JP4512463B2

JP4512463B2 - 一方向間欠送りユニット

Info

Publication number: JP4512463B2
Application number: JP2004282003A
Authority: JP
Inventors: 声一高田; 昌幸石田; 勉真岩
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-09-28
Also published as: JP2006097732A; CN1754779A; CN100567083C

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するものである。

この種の一方向間欠送りユニットの使用例として、キャリアテープのカバーテープ巻取り装置を挙げることができる（特許文献１）。この場合の一方向間欠送りユニットは、ラチェットホイール６２（符合は特許文献１に示されたもの。以下同様）にストッパレバー７４を係合させるとともに、回動板６４に取付けたラチェット爪６６を係合させた構成であり、これによってラチェットと一体のスプロケット５８を駆動し、キャリアテープ１８を一定方向に間欠送りするようになっている。
特開２０００−３３２４９０号公報（段落００１４、００１５、図２参照）

前記の一方向間欠送りユニットは、従来周知のラチェット送り機構を利用したものであるが、逆回転を防止するために、ばねによって付勢されたストッパレバー７４が用いられる。この逆転防止用のストッパレバー７４は正回転方向にはラチェットホイール６２の自由な回転を許容するものであるため、送り速度が大きくなればなるほどキャリアテープ１８に作用する慣性が大きくなる。このため、キャリアテープ１８に対する制動が不十分となり、その停止位置が不正確になる問題がある。また、準備作業等において、キャリアテープ１８が長く引き出されてしまう不都合もある。

さらに、従来の一方向間欠送りユニットにおいては、ラチェットホイール６２が外歯形式であり、逆転防止用のストッパレバー７４はその外周に配置されるものであるため、全体としてフレームの外部に露出した構成になり、異物がラチェットホイール６２に付着して送り精度を低下させる恐れもあった。

前記のような問題を解消すべく、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、かつラチェットを内歯形式とした一方向間欠送りユニットをこの出願の発明者らはすでに特許出願している（特願２００４−１９５５０８号）。

この特許出願に係るものは、一定のトルクを付与しながらキャリアテープ等の搬送対象物を送り出すことができ、またラチェットにホコリ等が付着し難い利点を有する。しかし、ラチェットの内歯に係合してこれを駆動するラチェット爪等の駆動爪の収納部分とトルクリミッタに設けたポケットが軸方向に連通しているため、駆動爪の作動姿勢によってはこれが前記のポケットに干渉し、ラチェットのスムーズな回転を阻害する問題がある。

そこで、この発明の課題は、前記の駆動爪とトルクリミッタのポケットとの干渉を防止し、ラチェットのスムーズな回転を確保することである。

前記の課題の解決手段として仕切り板を介在した場合、ポケットのカム面の製作形状によっては稼動時にローラが横走り（いわゆるスキュー）し、そのスキューによって仕切り板を押し込み、駆動爪の作動を妨げラチェットの回転を阻害するおそれがある。そこで、この発明の他の課題は、前記の仕切り板を安定よく支持することによって、ローラのスキューの影響を受けることがないようにすることである。

前記の課題を解決するために、この発明は、内歯形式のラチェットと駆動爪及び逆転防止手段とからなる一方向間欠送り手段と、前記ラチェットと一体回転する出力手段と、入力手段としての揺動アームとからなり、前記ラチェット、出力手段及び揺動アームを同軸状態に取付け、前記揺動アームに前記駆動爪を回転可能に取付けるとともに該駆動爪を前記ラチェットの歯の内径側に収納して該ラチェットの歯に係脱自在に関連させ、該揺動アームの前進揺動時に該駆動爪をラチェットの歯に係合させて該ラチェットを正回転させ、その後退揺動時に前記逆転防止手段により逆回転を防止しつつ駆動爪を後退させるという駆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、前記逆転防止手段は一方向クラッチ型のトルクリミッタからなり、該トルクリミッタが所定の空転トルクを有して空転する方向を前記ラチェットの正回転方向に一致させ、前記駆動爪の収納部分と前記トルクリミッタとの間に仕切り板を介在した構成を採用した。

上記構成の一方向間欠送りユニットは、揺動アームの前進揺動時に駆動爪がラチェットに係合して、ラチェットとともに出力手段を１歯分だけ正回転させる。このとき、トルクリミッタは所定の大きさの空転トルクを発生させ、搬送対象物に所要のトルクを付与する。揺動アームの後退揺動時は駆動爪がラチェットの歯から外れて後退するので、ラチェットとともに出力手段は停止する。このときトルクリミッタがロックして逆回転を防止する。駆動爪は仕切り板によってポケットと隔てられているのでポケットに接触することが防止される。

前記駆動爪の収納部分に面した前記仕切り板の外面に前記揺動アームに挿通した押さえ軸の内端面を当てた構成をとると、ポケット内のころにスキューが生じて仕切り板に接触することがあっても、仕切り板の姿勢は安定し駆動爪の作動を妨げることがない。

なお、前記押さえ軸を複数本用い、その内の少なくとも１本が前記駆動爪の取付け軸を兼ね、これらの軸の外端面を前記揺動アームの表面に露出せしめ、その露出した各軸の外端面を該揺動アームの固定ワッシャの内面で押さえた構成をとることが望ましい。

また、前記トルクリミッタは、前記ラチェットと一体の外輪の内周面に形成された複数のポケットと、各ポケットの底面と固定軸との間で正回転方向に狭小となるように形成されたくさび角と、そのポケットに収納されたローラと付勢ばねとを有し、該付勢ばねによりローラをくさび角の方向に付勢した構成のものを用いることができる。

また、トルクリミッタの他の構成として、前記ラチェットと一体の摺接部材と、前記固定軸の一部に前記摺接部材の内側に設けられた内輪と、その内輪の外周面に形成された複数のポケットと、各ポケットの底面と前記摺接部材との間で前記ラチェットの正回転方向の反対方向に挟小となるように形成されたくさび角と、そのポケットに収納されたローラと付勢ばねを有し、該付勢ばねによりローラをくさび角の方向に付勢した構成のものを用いることができる。

以上のように、この発明はラチェットを用いた一方向間欠送りユニットにおいて、逆転防止手段として一方向クラッチ型のトルクリミッタを用い、正回転時において通常の一方向クラッチの空転トルクより大きい所定の空転トルクを発生させることにより、搬送対象物に所要の制動を加えて慣性の影響を排除するようにしたものであるから、正確な間欠送りが可能となる。また、ラチェットを内歯形式とし、揺動アームのボス板等で蓋をすることにより、歯の係合部分へのホコリや異物の付着を防止でき、送り精度を高く維持できるとともにこの部分に充填したグリースの流出も防ぐことができる。

また、トルクリミッタと駆動爪収納部の間に介在した仕切り板によって駆動爪とトルクリミッタとの干渉を防ぐことができ、トルクリミッタのローラにスキューが生じて仕切り板に接触することがあっても、仕切り板は反対側から押さえ軸で支持されているので、仕切り板の姿勢は安定し、駆動爪の作動を妨げることがない。

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に示した実施例１の一方向間欠送りユニットは、一方向間欠送り手段１、入力手段としての揺動アーム２、出力手段としての送り歯車３が一体に組み合わされ、フレーム５の片面に設けられた凹部１０に組込まれ、フレーム５の送り溝６に供給された長尺のキャリアテープ等の部品搬送部材７を一方向に間欠送りする作用を行うものである。

図１に示したように、一方向間欠送り手段１は、内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に係脱自在となる駆動爪１２とからなる。

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送り歯車３が一体に設けられる。送り歯車３は前記部品搬送部材７の送り穴１４に係合される。ラチェット８と送り歯車３の共通のボス部は同時にトルクリミッタ９の外輪１３となっており、外輪１３は前記ラチェット８と送り歯車３より小径に形成される。外輪１３の内径側に固定軸３５が挿通され、その固定軸３５の後端面中央部に設けたねじ軸３８が凹部１０の軸穴４１に挿通され、ナット３９によりフレーム５に固定される。

前記外輪１３の内周面には等間隔をおいて複数箇所のポケット１６が設けられる（図１参照）。各ポケット１６の底面に前記固定軸３５の外径面との間で正回転方向Ａに狭小となるくさび角θ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をくさび角θの方向に付勢する。この付勢ばね１８の付勢力は、外輪１３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、ポケット１６相互間の外輪１３内径面は固定軸３５に摺接し、軸受２０を形成する。

図２及び図３に示したように、ポケット１６の軸方向の一方の端面は凹部１０の底面に対面し、他方の端面はラチェット８の歯１１の内径側、即ち駆動爪１２の収納部４７に開放される。ポケット１６の前記収納部側開放面と歯１１の間に径方向の段差面４２が形成される。また、前記の固定軸３５においても上記の段差面４２より若干軸方向外方寄りの位置に段差面４３が設けられ、固定軸３５はその段差面４３で大径部４４と小径部４４’に分かれる。その小径部４４’の先端面中央部にねじ穴４５が設けられる。

上記の大径部４４の外径面に円板状の仕切り板４６が嵌合され、その仕切り板４６の内面が前記のラチェット８の段差面４２に押し当てられる。仕切り板４６の外面は駆動爪１２の収納部４７に面する。この仕切り板４６によってトルクリミッタ９側と駆動爪１２の収納部４７が仕切られる。

前記の仕切り板４６の厚さは、ラチェット８の歯１１の幅より小さく形成されるので、ラチェット８の内面に当てた後述のボス板１９と仕切り板４６との間に前述の収納部４７が形成される。この収納部４７には前述の駆動爪１２のほか、後述の付勢ばね２４が収納される。

前記の揺動アーム２の端部に円板形のボス板１９が設けられる。このボス板１９はラチェット８の内端面全体をカバーする大きさに形成され、その内面に１個の駆動爪１２が駆動爪取付け軸３６により回動自在に取付けられる。駆動爪１２はボス板１９との間に設けられた付勢ばね２４により、前記ラチェット８の歯１１に対し駆動方向に傾斜して係合される（図１参照）。なお、揺動アーム２は前記のボス板１９が固定軸３５の小径部４４’の外端部に回転自在に嵌合され、ワッシャ２１を介してビス３７により抜け止めがはかられる（図２参照）。

前記駆動爪取付け軸３６の内端面を前記の仕切り板４６に押し当てることにより該軸３６を仕切り板４６の押さえ軸の作用を兼ねさせる。該仕切り板４６を均等に押す必要のために駆動爪１２とは無関係に２本の押さえ軸４８を周方向の均等配分位置においてボス板１９から差込み、それら内端面を仕切り板４６の外面に押し当てるようにしている。これにより仕切り板４６は前記の段差面４２と、駆動爪取付け軸３６及び押さえ軸４８、４８の内端面との間で挟持され安定する（図２参照）。なお、押さえ軸４８を１本使用し、これを駆動爪取付け軸３６と中心対称の位置に配置する場合もある。

前記の軸３６、４８、４８の外端面はボス板１９の外表面に露出しているが、その露出した各外端面に前記のワッシャ２１の内面が押し当てられ、これにより軸３６、４８、４８の抜け止め又は緩み止めがはかられる。

その他、図１において、２５は部品搬送部材７上に設置された部品吸着ヘッド、２７は部品搬送部材７に付着された部品を示す。

実施例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、適宜な駆動源により揺動アーム２が前進揺動（矢印ａ参照）した際にラチェット８は駆動爪１２の作用により１歯分回転され、同時に送り歯車３が矢印Ａで示した正回転方向に回転し、それに係合した部品搬送部材７に１ピッチ分の送りが掛けられる。このとき、トルクリミッタ９は、その外輪１３側から駆動力が入力され空転状態となるが、前述のように空転状態においても比較的大きい空転トルクを発生するため、部品搬送部材７に対して所要の制動が掛けられる。このため、送り速度が大きくなっても部品搬送部材７に慣性が作用し難くなる。また、段取り作業等において部品搬送部材７が勝手に長く引き出されるような不都合も避けられる。

次に、揺動アーム２が後退揺動し（矢印ｂ参照）、駆動爪１２が原位置に復帰する。このときトルクリミッタ９は、送り歯車３及びラチェット８の逆回転方向（矢印Ａと反対方向）に対してロック状態となり、部品搬送部材７の逆送りを防止する。この間部品搬送部材７の送りは停止され、部品吸着ヘッド２５が部品２７を吸着する。以下、以上の作用を繰り返す。

以上のような間欠送り作用において、駆動爪１２とトルクリミッタ９のポケット１６やローラ１７との干渉は仕切り板４６の存在によって防止される。

また、図４に示したように、仕切り板４６を前記より小さく形成し、その外径がポケット１６の底面に達する大きさに形成するとともに、内径も前記より小さく形成し、その内径を固定軸３５の小径部４４’に嵌合し、該仕切り板４６の内面を段差面４３に当てるようにしてもよい。その外面は前記と同様に軸３６、４８に押し当てられる。

次に、図５に示した実施例２は、前記実施例１と基本的に同一の構造であるが、駆動爪１２ａ、１２ｂを２個用い、ラチェット８の歯１１のピッチを２倍（歯１１の数を二分の１）にしたものである。２個の駆動爪１２ａ、１２ｂの歯１１に対する位相関係は相互に半ピッチのずれがあり、図示のように一方の駆動爪１２ａが歯１１に対し深く係合している状態において、他方の駆動爪１２ｂは半係りの状態にある。従って、前記実施例１の場合のように、揺動アーム２が前進揺動（矢印ａ参照）した際に、ラチェット８は駆動爪１２ａの作用により半ピッチ分回転され、同時に送り歯車３が回転するが、その送り量は実施例１の場合と同じであり部品搬送部材７に１ピッチ分の送りが掛けられる。トルクリミッタ９が空転トルクを発生することは前記の場合と同じである。

揺動アーム２が後退揺動（矢印ｂ参照）し、駆動爪１２ａが復帰して半係りとなり、これと同時に他方の駆動爪１２ｂが歯１１に係合する。このとき、トルクリミッタ９はロック状態となり、部品搬送部材７の逆送りを防止する。この間部品搬送部材７の送りは停止され、部品吸着ヘッド２５が部品２７を吸着する。揺動アーム２の次の前進揺動により駆動爪１２ｂが送り作用を行う。

なお、この場合は２個の駆動爪１２a、１２ｂの各駆動爪取付け軸３６、３６の内端面が仕切り板４６に押し当てられるので、仕切り板４６はほぼ安定するが、必要に応じて、前記と同様の押さえ軸４８を追加してもよい（図４参照）。

実施例２のその他の構成及び作用は前記実施例１の場合と同様であるから、その説明を省略する。

次に、図６から図８に示した実施例３について説明する。基本的な構造は前記の実施例１の場合と共通する。相違する点は、トルクリミッタ９の構成にある。即ち、前記固定軸３５の大径部分がトルクリミッタ９の内輪５１となり、またラチェット８、送り歯車３のボス部が前記内輪５１に対向した摺接部材５２となる。前記内輪５１の外径面に等間隔をおいて複数箇所にポケット１６が設けられるが、この場合はポケット１６の底面と前記摺接部材５２の内径面との間で正回転方向Ａと反対方向に狭小となるくさび角θ（図６参照）が形成される。そのポケット１６内にローラ１７と付勢ばね１８が収納され、ローラ１７がくさび角θの方向に付勢される。

また、この場合は円板状の仕切り板４６が固定軸３５の小径部４４’に嵌合され、その仕切り板４６が固定軸３５とラチェット８の各段差面４２、４３に押し当てられる。この仕切り板４６によってすべてのポケット１６が閉塞される。その仕切り板４６に駆動爪取付け軸３６の内端面、押さえ軸４８の内端面を押し当て、仕切り板４６を挟持する。これにより、駆動爪１２がポケット１６に干渉することが防止される。その他の構成及び作用は実施例１の場合と同様であるから説明を省略する。

実施例１の縦断正面図図１のＸ−Ｘ線の断面図同上の分解斜視図同上の変形例の一部断面図実施例２の縦断正面図実施例３の縦断正面図図６のＹ−Ｙ線の断面図同上の分解斜視図

符号の説明

１一方向間欠送り手段
２揺動アーム
３送り歯車
５フレーム
６送り溝
７部品搬送部材
８ラチェット
９トルクリミッタ
１０凹部
１１歯
１２、１２ａ、１２ｂ駆動爪
１３外輪
１４送り穴
１６ポケット
１７ローラ
１８付勢ばね
１９ボス板
２０軸受
２１ワッシャ
２５部品吸着ヘッド
２７部品
３５固定軸
３６駆動爪取付け軸
３７ビス
３８ねじ軸
３９ナット
４１軸穴
４２段差面
４３段差面
４４大径部
４４’ 小径部
４５ねじ穴
４６仕切り板
４７収納部
４８押さえ軸
５１内輪
５２摺接部材

Claims

内歯形式のラチェットと駆動爪及び逆転防止手段とからなる一方向間欠送り手段と、前記ラチェットと一体回転する出力手段と、入力手段としての揺動アームとからなり、前記ラチェット、出力手段及び揺動アームを同軸状態に取付け、前記揺動アームに前記駆動爪を回転可能に取付けるとともに該駆動爪を前記ラチェットの歯の内径側に収納して該ラチェットの歯に係脱自在に関連させ、該揺動アームの前進揺動時に該駆動爪をラチェットの歯に係合させて該ラチェットを正回転させ、その後退揺動時に前記逆転防止手段により逆回転を防止しつつ駆動爪を後退させるという駆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、前記逆転防止手段は一方向クラッチ型のトルクリミッタからなり、該トルクリミッタが所定の空転トルクを有して空転する方向を前記ラチェットの正回転方向に一致させ、前記駆動爪の収納部分と前記トルクリミッタとの間に仕切り板を介在し、前記駆動爪の収納部分に面した前記仕切り板の外面に前記揺動アームに挿通した押さえ軸の内端面を当てたことを特徴とする一方向間欠送りユニット。
前記押さえ軸が複数本用いられ、その内の少なくとも１本が前記駆動爪の取付け軸を兼ね、これらの軸の外端面を前記揺動アームの表面に露出せしめ、その露出した各軸の外端面を該揺動アームの固定ワッシャの内面で押さえ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。
前記トルクリミッタが、前記ラチェットと一体の外輪の内周面に形成された複数のポケットと、各ポケットの底面と固定軸との間で正回転方向に狭小となるように形成されたくさび角と、そのポケットに収納されたローラと付勢ばねとを有し、該付勢ばねによりローラをくさび角の方向に付勢したことを特徴とする請求項１または２に記載の一方向間欠送りユニット。
前記トルクリミッタが、前記ラチェットと一体の摺接部材と、前記固定軸の一部に前記摺接部材の内側に設けられた内輪と、その内輪の外周面に形成された複数のポケットと、各ポケットの底面と前記摺接部材との間で前記ラチェットの正回転方向の反対方向に狭小となるように形成されたくさび角と、そのポケットに収納されたローラと付勢ばねを有し、該付勢ばねによりローラをくさび角の方向に付勢したことを特徴とする請求項１または２に記載の一方向間欠送りユニット。