備えた可動体移動装置。

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