JPS63176857A - 係脱可能な歯車機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は回転中或いは移動中に自由に係合、離脱を行
うことが出来る歯車機構に関する。

（従来技術） 運転中に特定の位置ないしタイミングにおいてだけ１回
転を伝達する必要のある場合は少なくなし）。

従来、間欠的に回転を伝達する歯車機構としては、例え
ば、一部に切り欠きがあって歯列が連続していないギヤ
の噛み合わせ例として断続歯車機構がよく知られている
（機械設計便覧等）。この場合は一対の歯車の軸芯間距
離が固定でなければならないし、一方の歯車を施錠装置
から外して自由にすることは不可能である。

また、他の運転中にギヤ列の係合、離脱が行われている
ギヤ装置としては、自動車その他の装置に広く用いられ
る変速ギヤ装置が知られている。

これはピニオンとギヤが共に無限歯列を持つ、即ち有限
な直径を持つ円形歯車であって、ピニオン又はギヤのど
ちらか一方を軸方向に移動可能にすると共に、歯幅方向
の端部を面取り修正して歯厚が細められている。そして
ピニオンとギヤが略近似した周速度を持つ回転状態のと
きに、ピニオンかギヤのどちらか一方を軸方向に移動さ
せて、上記の歯厚が細められている部分のスペースを利
用して押し込み係合させるものである。この方法では、
歯車の軸方向の移動を許されることが前提であるが、ま
た、係脱する一対の歯車の軸芯間距離が一定でなければ
ならない点は、上記の断続歯車機構と同様である。

（この発明が解決しようとする問題点）この発明は、係
合を離脱して全く自由な状態にあるピニオンに対してラ
ック部を回転中或いは移動中に自由に係合することが出
来る歯車機構を得ようとするものである。

発明の構成 （問題を解決するための手段） この発明の係脱可能な歯車機構は、相対的にギヤ面内を
移動するラック、ピニオンを有し、ラックはピニオンギ
ヤの移動経路に沿ってその一部のみに配設され、上記ピ
ニオンギヤは上記ラック部分を通過するときにのみ上記
ラックギヤと係合するように構成されていることを特徴
とする。

そして、この相対的にギヤ面内を移動するラック、ピニ
オンの係合を容易にするため、ピニオンギヤの移動経路
に沿って、その一部のみに配設された上記ラックのピニ
オンギヤが進入する側のラック本体長手方向端部には、
これに隣接して導入セグメントラック部材が配設され、
該導入セグメントラック部材は ａ　該導入セグメントラック部材の本体ラックとの接続
端は、本体ラックの歯たけ方向ピッチ線とセグメントラ
ックの歯たけ方向ピッチ線とが一致し。

ｂ　その接続部において刻みピッチ寸法が正規寸法とな
る様に位置づけられており。

ｃｌｌ上セグメントラックピニオン導入側端部は、少な
くとも歯たけ方向ピッチ線が歯末のたけの２倍以上、本
体ラックの歯たけ方向ピッチ線の高さより低くなる様に
されている。

さらに、上記ピニオンギヤの移動経路に沿ってその一部
のみに上記ピニオンに係合するように配設されたラック
のピニオンギヤが進入する側のラック本体長手方向端部
には、これに隣接して、上記ピニオンにラックと噛み合
ったときに得られる回転速度に近い回転を予め与えるた
めの助走手段が配置される。

（実施例） この発明の実施例を図面によって説明する。

第１図はこの発明の１実施例を示す正面図であり、第２
図はそのピニオン部の断面図である。

この実施例においては、コンベア手段２に架設されたピ
ニオン列３Ａ、３Ｂ、３Ｃ・・・が本体ラック１の範囲
を越えて大きく移動可能であり、コンベアの移動に従っ
て第１図の右から左へ向かって進行し、順次本体ラック
１に噛み合うように構成されている。

本体ラック１はマシン本体フレーム４にピン５゜６で固
定されており、そのピニオン導入側には、本体ラック１
に接してピン６を軸として上下に揺動自在に導入セグメ
ントラック７が設けられている。接合点８においては、
本体ラック１の歯たけ方向ピッチ線１３とセグメントラ
ック７の歯たけ方向ピッチ線１１とが一致し、かつ、刻
みピッチ９は正規ラック部の刻みピッチ１０に等しい寸
法となる様に配置されている。また、セグメントラック
７の他の一端、すなわちピニオン導入側端部７Ｂは、少
なくとも歯たけ方向ピッチ線】、１が歯末のたけの２倍
以上の寸法１２だけ本体ラック１の歯たけ方向ピッチ線
１３よりも低くなる様に保持されている。この実施例に
おいては、セグメントラック７と一体に組みつけられた
ブロック１５が、スプリング１６の押上刃によってピン
１４に抑圧されることによって上記の寸法１２が保持さ
れる。

また、セグメントラック７のピニオン導入側端部７Ｂの
端面と係止ピン１４との間隔２０は、歯の刻みピッチの
１／２以内とし、本体ラック１の方に押し付けるスプリ
ング手段１７によってセグメントラック７をその長手方
向に変位、復帰自在にすることによって、ピニオン３と
セグメントラック７の係合時の歯面で発生する力をセグ
メントラック７の移動によって吸収する様に構成する。

さらに、ピニオン３と同軸にドライブリング１８を固定
し、一方、セグメントラック７のピニオン３導入側にこ
のドライブリング１８と接触する助走レール１９を設置
し、セグメントラック７への接触前に、ピニオン３にそ
の歯とセグメントラック７との相対速度を極力小さくす
るような回転を予め与える。

このように構成された歯車機構は、次のように作動する
。

ピニオン３Ｂが第１図で右方から進行してきてセグメン
トラック７上に達したとき、第３図のように、たまたま
ピニオン３の歯とセグメントラック７の谷部とが一致す
る位置で噛み合いを始めるならば、ピニオン３とラック
７は自然に噛み合い、ピニオンの進行に従って徐々に噛
み合いが深くなり１本体ラック部１に導入されたときに
は、正規の噛み合い状態が得られる。このような係合状
態では、セグメントラック７を設けずに本体ラック１に
直接に導入しても同じである。

しかし、これは偶然の一致であり、一般には、第４図、
第７図のように歯先同志が干渉し、ピニオン３かラック
７かの何れかが逃げることが出来ないならば、歯の破壊
に至ることは明らかであり、第７図のように直接本体ラ
ック７にピニオン３を導入することは出来ない。

この発明では、このような状態でも歯先の干渉分だけセ
グメントラック７が軸６を中心として下方に揺動して歯
の破壊を防止する。同時に、歯先同志の接触によってピ
ニオン３が回動されるが、第５図に示すように、ラック
７とピニオン３とでは刻みピッチが同じでも歯先ピッチ
が異なるので、転動するうちに一方の歯先と一方の谷部
が巡り合うことになり、その時点から両方の歯が係合す
ることになる。歯が係合するにつれて押し下げられてい
たラック７はスプリング１６によって元の位置に復帰し
、以後は第３図と同様に徐々に噛み合いを深くしながら
本体ラックへ導入され、正規の噛み合い状態を得ること
が出来る。

このセグメントラック７とピニオン３の係合時の歯面で
発生する力をセグメントラック７の長手方向の移動によ
って吸収し、係合直後に自然復帰させることで、よりス
ムースな係合が得られる。

ピニオン３とラック７の相対走行速度が小さいときは、
上記の構成だけで十分に機能する。しかし、相対走行速
度が大きくなると上記のような自然転勤による歯先の位
相変化だけによって噛み合いを得ようとすると、セグメ
ントラックの長さを非常に長くしなければならなくなる
。

これに対してこの実施例では、ドライブリング１８とこ
れに接触する助走レール１９でセグメントラック７を実
用に耐える程度に短縮している。

即ち、第１図で自由ピニオン３Ｃがコンベヤによって移
動し、助走レール１９位置まで来ると、ドライブリング
１８が助走レール１９に接触しその上を転動してピニオ
ンに回転を与える。ドライブリング１８の直径をピニオ
ンのピッチ直径と等しくすれば、ピニオンの歯先とセグ
メントラックの歯先が係合しはじめるとき、ピニオンの
歯先ピッチがラックの歯先ピッチより大きい分だけ歯先
の位相をずらせながら噛み合い可能点を見つけていくこ
とは前記の通りであるが、噛み合いに先立ってピニオン
の回転が正確に与えられる点で高速においても作動が確
実になる。

また、ドライブリング１８の直径がピニオンのピッチ円
より大きいと、ラックに対してピニオンの歯先位相が遅
れながら近かすき、逆に、ドライブリング１８の直径が
ピニオンのピッチ円より小さいと、ピニオンの歯先位相
がラックに対して進みながら近かすく。何方の場合もピ
ニオンとラックの歯先が係合し始めてから噛み合い状態
に入る迄の走行距離を極めて短くすることが出来、ドラ
イブリング１８の直径によってさだまるピニオンの回転
速度は、正規にラックピニオンの噛み合い時に得られる
回転速度の±５０％の間にとるのが最適である。なお、
この助走レール１９はピニオンとセグメントラックとの
噛み合いが始まる直前迄の長さに設定され、噛み合いが
始まった後はドライブリングとレールの接触が離れるよ
うに配置すれば、各部材の損耗を防止出来る。

上記の実施例においては、ラック１が直線である場合を
示したが、勿論、ラックは直線である必要はなく、有限
の直径を持つ円形歯車であってもよく、自由な曲線ピッ
チを持つ変形ラックや内歯歯車であってもよい。

第８図にはラック１が有限な直径を持つ円形歯車の１部
である場合の実施例を示し、先の実施例と同一部材は同
一符号を附しである。この実施例では、セグメントラッ
ク７は本体ラック１の両側に設けてあり、正逆両方向の
回転に使用される構成となっている。

このような係脱可能な歯車機構を缶詰缶の印刷、焼付は
装置に応用した場合を示す、特に紫外線硬化塗料を用い
た缶の印刷、焼付けの場合、缶は印刷機、硬化焼付装置
にわたってコンベア手段で搬送されるが印刷機、硬化焼
付装置のそれぞれで、所定の回転を与えるために歯車駆
動機構を用いようとすれば、従来は、搬送コンベヤの全
長に沿ってラックを配設なければならなかった。この発
明の係脱可能な歯車機構を紫外線硬化焼付装置に応用し
た場合は、第２図に示すように、容器保持装置２１は同
軸にピニオン３を備え、焼付装置２３内においてのみ本
体ラック１と係合し、正確な回転が与えられる。また、
それに先立つ外面塗装印刷機への応用を第９図に示し、
印刷ステーション２４においては、その前後の必要範囲
でのみピニオン３はラック１に係合し、必要な正確な回
転が与えられる。この例では、ラック１は印刷ステーシ
ョン２４の曲線軌道２５に沿った形状とされている。こ
の、ような塗装印刷機と硬化焼付装置とを用いれば、ラ
ックは、両ステーションの必要な範囲内だけに設置すれ
ばよく、設備の配置に自由度が大幅に増す等の大きな効
果を生じる。

発明の効果 この発明は上記のように相互に移動するラックとビニオ
ンを、その移動経路の途中において、必要に応じて係合
させることが出来、係合前に予め所定の回転数に近い回
転を与え、或いは互いに位相が一致しない状態で係合を
開始しても次第に噛み合いを深くして行く導入部を設け
ることによって、容易に従来不可能と思われていた移動
途中での噛み合いを実現さることが出来たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の係脱可能な歯車機構の１実施例の構
成図、第２図はそのピニオン部の断面図。 第３図ないし第７図はその作動の説明図、第８図は他の
実施例の構成図、第９図はその応用例の構成概念図であ
る。 に本体ラック　　　　２：コンベア手段３：ピニオン　
　　　　４：フレーム構造体５．６：ピン　　　７：導
入セグメントラック９．１０：刻みピッチ　　１４：ピ
ン １６．１７：スプリング　１５ニブロツク１８ニドライ
ブリング　　１９：助走レール２１：容器保持装置　　
　２２：容器 ２３：焼付装置　　　２４：印刷ステーション２５：印
刷ステーション２４の曲線軌道特許出願人　　東洋製罐
株式会社 出願人代理人　弁理士　佐藤文男 （他２名） 第　　　２　　　図 第　　　８　　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）相対的にそのギヤ面内を移動するラック、ピニオン
   を有する歯車機構であって、ピニオンギヤの移動経路に
   沿って、その一部のみに配設されたラックギヤを有し、
   該ラックのピニオンの導入部はその歯たけ方向ピッチ線
   が本体ラックの歯たけ方向ピッチ線の高さより低くなる
   様にされており、上記ピニオンギヤが上記ラック部分を
   通過するときにのみ上記ラックギヤと係合することを特
   徴とする係脱可能な歯車機構 ２）相対的にギヤ面内を移動するラック、ピニオンを有
   する歯車機構であって、ピニオンギヤの移動経路に沿っ
   て、その一部のみに上記ピニオンに係合するラックが配
   設され、該ラックのピニオンギヤが進入する側のラック
   本体長手方向端部には、これに隣接して導入セグメント
   ラック部材が配設され、該導入セグメントラック部材は ａ　該導入セグメントラック部材の本体ラックとの接続
   端は、本体ラックの歯たけ方向ピッチ線とセグメントラ
   ックの歯たけ方向ピッチ線とが一致し、 ｂ　その接続部において刻みピッチ寸法が正規寸法とな
   る様に位置づけられており、 ｃ　導入セグメントラックのピニオン導入側端部は、少
   なくとも歯たけ方向ピッチ線が歯末のたけの２倍以上、
   本体ラックの歯たけ方向ピッチ線の高さより低くなる様
   にされている ことを特徴とする係脱可能な歯車機構 ３）上記導入セグメントラックは、さらに、ｄ　本体ラ
   ックとの接続点を回転中心として、セグメントラックの
   他端を揺動可能に支持されており、これによってそのピ
   ニオン導入端のピッチ線が上記の初期位置を基準として
   、歯元方向に後退および復帰するようにされている ことを特徴とする特許請求の範囲第２項の係脱可能な歯
   車機構 ４）上記導入セグメントラックは、さらに、ｅ　歯の刻
   みピッチの１／２以内の範囲で長手方向に変位および復
   帰可能に支持されている ことを特徴とする特許請求の範囲第２項の係脱可能な歯
   車機構 ５）相対的にギヤ面内を移動するラック、ピニオンを有
   する歯車機構であって、ピニオンギヤの移動経路に沿っ
   て、その一部のみに上記ピニオンに係合するラックが配
   設され、該ラックのピニオンの導入部はその歯たけ方向
   ピッチ線が本体ラックの歯たけ方向ピッチ線の高さより
   低くなる様にされており、かつ、該ラックのピニオンギ
   ヤが進入する側のラック本体長手方向端部には、これに
   隣接して、上記ピニオンにラックと噛み合ったときに得
   られる回転速度に近い回転を予め与えるための助走手段
   を配置したことを特徴とする係脱可能な歯車機構 ６）上記助走手段によって予め与えられる回転はピニオ
   ンにラックと噛み合ったときに得られる回転速度に対し
   て±５０％の範囲であることを特徴とする特許請求の範
   囲第５項の係脱可能な歯車機構