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一方向間欠送りユニット - NTN株式会社
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発明の名称 一方向間欠送りユニット
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−24083(P2007−24083A)
公開日 平成19年2月1日(2007.2.1)
出願番号 特願2005−203399(P2005−203399)
出願日 平成17年7月12日(2005.7.12)
代理人 【識別番号】100074206
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
発明者 高田 声一
要約 課題
ラチェットホイールに逆転防止手段としての一方向クラッチ型トルクリミッタを組み込み、該トルクリミッタの内輪をハウジングに固定した一方向間欠送りユニットにおいて、その小型化・高トルク化を図ることである。

解決手段
一方向クラッチ型のトルクリミッタ2が、ラチェットホイール1の内径面に嵌合固定され片面に欠円部7を設けた内輪3と、その欠円部7に形成されたカム面8と前記ラチェットホイール1の内径面とによって形成された一定のクサビ角θを有する単一のポケット9と、そのポケット9に収納された単一の扁平なころ12と、該ころ12をクサビ角θの方向に付勢する付勢ばね13とから構成され、揺動部材16の送り方向への揺動時に前記ころ12がクサビ角θから離れる方向に移動して所定の空転トルクを発生させ、前記と逆方向への揺動時に前記ころ12をクサビ角θに噛み込ませてロックさせるようにした。
特許請求の範囲
【請求項1】
所定の送り手段を備えた外歯形式のラチェットホイール(1)と、そのラチェットホイール(1)に同軸状態に取り付けられた揺動部材(16)と、その揺動部材(16)に設けられ前記ラチェットホイール(1)のラチェット(23)に係合される駆動爪(21)と、該駆動爪(21)を前記ラチェット(23)に噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、前記ラチェットホイール(1)の逆転防止用の一方向クラッチ型トルクリミッタ(2)とからなり、前記揺動部材(16)の揺動による駆動爪(21)の往復揺動により前記ラチェットホイール(1)を一定の送り方向に間欠回転させるようにした一方向間欠送りユニットにおいて、
前記一方向クラッチ型のトルクリミッタ(2)が、前記ラチェットホイール(1)の内径面に嵌合固定され片面に欠円部(7)を設けた内輪(3)と、その欠円部(7)を形成する弦の面に形成されたカム面(8)と前記ラチェットホイール(1)内径面とによって形成された一定のクサビ角θを有する単一のポケット(9)と、そのポケット(9)に収納された単一の扁平なころ(12)と、該ころ(12)をクサビ角θの形成方向に付勢する付勢ばね(13)とから構成され、前記揺動部材(16)の送り方向への揺動時に前記ころがクサビ角θ形成部分から離れる方向に移動して所定の空転トルクを発生させ、戻り方向への揺動時に前記ころ(12)をクサビ角θの形成部分に噛み込ませてロックさせるようにしたことを特徴とする一方向間欠送りユニット。
【請求項2】
前記ラチェットホイール(1)に形成された送り手段がスプロケット(25)である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。
【請求項3】
前記揺動部材(16)の内面に軸受凸部(18)が形成され、その軸受凸部(18)の外径面と、前記内輪(3)の外径面とにより前記ラチェットホイール(1)の内径面の軸方向2箇所を支持する軸受部(6)(19)が構成されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の一方向間欠送りユニット。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、ラチェットホイール機構を用いた一方向間欠送りユニットに関し、特に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たものに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ラチェットホイール機構を用いた一方向間欠送りユニットに関しては、従来公知である(特許文献1参照)。
【0003】
前記特許文献1に開示された一方向間欠送りユニットは、外径面にスプロケットが形成された外歯形式のラチェットホイールと、そのラチェットホイールに同軸状態に取り付けられた揺動部材と、その揺動部材に設けられ前記ラチェットホイールのラチェットに係合される駆動爪と、該駆動爪を前記ラチェットに噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、前記ラチェットホイールの逆転防止手段とからなり、前記揺動部材の揺動による駆動爪の往復揺動により前記ラチェットホイールを一定の送り方向に間欠回転させるようになっている。
【0004】
前記の逆転防止手段として、特許文献1においては複数のころを組み込んだころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタが用いられている。
【0005】
一方、ころ形式の一方向クラッチとして、欠円部を有する内輪と外輪の内径面とによって単一のポケットを設け、そのポケットに単一のころを収納するとともに、該ころの片側に収納したばねによって該ころを一方向に付勢するようにしたものが知られている(特許文献2)。この単一ころ形式の一方向クラッチは、前記ばねの収納位置と反対側にクサビ角が形成され、ころがクサビ角と反対方向(ばね側)に移動するように内・外輪が相対回転した場合に空転トルクが発生し、逆にクサビ角の方向に移動することによりロックする作用を行うものである。この一方向クラッチは、前記ばねの付勢力を比較的大きく設定することにより、空転時に所定のトルクを発生する一方向クラッチ型トルクリミッタとして使用できるものである。
【特許文献1】特開2005−98490号公報
【特許文献2】特開2003−90357号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
前記の一方向間欠送りユニットに使用されていた一方向クラッチ型トルクリミッタ(特許文献1記載されたもの)は、送り方向への回転時に所定の空転トルクを発生することにより、被搬送物が余計に引き出されることがないようにして確実な送り作用を行わせる機能をもったものである。しかし、従来の場合は、複数の各ころが比較的小径(ラチェットホイールの半径に比べ相当小径)であり、これらのころにばね力を負荷させトルクを発生させているが、ばねの大きさはころ径に合わせた大きさのものしか使用できないので、ばねのサイズを大きくして発生トルクを大きくすることには限度がある。そのため、トルクの増大を図るためには、ころ長を長くしたり、ころ数を増加したりすることで対応する必要がある。
【0007】
その結果前記のトルクリミッタを用いた従来の一方向間欠送りユニットは軸方向の幅がころ長以上に大きいものとなり、小サイズ化が妨げられる問題があった。
【0008】
一方、前記の単一ころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタ(特許文献2に記載されたもの)を前記の複数ころを用いた一方向クラッチ型トルクリミッタに置き換えることが考えられる。
【0009】
前記単一ころ形式のものは、ころの径を内輪の半径以上に大きいサイズをとることができ、それに合わせてばね形状も大きくとることができるメリットがある一方、ころ長が比較的長い(例えば、ころ長がころ径の2倍程度。特許文献1の図1参照)ため、ユニットの小型化の妨げとなる問題がある。
【0010】
そこで、この発明は、前記単一ころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタのメリットを生かす一方、その欠点を解消したものをラチェットホイール機構と組み合わせることにより、小型・高トルク化を図った一方向間欠送りユニットを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
前記の課題を解決するために、この発明は、所定の送り手段を備えた外歯形式のラチェットホイールと、そのラチェットホイールに同軸状態に取り付けられた揺動部材と、その揺動部材に設けられ前記ラチェットホイールのラチェットに係合される駆動爪と、該駆動爪を前記ラチェットに噛み合わせる方向に付勢する付勢手段と、前記ラチェットホイールの逆転防止用の一方向クラッチ型トルクリミッタとからなり、前記揺動部材の揺動による駆動爪の往復揺動により前記ラチェットホイールを一定の送り方向に間欠回転させるようにした一方向間欠送りユニットにおいて、前記一方向クラッチ型のトルクリミッタが、前記ラチェットホイールの内径面に嵌合固定され片面に欠円部を設けた内輪と、その欠円部に形成されたカム面と前記ラチェットホイール内径面とによって形成された一定のクサビ角を有する単一のポケットと、そのポケットに収納された単一の扁平なころと、該ころをクサビ角の方向に付勢する付勢ばねとから構成され、前記揺動部材の送り方向への揺動時に前記ころがクサビ角の形成部分から離れる方向に移動して所定の空転トルクを発生させ、戻り方向への揺動時に前記ころをクサビ角の形成部分に噛み込ませてロックさせるようにしたものである。
【0012】
前記構成の一方向間欠送りユニットは、逆転防止手段としての一方向クラッチ型トルクリミッタのころが扁平形状をなしているため、ユニット全体の軸方向長さの小型化を図ることができる。また、ころの径を十分大きくとることができるので、付勢ばねのばね形状も大きくとることができ、ばね力の大きい付勢ばねを使用することができる。また、ころ径が大きくなると、その外周面のラチェットホイール内径面に対する弾性変形に伴う接触面積も大きくなるので、強い付勢ばねを組み込んでもころの接触面圧が過大になることを防止することができる。
【0013】
なお、前記ラチェットホイールを外歯形式とすることにより、ラチェットによるユニットの軸方向のサイズへの影響を無くすることができる。
【発明の効果】
【0014】
以上のように、この発明に係る一方向間欠送りユニットは、逆転防止手段として扁平なころを用いた単一ころ形式の一方向クラッチ型トルクリミッタを採用したので、ユニット全体の小型化を図ることができる。また、従来の複数本のころを用いた場合に比べ、ころの径が大きくなり、それに伴いばね力の大きな付勢ばねを使用することができるため、1個のころであっても大きいトルクを発生させることができる。さらに、ころとばねの数が各1個であるので組み立て作業も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
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。
【0016】
図1から図3に示した実施形態の一方向間欠送りユニットは、外歯形式のラチェットホイール1の内径側に単一ころ形式の一方向クラッチ型のトルクリミッタ2が組み込まれる。該トルクリミッタ2は内輪3ところ12及び付勢ばね13とからなり(図3参照)、該内輪3がハウジング4の凹部5の中央部に収納され、その中心穴11にねじ10が挿通されハウジング4の裏面からナット10’を締結することにより固定される。内輪3の外径面が内側軸受部6となり、その内側軸受部6においてラチェットホイール1の内径面のハウジング4側を回転自在に支持する。
【0017】
前記内輪3の片方の面(ハウジング4側と反対側の面)にその半径より小さい弦をもった欠円部7が突設される。その弦を形成する面がカム面8となり、該カム面8とラチェットホイール1の内径面との間で欠円形の単一のポケット9が形成される。そのポケット9内に単一のころ12とU字形に湾曲された付勢ばね13が収納され、該付勢ばね13によりころ12がクサビ角θの形成方向に付勢される。クサビ角θは前記カム面8と、ラチェットホイール1の内径面におけるころ12の接点に引いた接線とのなす角をいう。
【0018】
前記のころ12は、図2及び図3に示したように、扁平なものであり、そのころ長は前記ポケット9の軸方向の幅内に収まるサイズに形成される。また、そのころ12の径は、図1に示したように、内輪3の欠円部7が中心より下方にずれた位置に形成される結果、内輪3の半径を越える大きさに形成される。該ころ12の偏芯位置(内輪3の中心位置)に偏芯穴14が設けられる。
【0019】
前記のねじ10は、その首部分が大径軸部15となっており、その段差部分で内輪3を押し付けて該内輪3をハウジング4に固定する。ころ12の偏芯穴14が大径軸部15に回転可能に嵌合される。偏芯穴14は、前記の大径軸部15より若干大径に形成され、ころ12はその径差δ(図1参照)の範囲内で自由である。
【0020】
前記ラチェットホイール1の開放側の面において、前記ねじ10の大径軸部15によって揺動部材16が揺動可能に取り付けられ、その揺動部材16の円板形のボス部17がラチェットホイール1の開放面を閉塞する。そのボス部17の内面中央部分に軸受凸部18が設けられ、その軸受凸部18がラチェットホイール1の内径面に嵌入され、外側軸受部19が形成される。ラチェットホイール1は、ころ12を挟んで軸方向に対向した内外の軸受部6、19により支持される。
【0021】
前記の揺動部材16のアーム部に駆動爪21がピン22によって回転自在に取り付けられ、その駆動爪21の爪先がラチェット23に係合される。またその爪先と反対側の端部に戻しばね24の一端が取り付けられ、その戻しばね24の他端が揺動部材16の一部に取り付けられる。これにより、駆動爪21がラチェット23に係合する方向に付勢される。
【0022】
なお、前記のラチェットホイール1の外径に送り手段としてのスプロケット25が設けられる。
【0023】
実施形態の一方向間欠送りユニットは以上のように構成され、揺動部材16が送り方向(図1の矢印a方向)に揺動されると、駆動爪21がラチェット23に噛み合ってラチェットホイール1を一定ピッチだけ正回転(矢印A参照)させ、スプロケット25に係合されたキャリアーテープ26を1ピッチ分だけ送る。このとき、トルクリミッタ2は空転するが、付勢ばね13のばね力、ころ12の半径、クサビ角θの大きさ等によって決定される大きさのトルク(空転トルク)が発生する。このときラチェットホイール1は内側軸受部6と外側軸受部19の2箇所で支持されて円滑に回転する。
【0024】
ころ12は扁平な円板状のものであるから、ユニット全体の軸方向長さのコンパクト化に寄与する。また、その直径は内輪3の半径よりも大きいものであるから、その側面に押し当てられる付勢ばね13のサイズもころ12の大きさに応じてサイズの大きいもの、従って強いばね力をもったものを使用することができる。その結果、大きな空転トルクを得ることができる。なお、ばね力が強くなるところ12のカム面8やラチェットホイール1の内径面との接点における集中荷重による接触面圧も大きくなる心配があるが、ころ12又は相手面における弾性変形による接触面積がころ12の径に応じて大きいものとなるので、接触面圧の増大を防ぐことができる。
【0025】
また、揺動部材16が戻り方向(図1の矢印b方向)に揺動されると、駆動爪21はラチェット23の上を滑って同量だけ戻る。このときトルクリミッタ2がロックしラチェットホイール1の逆転を阻止する。
【0026】
上記の作用において、ころ12はねじ10の大径軸部15との径差δの範囲でカム面8上を移動し、付勢ばね13を必要以上に圧縮することを防止する。これにより付勢ばね13の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】実施形態の縦断正面図
【図2】図1のX−X線の断面図
【図3】同上の分解斜視図
【符号の説明】
【0028】
1 ラチェットホイール
2 トルクリミッタ
3 内輪
4 ハウジング
5 凹部
6 内側軸受部
7 欠円部
8 カム面
9 ポケット
10 ねじ
10’ ナット
11 中心穴
12 ころ
13 付勢ばね
14 偏芯穴
15 大径軸部
16 揺動部材
17 ボス部
18 軸受凸部
19 外側軸受部
21 駆動爪
22 ピン
23 ラチェット
24 戻しばね
25 スプロケット
26 キャリアーテープ




 

 


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