JP5497647B2 - ワーク搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に記載されるようなワーク搬送装置に関するものである。かかる装置はワークの処理に用いられるもので、特に、真空装置において、さらに前記ワークのコーティングに用いられる。

特許文献１では、一般的なタイプのワーク搬送装置が開示され、その装置における変速部は、変速部の対応する凹部により囲まれた、回転軸に偏心的に連結された駆動ディスクを有している。
ワークの回転とロータリフレームの回転との間の変速比は、駆動ディスクの動作を直接制御する補助ギヤセットを介してのみ、影響を及ぼすことができる。

特許文献２において別のワーク搬送装置が開示されている。この場合、ロータリフレームに回転可能に取り付けたワークホルダは、ワークホルダ上の歯車がロータリフレームの駆動軸を同軸状に囲み、ベースフレームに対し捩れなくされているリングギヤと噛合うごとに回転されるようになっている。
この既知のワーク搬送装置は、比較的構造が複雑である。変速比は、狭い範囲でのみ選択可能である。

特許文献３で開示されるワーク搬送装置の場合、ワークホルダの回転は、ベースフレームに固定され、ワークホルダに一時的に噛合う駆動部材によりもたらされる。この場合、回転は間欠的であり、通常、それ自体で不利であり、特に、複数の極薄の層からなるコーティングが施される場合、ワークの質を損なうものである。

特許文献４では、ワーク搬送体が複数の同心リング内のロータリフレームに配列されるワーク搬送装置が開示されている。リングのそれぞれのワーク搬送体は、ロータリフレーム上の固定した中央ホイールと噛合う中間ギヤセットにより、回転せしめられる。リングに付属するワーク搬送体は、この回転が残余のワーク搬送体に伝達されるような方法で、作動的に連結している。

国際公開２００７／０２５ ３９７ 欧州特許公開１ １５３ １５５ ドイツ国特許公開１９８ ０３ ２７８ ドイツ国特許公開１０３ ０８ ４７１

本発明は、単純な構造で、信頼性があり、単純な手法で変速比を調整することができる、通常タイプのワーク搬送装置を開示することを目的としている。本目的は、請求項１の特徴箇所により達成される。

本発明が達成する有利な点は、特に、ワークホルダの動作が、非常にシンプルであるにも関わらず、比較的広い範囲で変速比を選択することができるということである。

本発明は、以下において一例としての実施形態を示す図面を参照して、よりよく説明される。
本発明にかかるワーク搬送装置の第１実施形態における、模式的な軸方向の図である。 図１の詳細図である。 図２の上方からの詳細図である。 本発明のワーク搬送装置の部分的な斜視図である。 本発明のワーク搬送装置の一部の上方からの拡大図である。

図１は、本発明にかかるワーク搬送装置の好適な実施形態を示している。固定されたベースフレーム１上に、垂直駆動軸４周りに回転可能なように前記ベースフレーム１上に取り付けられたロータリフレーム３を有し、下端部において、モータ６によって駆動される歯車７と噛合うリングギヤ５を外側に有するワーク搬送体２が配置されている。ロータリフレーム３は、閉じられたハウジングとして構成され、そのハウジングは、駆動軸４に対して回転対称であり、中央管状部８を備え、それらの間には駆動軸４に沿って配置され、連続的な突出部（最低部のみが図１に示されている。 さらに図４参照）を有し、それらはそれぞれ底部９、カバー１０と、管状部８に対して同心のアウターリング１１とから構成されており、アウターリング１１は、底部９の外側端部に結合され、カバー１０の外側縁部からいく分か突出している。

ロータリフレーム３は、突出部のそれぞれに、ワーク支持体１３の群１２が、それぞれ同一高さに、駆動軸４を囲む円弧上に一様に分散配置されている。それぞれのワーク支持体１３は、駆動軸４に平行なホルダ軸に対し回転可能であり、ロータリフレーム３の突出部に部分的に配設されるベース１４と、ワーク１６を保持する取付部１５とを具備し、取付部１５は、カバー１０を通してもたらされている軸ピン１７を介しベース１４に取り付けられている。ベース１４は、さらに下向きの円錐形状チップを有するベアリングピン１８を具備する。ベアリングピン１８の軸は、軸ピン１７同様に、ホルダ軸と一致し、前記チップが対応する凹部に結合する底部９に回転可能に取り付けられている。
ベアリングピン１８と軸ピン１７とは、それぞれホルダ軸に平行に、しかし離隔した駆動ピン１９を備えるクランク形状の中間部材によって連結されている。ベース１４は、実質的に一定の断面の単純な曲げ部品である。取付部１５は円筒状凹部を有し、ワーク１６、例えばフライス削りヘッド、を受け入れるように頂部に向かって開口している。

ベースフレーム１に回転不能に固定されたシャフト２０は、群１２の各々の高さにて、外側歯部を有する中央ホイール２１を支持している。この中央ホイール２１は、ベースフレーム１に対して、捩じれについて剛性を有する（図２、図３を参照）。それぞれ同程度の高さに配置されている駆動部２２は、駆動軸４に対して回転可能な取付部を具備し、中央ホイール２１上に横設される上部アーム２３と、中央ホイール２１下に横設される同様の下部アーム２４を備え、取付部に取り付けられる中間ギヤセットを有する。その中間ギヤセットは、この例では上部アーム２３と下部アーム２４間に取り付けられるピニオン２５のみからなり、ピニオン２５は、駆動軸４に平行なピニオン軸周りを回転可能であり、中央ホイール２１の歯部と噛合う噛合い部を有している。

ピニオン２５は、中央ホイール２１の高さにあるワーク支持体１３の群１２の駆動ピン１９と、円形の中央カップリング切欠きを有する変速部２６による駆動部２２と連結している。切欠きの縁部は、ピニオン２５の噛合い部と噛合う、内方に指向するリングギヤ２７を運行する。さらに外側において、変速部２６はそれぞれのワーク支持体１３においてワーク支持体１３の駆動ピン１９の突出部を挿通する駆動開口部２８を有している。変速部２６は、それ故、それぞれ回転可能な状態、あるいはわずかな遊びを設けてワーク支持体１３に結合され、駆動部２２、さらに正確には、それのピニオン２５と係合している。

変速部２６上のリングギヤ２７の中心点が、駆動軸４から偏心距離Ｅ離れた出力ポイント２９である。それぞれのホルダ軸から、それぞれのワーク支持体１３の駆動ピン１９までの距離は、同様に偏心距離Ｅに対応している。
図２、３にのみ模式的に示されている変速部２６は、打ち抜き加工して形成され（図４に、大多数のワーク支持体１３とシャフト２０が省略されている、突出部がハウジングの部分として示されている）、カップリング切欠きを囲むインナーリング３０と、同数のワーク支持体１３と噛合う６６個の駆動開口部２８が、円周上に分配されて設けられているアウターリング３１とを有する、
インナーリング３０とアウターリング３１とは、半径方向のスポーク３２により連結されている。スポーク３２は、例えば、各群１２のワーク支持体１３のうちの一つに障害が発生したときに破断するように予め決められた破断箇所を成す穴３３によって、脆弱化されている。

ロータリフレーム３がモータ６により、駆動軸４周りに回転されると、ロータリフレーム３に結合したワーク支持体１３と噛合う変速部２６は、ワーク支持体１３を介して付随的に作動される。ピニオン２５の歯部が、リングギヤ２７と噛合うと、ピニオン２５は回転せしめられ、中央ホイール２１により駆動される。その結果、駆動部２２が変速部２６に対して回転して偏心動作をもたらし、その場合、駆動軸４から出力ポイント２９に向かうベクトルは偏心距離Ｅに対応する長さを有するが、駆動軸４の周りに回転する。偏心動作は、駆動ピン１９に伝達される。それぞれの偏心動作の回転は、ワーク支持体１３の回転をもたらし、ホルダ軸から対応する駆動ピン１９に向かうベクトルは、上述のベクトルに対し、常時平行である。

変速部２６と駆動部２２の動作を、上記ベースフレーム１（図３、５参照、後者においてカバー１０が省略されている）に固定された座標系に示し、また、中央噛合い部の歯数、すなわち中央ホイール２１の歯数をＺ _Ｚ で示し、変速噛合い部、すなわちリングギヤ２７の噛合い部の歯数をＺ _Ｕ で示すと、駆動部２２が駆動軸４周りに時計回り方向へ回転（変速部２６の偏心動作の間の駆動部２２の一回転（すなわち、Ｕ _Ｕ ＝１）に対応する）したときの、変速部２６およびロータリフレーム３の時計回り方向への回転数Ｕ _Ｄ が得られる。
Ｕ_Ｄ＝１＋Ｚ _Ｚ ／Ｚ _Ｕ ………（１）
それ故に、ｚ＝Ｚ _Ｚ ／Ｚ _Ｕ とすれば、以下のようになる。
Ｕ_Ｄ：Ｕ_Ｕ＝（１＋ｚ）：１………（１’）

このことは、変速部２６が、付随的に回転する（すなわち、時計回り方向に完全に一回転する）一方で、中央ホイール２１上で駆動されるピニオン２５によってさらに回転数ｚだけ回転するという事実に基づく。したがって、ロータリフレーム３が（１＋ｚ）回転すると、駆動部２２は一回転したことになる。故に、変速比、すなわち、駆動部２２の回転速度（変速部２６の偏心動作）と、ロータリフレーム３の回転速度との間の比は、以下となる。
ｕ＝Ｕ_Ｕ／Ｕ_Ｄ＝１／１＋ｚ………（２）
それ故に、例えば、図４、５で示される実施形態のように、Ｚ_Ｚ＝４６、Ｚ_Ｕ＝６０のとき、ｚは略０．７７でありｕは略０．５７となる。偏心動作は、ロータリフレーム３に対して遅れて進行する。回転速度比は、ｕ−１、すなわち、この例においては略−０．４３となる。

変速比はＺのみに依存し、例えば、中央ホイール２１と駆動部２２とを備えるシャフト２０を変えることによって、容易に変更することができる。従って、例えば、より小さな中央ホイールを有する異なるシャフトを使用することができ、（２）式によってＺを減ずることができ、また、変速比ｕを増大させることができる。その際、変速部のリングギヤとの噛合いは、大きなピニオンが要求されるが、これらのことは、変速比ｕに影響を及ぼすものではない。必要であれば、コストが嵩むがさらに変速部を変更し得る。

しかしながら、ピニオンの代わりに、駆動の取付部に取り付けられる複数の歯車からなる、より複雑な中間ギヤセットを用いることも可能である。順次、中央ギヤと動力的に伝達可能に噛合わされた変速ギヤを用いることも可能である。変速比ｕは異なる中間ギヤセットおよび／または中央ホイールを具備するシャフトを用いた様々なワーク搬送体の群に応じて、相違するように設定し得る。

以上、説明した具体的な実施形態は、本発明の目的から外れることなく、変形することが可能である。それ故、中央噛合い部は、ベースフレームに回転不能に結合される必要はない。例えば、ロータリフレームの動きにより作動する補助のギヤセットを介し、中央噛合い部がその都度円運動を達成することができるように主要ホイールをベースフレームに運行するシャフトに結合することができる。
このタイプの補助ギヤセットは、例えば、特許文献１において説明されるように構成しインストールすることができる。
さらに、変速比は上述したように、主要ホイールと駆動部を具備するシャフトを交換することで、容易に変更することができる。
前述の文献の図１０において記載されている実施形態のように、実施形態で記載されていることに対応する、複数のワーク支持体は、ロータリフレームのリングギヤが固定型ギヤホイールに噛合い、噛合うことができる間、モータにより回転させることができるベースフレームについて主軸の周りに配置することができる。

１ ベースフレーム
２ ワーク搬送体
３ ロータリフレーム
４ 駆動軸
５ リングギヤ
６ モータ
７ 歯車
８ 管状部材
９ 底部
１０ カバー
１１ アウターリング
１２ 群
１３ ワーク支持体
１４ ベース
１５ 取付部
１６ ワーク
１７ 軸ピン
１８ ベアリングピン
１９ 駆動ピン
２０ シャフト
２１ 中央ホイール
２２ 駆動部
２３ 上部アーム
２４ 下部アーム
２５ ピニオン
２６ 変速部
２７ リングギヤ
２８ 駆動開口部
２９ 出力ポイント
３０ インナーリング
３１ アウターリング
３２ スポーク
３３ 穴

Claims (13)

1. ベースフレーム（１）と少なくとも一つのワーク搬送体（２）を有するワーク搬送装置であって、
   駆動軸（４）を囲み、前記ベースフレーム（１）に連結されたシャフト（２０）と、
   前記ベースフレーム（１）に回転可能に取り付けられたロータリフレーム（３）と、
   ホルダ軸に対して回転可能に前記ロータリフレーム（３）に取り付けられたワーク支持体（１３）と、を備え、
   前記少なくとも一つのワーク搬送体（２）は、前記駆動軸（４）に対して回転可能な取付部を有する駆動部（２２）、および回転可能に取り付けられた前記ワーク支持体（１３）に作動可能に連結された変速部（２６）を具備しているものにおいて、
   前記シャフト（２０）と前記変速部（２６）とを作動可能に連結する前記回転可能な取付部に中間ギヤセットが取り付けられている、
   ことを特徴とするワーク搬送装置。
2. 前記変速部（２６）は、前記ロータリフレーム（３）に対して前記ワーク支持体（１３）を回転させるために、前記駆動軸（４）から偏心距離（Ｅ）にある出力ポイント（２９）まわりを回転可能な駆動部（２２）と噛合い、さらにそれぞれ前記ホルダ軸から等しい偏心距離（Ｅ）にあるドライブポイントまわりを回転可能な少なくとも二つのワーク支持体（１３）に噛合っている、ことを特徴とする請求項１に記載のワーク搬送装置。
3. 前記変速部（２６）は剛性を有し、前記装置は、前記駆動軸（４）を囲みシャフト（２０）に取り付けられる中央噛合い部を具備し、且つ、前記出力ポイント（２９）を囲む変速噛合い部とを具備し、前記中央噛合い部と前記変速噛合い部とが前記中間ギヤセットと噛合う、ことを特徴とする請求項２に記載のワーク搬送装置。
4. 前記中間ギヤセットは、前記中央噛合い部と前記変速噛合い部双方に噛合うピニオン（２５）を有している、ことを特徴とする請求項３に記載のワーク搬送装置。
5. 前記中央噛合い部は外側を向き、前記変速噛合い部は前記変速部（２６）上に配置され、内側に向いたリングギヤ（２７）を有している、ことを特徴とする請求項３または４に記載のワーク搬送装置。
6. 前記中央噛合い部は、捩れないように前記ベースフレーム（１）に結合していることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
7. 前記中央噛合い部を形成する外部噛合い部を有し、前記シャフト（２０）を囲む中央ホイール（２１）を具備する、ことを特徴とする請求項３ないし６のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
8. 前記ロータリフレーム（３）はそれぞれの駆動部（２２）とそれぞれの変速部（２６）とを囲む閉じたハウジングとして実現され、さらに、前記ドライブポイントに位置しているワーク支持体（１３）のそれぞれの部材において、ワーク（１６）を固定するために取付部（１５）を支持する前記ワーク支持体の軸ピン（１７）は、前記ハウジングを通して外方にもたらされる、ことを特徴とする請求項２ないし７のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
9. それぞれのワーク支持体（１３）において前記ホルダ軸は前記駆動軸（４）に平行である、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
10. それぞれのワーク支持体（１３）は、断面円形の、前記ホルダ軸に平行であり、前記変速部（２６）上の対応する駆動開口部（２８）に係合する駆動ピン（１９）を具備する、ことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
11. 前記ワーク搬送体（２）は駆動軸（４）周りに同じ高さで配置されるワーク支持体（１３）の群（１２）を具備し、前記群（１２）の全てのワーク支持体（１３）に噛合う変速部（２６）を具備する、
    ことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のワーク搬送装置。
12. 前記群（１２）のワーク支持体（１３）は、前記駆動軸（４）を囲む円弧上に一様に分散配置され、そして前記変速部（２６）は対応する同様な配置構成で分散配置される駆動開口部（２８）を具備する、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のワーク搬送装置。
13. 前記ワーク搬送体（２）は、前記駆動軸（４）に沿って配設されたワーク支持体（１３）の複数の群（１２）を具備する、
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のワーク搬送装置。

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