JP5760535B2 - 回転体着脱機構及び同機構を備えたギヤ検査装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体着脱機構及び同機構を備えたギヤ検査装置に関する。

回転軸に回転体を固定する場合、例えば、回転体の軸心に形成された有底のテーパ嵌合孔に回転軸を嵌め、さらに、回転体の嵌合孔底部を回転軸の頂部にボルトにて締付け固定（ロック）するという手法がとられている。しかし、回転体を回転軸に対して頻繁に着脱することを要する場合、上記ボルトの締付け及び取外し作業に手間を要し、作業効率を高めることが難しい。また、回転体を回転軸の頂部中心にボルト１本で締付ける場合、回転体の回転方向によっては締付けが弛んで回転振れを生じたり、或いは締付けが強くなってボルトの取外しが困難になることがある。

例えば、ギヤ検査装置においては、特許文献１に記載されているように、検査対象ギヤをマスタギヤに噛み合わせ、マスタギヤを回転させたときの軸間距離の振れに基いて対象ギヤの歯部の精度が検査される。そして、検査すべき対象ギヤの種類が変わると、マスタギヤも交換する必要がある。その場合、マスタギヤの回転軸に対する取付け（芯出し，ロック）・取外しに手間がかかるという問題がある。

これに対して、特許文献２には、マスタギヤ交換装置に関し、マスタギヤをカセットに支持し、対象ギヤに噛み合わせる検査位置からマスタギヤ交換位置にカセットと共に移動させて、マスタギヤの着脱を行なうことが記載されている。マスタギヤは支持ピンによってカセットに回転自在に支持する構成が採用されている。すなわち、支持ピンをマスタギヤの中心孔に差し込み、その支持ピンの端部をさらにカセットのアーム先端の支持孔に差し込んで固定ビスで固定（ロック）するようにされている。従って、マスタギヤのカセットに対する着脱には、マスタギヤ及びアームに対する支持ピンの抜き差し、固定ビスの締付け・取外しを要する。

特開２００９−２５０９５４号公報 特開２０００−２８４９０号公報

そこで、本発明は、回転軸に対する回転体の着脱を簡便に且つ確実に、しかも短時間で行なうことができるようにする。

本発明は、上記課題を解決するために、回転軸に対する回転体のロックに一組のワンウェイクラッチを用い、そのロックを衝撃の付与によって解除するようにした。

ここに開示する回転軸に対する回転体の着脱機構は、
上記回転体における上記回転軸の軸方向の片側に設けられ、上記回転軸が嵌まる嵌合孔を有し、上記回転体と共に上記回転軸に装着され、且つ上記回転体と共に上記回転軸から取外し可能な嵌合体と、
上記嵌合体の上記嵌合孔内に設けられ、上記嵌合体が上記回転軸に対して一方向に相対回転したときに上記回転軸に係合して上記回転体を上記回転軸に対してロックされた状態とする係合子を有する少なくとも一つの第１のワンウェイクラッチと、
上記嵌合孔内において、上記第１のワンウェイクラッチと共に上記軸方向に並ぶように設けられ、上記嵌合体が上記回転軸に対して他方向に相対回転したときに上記回転軸に係合して上記回転体を上記回転軸に対してロックされた状態とする係合子を有する少なくとも一つの第２のワンウェイクラッチと、
上記嵌合体に外嵌めされ上記回転軸の軸方向に移動自在のスライダと、上記嵌合体に設けられ上記スライダが反回転体側に移動したときに当たるストッパとを有し、上記スライダが上記ストッパに当たったときの衝撃で上記回転軸に対する上記係合子の係合を外して上記ロックを解除する解除手段とを備えていることを特徴とする。

すなわち、一般には、ワンウェイクラッチは、回転軸と回転体との間に設けられて、一方向のみに回転力を伝達し、他方向には空転を生じさせるものとして利用されている。これに対して、本発明は、回転力の伝達方向が互いに逆になった第１及び第２の両ワンウェイクラッチを組み合わせて、回転軸と回転体とのロックに用いた点に特徴がある。

従って、回転体に固定された嵌合体を回転軸に嵌めて回転させると、正逆いずれの方向に回転させたときでも、回転軸と回転体とが共に回転するようにロックされた状態になる。このため、回転体を回転軸に対してボルトで締付けることは不要になるとともに、作業者の回転方向の錯誤によるロックミスという問題も生じない。よって、回転軸に対する回転体の着脱を簡単に且つ短時間で確実に行なうことができるようになる。

回転軸と回転体とがワンウェイクラッチによってロックしているということは、ワンウェイクラッチの係合子が回転軸に係合して外輪と回転軸との間でくさび効果を発揮しているということである。このようなくさびは衝撃によって外れ易い。つまり、ワンウェイクラッチに衝撃を加えると、回転軸に対する係合子の係合が外れる、つまり、回転軸と回転体とのロックが解除されることになる。

そのような解除手段を構成すべく、本発明では、上記嵌合体に外嵌めされた軸方向に移動自在のスライダと、上記嵌合体に設けられ上記スライダが反回転体側に移動したときに当たるストッパとを設けている。これにより、スライダをストッパに衝突させてワンウェイクラッチに手軽に衝撃を与えることができる。

ワンウェイクラッチとしては、係合子としてローラを用いたローラ型、係合子としてスプラグを用いたスプラグ型のいずれをも採用することができる。

例えば、ローラ型ワンウェイクラッチは、上記嵌合体の嵌合孔に装着され内周面に周方向に間隔をおいて上記回転軸との間にくさび空間を形成する複数のカム面が形成された外輪と、該外輪の各カム面に対応する位置にポケットを形成する保持器と、該保持器の各ポケットに収容された上記係合子としてのローラと、該ローラを上記くさび空間の狭小部に向けて付勢するスプリングとを備えていることを特徴とする。

また、ここに提示するギヤ検査装置は、上述の回転体着脱機構を備えたものであって、
上記回転体としての外周面に歯部を有するマスタギヤと、
上記回転軸が上記マスタギヤを装着して回転させるために設けられたマスタギヤ支持装置と、
検査すべき対象ギヤを回転自在に支持する対象ギヤ支持装置と、
上記対象ギヤの歯部の精度を測るために、上記マスタギヤを上記対象ギヤに噛み合わせて回転させたときの該マスタギヤの変位を検出するセンサとを備え、
上記マスタギヤは上記回転軸が嵌まる貫通孔を有し、該マスタギヤの片側に、上記第１及び第２のワンウェイクラッチを有する上記嵌合体が上記嵌合孔と貫通孔とを同心にして設けられ、
上記嵌合体が設けられた上記マスタギヤは、その貫通孔側から上記回転軸に嵌めて装着されるようになされており、
上記マスタギヤの嵌合孔内周面と上記回転軸とには互いに当接するテーパ嵌合面が形成されていることを特徴とする。

従って、上記嵌合体が設けられたマスタギヤをマスタギヤ支持装置の回転軸に嵌めて正逆いずれかの方向に回転させると、上記第１及び第２のワンウェイクラッチのいずれかが働いてマスタギヤは回転軸にロックされた状態になる。しかも、マスタギヤの嵌合孔内周面と回転軸とに形成された互いに当接するテーパ嵌合面によって、マスタギヤと回転軸との芯出しが図れる。よって、マスタギヤ支持装置に対するマスタギヤの着脱を作業ミスなく簡単に且つ短時間で確実に行なうことができ、作業効率を高める上で有利になる。

以上のように、本発明によれば、回転体の片側に嵌合体を設け、この嵌合体の嵌合孔内に回転力の伝達方向が互いに逆になった第１及び第２の両ワンウェイクラッチを組み合わせて設けて回転軸と回転体とのロックに用い、上記嵌合体にロック解除手段としてスライダとストッパを設け、ストッパに対してスライダを当てたときの衝撃によって当該ロックを解除するようにしたから、回転軸に対する回転体の着脱を、作業ミスなく、簡単に且つ短時間で確実に行なうことができるようになり、作業効率の向上に有利になる。

本発明に係る回転体着脱機構を備えたギヤ検査装置を一部断面で示す側面図である。 同装置の平面図である。 同装置の回転軸にマスタギヤを装着した状態（回転体着脱機構）を示す縦断面図である。 ロック時におけるワンウェイクラッチの外輪の回転方向とローラとの関係を示す断面図である。 アンロック時におけるワンウェイクラッチの外輪の回転方向とローラとの関係を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。

＜ギヤ検査装置＞
図１及び図２に示すギヤ検査装置において、１は検査すべき対象ギヤ２を回転自在に支持する対象ギヤ支持装置、３は対象ギヤ２の歯部の精度を検査するためのマスタギヤ４を装着して回転させるマスタギヤ支持装置である。対象ギヤ支持装置１は、定置テーブル５に固定されている。マスタギヤ支持装置３は、定置テーブル５上の可動テーブル６に固定されている。可動テーブル６は、定置テーブル５上のレール７に支持され、マスタギヤ支持装置３と共に対象ギヤ支持装置１に向かって進退するようになっている。

上記進退のために、定置テーブル５には駆動シリンダ８が固定され、可動テーブル６にはスプリング内蔵筒９が固定されている。スプリング内蔵筒９は、スプリング１１と、該スプリング１１でマスタギヤ後退方向に付勢されたピストン１２とを内蔵する。このピストン１２に駆動シリンダ８のピストンロッドが結合されている。従って、駆動シリンダ８はスプリング１２を介して可動テーブル６（すなわち、マスタギヤ支持装置３）を進退させることになる。

対象ギヤ２の歯部の検査のために、定置テーブル５には位置センサ１３が固定されている。この位置センサ１３は、マスタギヤ４を対象ギヤ２に噛み合わせて回転させたときの変位（両ギヤの中心軸間距離の変動）を検出するものであり、スプリング付勢されてマスタギヤ後退方向に突出した可動子１４を備えている。一方、可動テーブル６には、位置センサ１３の可動子１４に後方から対向する当接子（ボルト）１５がブラケット１０にて取付けられている。可動子１４と当接子１５とは、対象ギヤ２とマスタギヤ４とを噛み合わせたときに接触するように位置付けられている。

この場合、対象ギヤ２の歯面等に加工傷や打痕があると、それがマスタギヤ４の変位、つまりは可動テーブル６の変位となって現れ、これが位置センサ１３にて検出される。

対象ギヤ支持装置１は、対象ギヤ２を保持するために拡開駆動される複数のコレットを有するコレットチャック１６を備え、該コレットチャック１６が定置テーブル５に軸受１７によって回転自在に支持されている。１８はコレットチャック１６のコレットを拡開駆動するシリンダ装置である。

マスタギヤ支持装置３は、可動テーブル６に軸受２１によって回転自在に支持された回転軸２２を備え、この回転軸２２の上端部にマスタギヤ４が装着される。回転軸２２は、モータ２３の回転駆動力を得るべく定置テーブル５の下方へ突出している。すなわち、可動テーブル６に固定された支持板２４が定置テーブル５の下方へ延設されていて、この支持板２４にモータ２３がブラケットにて支持されている。そして、モータ２３の出力軸に結合したプーリ２６と回転軸２２に結合したプーリ２７とに伝動ベルト２８が巻掛けられている。

回転軸２２の下端には、マスタギヤ４を対象ギヤ２に噛み合わせて回転させているときの、回転軸２２の傾倒（軸振れ）を抑制するバランサ２９が設けられている。支持板２４及びモータ２３も、回転軸２２の軸心に対して上記傾倒を抑制する方向に偏倚して受けられている。

そうして、上記マスタギヤ４には、回転軸２２に対する着脱が簡便になる回転体着脱機構を有する嵌合体３１等が設けられている。

＜回転体着脱機構等＞
図３に示すように、マスタギヤ４は、その中心に回転軸２２が嵌まる貫通孔３２を有する。嵌合体３１は、下端が開口した嵌合孔３３を有する円筒状に形成されていて、下端にフランジ３４を有する。この嵌合体３１は、下端のフランジ３４においてマスタギヤ４の上面にボルトで固定されて、マスタギヤ４における回転軸２２の軸方向の片側、つまり上側に設けられていて、貫通孔３２と嵌合孔３３とは同心になっている。回転軸２２は、マスタギヤ４の貫通孔３２に嵌まる基部３５を備え、さらに、該基部３５に続いて上方へ突出した突出部３６を備え、該突出部３６が嵌合体３１の嵌合孔３３に挿入されている。

嵌合体３１の嵌合孔３３には、第１ワンウェイクラッチ３７と第２ワンウェイクラッチ３８とが軸方向に並ぶように嵌められて固定されている。第１ワンウェイクラッチ３７は、嵌合体３１が回転軸２２に対して一方向に相対回転したときに回転力が伝わるように、該回転軸２２に係合する係合子を有する。第２ワンウェイクラッチ３８は、嵌合体３１が回転軸２２に対して他方向に相対回転したときに回転力が伝わるように、該回転軸２２に係合する係合子を有する。

図４及び図５に示すように、本実施形態のワンウェイクラッチ３７は、外輪４１、係合子としてのローラ４２、スプリング４３、並びにローラ４２及びスプリング４３を収容する保持器４４を備えてなる。すなわち、外輪４１は、その内周面に周方向に間隔をおいて回転軸２２の外周面との間にくさび空間を形成する複数のカム面４５が形成されている。保持器４４は、外輪４１の各カム面４５に対応する位置にポケット４６を形成するものであり、各ポケット４６にローラ４２と、該ローラ４２を上記くさび空間の狭小部に向けて付勢するスプリング４３とが収容されている。

第１ワンウェイクラッチ３７と第２ワンウェイクラッチ３８とは、くさび空間の狭小部が周方向の一方向（例えば、右回り方向）の先側にあるか、他方向（例えば左周り方向）の先側にあるかが相違するだけで、他の構成は互いに同じであり、第２ワンウェイクラッチ３８の図示は省略する。

図４及び図５の例では、図４に示すように、嵌合体３１が外輪４１と共に、回転軸２２に対して右回り（矢符方向）に相対回転すると、各ローラ４２がカム面４５に押されて回転軸２２の外周面に係合する。つまり、ローラ４２がくさび空間の狭小部に食い込んで、回転軸２２と嵌合体３１が固定されたマスタギヤ４とが共に回転するロック状態になる。これに対して、図５に示すように、嵌合体３１が外輪４１と共に、回転軸２２に対して左回り（矢符方向）に相対回転すると、カム面４５によるローラ４２の押し力が解除される、つまり、上記ロックが解除される。

そうして、嵌合体３１の嵌合孔３３には、くさび空間の狭小になる方向が周方向において逆向きになった第１ワンウェイクラッチ３７と第２ワンウェイクラッチ３８とが収容されているから、嵌合体３１を回転軸２２に対して正逆いずれの方向に回転させても、回転軸２２とマスタギヤ４とが共に回転するようにロックされた状態になる。

さらに、上記嵌合体３１には、第１又は第２のワンウェイクラッチ３７，３８による回転軸２２とマスタギヤ４とのロックを解除する解除手段が設けられている。その解除手段は、嵌合体３１に外嵌めされた軸方向に移動自在のスライダ４７と、嵌合体３１の上端に固定されスライダ４７が反マスタギヤ４側に移動したときに当たるたストッパ４８とによって構成されている。

すなわち、このロック解除手段は、スライダ４７に外力を加えてストッパ４８に衝突させることによって、ワンウェイクラッチ３７，３８に衝撃を与え、その衝撃でローラ４２を振動させて外輪４１のカム面４５及び回転軸２２の外周面に食い込んだ状態から離脱させるものである。その離脱によって、当該ロックは解除される。

また、マスタギヤ４の貫通孔３２の内周面には、その下端から上端部に至る内径が漸次小さくなるように傾斜したテーパー面３２ａが形成されている。回転軸２２の基部３５の上端部と下端部とにも、上方へ行くに従って径が小さくなるように傾斜したテーパ面３５ａ，３５ｂが形成されている。このテーパー面３２ａとテーパ面３５ａ，３５ｂとが互いに嵌合するテーパ嵌合面を構成している。

従って、上述の嵌合体３１が固定されたマスタギヤ４を回転軸２２に装着するときは、マスタギヤ４を回転軸２２の突出部３６に上から被せ、該突出部３６をマスタギヤ４の貫通孔３２から嵌合体３１の嵌合孔３３に嵌合していく。このとき、マスタギヤ４のテーパ面３２ａと回転軸２２のテーパ面３５ａ，３５ｂとが、当該嵌合を案内するガイドとなり、マスタギヤ４と回転軸２２との芯出しが容易になる。

しかる後、嵌合体３１をマスタギヤ４と共に回転軸２２に対して右回り又は左回りに回転させると、例えば、右回りにしたときは第１ワンウェイクラッチ３７によってマスタギヤ４が回転軸２２にロックされた状態になり、左回りにしたときは第２ワンウェイクラッチ３８によってマスタギヤ４が回転軸２２にロックされた状態になる。

よって、ボルトによる締付け作業をすることなく、マスタギヤ４を回転させるという簡単な作業で回転軸２２にロック保持することができる。しかも、右回し及び左回しのいずれでもマスタギヤ４はロック状態になるから、マスタギヤ４の回転方向をどちらにすべきかで作業者を煩わせることはなく、作業者の交代があっても、マスタギヤ４が確実にロック状態になることを期待することができる。

マスタギヤ４を交換するときは、マスタギヤ４を回転軸２２に対してロック時とは逆方向に回転させてロックを解除してもよいが、ワンウェイクラッチ３７，３８のローラ４２がくさび空間の狭小部に強く食い込んでいるときは、解除に大きな力が必要になる。これに対して、本実施形態の場合は、スライダ４７をスライドさせてストッパ４８に当てることによって、その衝撃でローラ４２を食い込み状態から離脱させることができる。よって、ロックの解除が容易になり、マスタギヤ４を回転軸２２から簡単に取り外すことができる。

なお、上記実施形態では、回転軸２２の突出部３６をマスタギヤ４の貫通孔３２に通して嵌合体３１の嵌合孔３３に嵌めるようにした。しかし、これに限るものではなく、嵌合体３１をマスタギヤ４の下側に設けて、回転軸２２を嵌合体３１の嵌合孔３３に、マスタギヤ４を貫通させることなく、嵌める構成にすることもできる。

１ 対象ギヤ支持装置
２ 検査対象ギヤ
３ マスタギヤ支持装置
４ マスタギヤ（回転体）
２２ 回転軸
３１ 嵌合体
３２ マスタギヤの貫通孔
３２ａ テーパ面（テーパ嵌合面）
３３ 嵌合体の嵌合孔
３５ａ テーパ面（テーパ嵌合面）
３５ｂ テーパ面（テーパ嵌合面）
３７ 第１ワンウェイクラッチ
３８ 第２ワンウェイクラッチ
４１ 外輪
４２ ローラ（係合子）
４３ スプリング
４４ 保持器
４５ カム面
４６ ポケット
４７ スライダ
４８ ストッパ

Claims (3)

1. 回転軸に対する回転体の着脱機構であって、
   上記回転体における上記回転軸の軸方向の片側に設けられ、上記回転軸が嵌まる嵌合孔を有し、上記回転体と共に上記回転軸に装着され、且つ上記回転体と共に上記回転軸から取外し可能な嵌合体と、
   上記嵌合体の上記嵌合孔内に設けられ、上記嵌合体が上記回転軸に対して一方向に相対回転したときに上記回転軸に係合して上記回転体を上記回転軸に対してロックされた状態とする係合子を有する少なくとも一つの第１のワンウェイクラッチと、
   上記嵌合孔内において、上記第１のワンウェイクラッチと共に上記軸方向に並ぶように設けられ、上記嵌合体が上記回転軸に対して他方向に相対回転したときに上記回転軸に係合して上記回転体を上記回転軸に対してロックされた状態とする係合子を有する少なくとも一つの第２のワンウェイクラッチと、
   上記嵌合体に外嵌めされ上記回転軸の軸方向に移動自在のスライダと、上記嵌合体に設けられ上記スライダが反回転体側に移動したときに当たるストッパとを有し、上記スライダが上記ストッパに当たったときの衝撃で上記回転軸に対する上記係合子の係合を外して上記ロックを解除する解除手段とを備えていることを特徴とする回転体着脱機構。
2. 請求項１において、
   上記第１及び第２のワンウェイクラッチは、上記嵌合体の嵌合孔に装着され内周面に周方向に間隔をおいて上記回転軸との間にくさび空間を形成する複数のカム面が形成された外輪と、該外輪の各カム面に対応する位置にポケットを形成する保持器と、該保持器の各ポケットに収容された上記係合子としてのローラと、該ローラを上記くさび空間の狭小部に向けて付勢するスプリングとを備えていることを特徴とする回転体着脱機構。
3. 請求項１又は請求項２に記載された回転体着脱機構を備えたギヤ検査装置であって、
   上記回転体としての外周面に歯部を有するマスタギヤと、
   上記回転軸が上記マスタギヤを装着して回転させるために設けられたマスタギヤ支持装置と、
   検査すべき対象ギヤを回転自在に支持する対象ギヤ支持装置と、
   上記対象ギヤの歯部の精度を測るために、上記マスタギヤを上記対象ギヤに噛み合わせて回転させたときの該マスタギヤの変位を検出するセンサとを備え、
   上記マスタギヤは上記回転軸が嵌まる貫通孔を有し、該マスタギヤの片側に、上記第１及び第２のワンウェイクラッチを有する上記嵌合体が上記嵌合孔と貫通孔とを同心にして設けられ、
   上記嵌合体が設けられた上記マスタギヤは、その貫通孔側から上記回転軸に嵌めて装着されるようになされており、
   上記マスタギヤの嵌合孔内周面と上記回転軸とには互いに当接するテーパ嵌合面が形成されていることを特徴とするギヤ検査装置。

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