JP2007032722A - Rotary indexing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空圧や油圧等を用いる流体シリンダ機構によって、回転軸を所定の角度ずつ回転させるための回転割出装置に関する。 The present invention relates to a rotary indexing device for rotating a rotary shaft by a predetermined angle by a fluid cylinder mechanism using pneumatic pressure, hydraulic pressure, or the like.
シリンダ機構の往復動作をラック・ピニオン機構を用いて回転動作に変換し、回転軸を所定の角度ずつ回転割出駆動するようにした装置としては、例えば、特許文献1に記載されているものが提案されている。
同文献に記載されている装置は、本体部に回転可能に支持された、ピニオンを有する回転軸と、この回転軸に垂直な面で、前記本体部の両側に配置されたメインシリンダと、これらのメインシリンダに直交して両側に配置されたサブシリンダと、胴体部を介して2つのピストンが一体に設けられ、2つのメインシリンダ内にこれらのピストンが配置される一体型のピストン部材と、その胴体部に支持されて、前記ピニオンに対して互いに反対方向から離接可能な一対のラック部材と、それぞれのサブシリンダ内に配置されて、これらのラック部材をスプリングを介してピニオンに対して離接させるピストンとを有している。 The apparatus described in the document includes a rotation shaft having a pinion that is rotatably supported by the main body, a main cylinder disposed on both sides of the main body on a plane perpendicular to the rotation shaft, and these A sub-cylinder arranged on both sides perpendicular to the main cylinder, and an integrated piston member in which two pistons are integrally provided via a body part, and these pistons are arranged in the two main cylinders; A pair of rack members that are supported by the body portion and can be separated from and attached to the pinion from opposite directions, and are arranged in the respective sub-cylinders, and these rack members are attached to the pinion via springs. And a piston to be separated.
そして、回転軸を回転駆動する場合には、一方のサブシリンダのピストンでこれに隣接する側のラック部材をピニオンに押し付けて噛み合わせるとともに、他方のラック部材をラック退避部材で押してピニオンから退避させ、この状態で一体型のピストン部材を一方向に移動させることにより、ピニオンと噛み合っているラック部材がピストン部材とともに移動する際に、ピニオンを介して回転軸を回転させる。 When the rotary shaft is driven to rotate, the rack member on the side adjacent to this is pressed against the pinion with the piston of one sub-cylinder, and the other rack member is pressed with the rack retracting member to retract from the pinion. In this state, by moving the integral piston member in one direction, the rotating shaft is rotated via the pinion when the rack member engaged with the pinion moves together with the piston member.
ピストン部材がストローク端まで移動して停止すると、他方のサブシリンダのピストンでこれに隣接する側のラック部材をピニオンに押し付けて噛み合わせるとともに、反対側のラック部材をラック退避部材で押してピニオンから退避させる。 When the piston member moves to the stroke end and stops, the other sub-cylinder piston pushes the rack member on the side adjacent to the pinion to engage with it, and pushes the rack member on the opposite side with the rack retracting member to retract from the pinion. Let
この状態からさらに、ピストン部材を反対方向へ移動させると、ピニオンと噛み合っているラック部材がピストン部材とともに移動する際に、回転軸を再び同じ方向に回転させる。このような手順を交互に繰り返すことによって、ピストン部材のストロークに応じた回転角ずつ回転角を同方向に回転させることができる。 When the piston member is further moved in the opposite direction from this state, the rotation shaft is rotated again in the same direction when the rack member engaged with the pinion moves together with the piston member. By repeating such a procedure alternately, the rotation angle can be rotated in the same direction by the rotation angle corresponding to the stroke of the piston member.
また、回転軸の停止時においては、両側のサブシリンダに圧気を供給しない状態であっても、2つのラック部材は、両方ともそれぞれスプリングによってピニオンに噛み合うように付勢されており、回転軸の回転はロックされている。 In addition, when the rotating shaft is stopped, both rack members are biased by the springs so as to engage with the pinion even when no pressure is supplied to the sub-cylinders on both sides. The rotation is locked.
前述した特許文献1に記載された装置においては、両側のサブシリンダにエアが供給されていない状態における回転軸の停止時に、何らかの原因で回転軸に大きな外力が作用すると、ピニオンは、両側のラック部材をスプリングの付勢力に抗して両外側に押し退けて回転してしまう可能性があり、一度ピニオンとラック部材との噛み合いが外れてしまうと、ピストン部材がストローク端まで移動したときに、回転軸が正常な回転停止位置からずれてしまう問題があった。
In the device described in
また、一方のラック部材がピニオンと噛み合って回転軸を回転させている途中においても、回転軸に大きな外力が作用すると、ピニオンが噛み合っているラック部材を押し退けて噛み合いが外れて、回転軸の停止位置がずれてしまうおそれがあった。さらに、2つのラック部材がそれぞれピストン部材の胴体部に対して個別に移動可能に支持されているため、可動部品の部品点数が多く、構造が複雑になる問題があった。 Even when one rack member is engaged with the pinion and rotating the rotating shaft, if a large external force is applied to the rotating shaft, the rack member engaged with the pinion is pushed away to disengage and the rotating shaft is stopped. There was a risk that the position would shift. Further, since the two rack members are supported so as to be individually movable with respect to the body portion of the piston member, there is a problem that the number of movable parts is large and the structure is complicated.
そこで、本発明は、前述した従来技術における問題を解消し、回転軸に大きな外力が作用した場合でも、回転軸の停止位置がずれることがなく、作動が確実で構造が簡単な回転割出装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention solves the above-described problems in the prior art, and even when a large external force is applied to the rotating shaft, the rotating shaft does not shift the stop position, and the rotation indexing device is reliable and simple in structure. The purpose is to provide.
前記目的を達成するため、本発明の回転割出装置は、機枠と、機枠に対し、第1の方向に直線移動可能に保持された横動枠と、横動枠に対して、第1の方向と直交する第2の方向に直線移動可能に保持されたラック枠と、機枠に対して、第1の方向と第2の方向の両方に直交する軸線回りに回転可能に保持された回転軸と、回転軸と一体に回転するように設けられたピニオンと、ピニオンを挟んた両側で対向するように、第2の方向に沿って並行してラック枠の一部として設けられた第1のラック及び第2のラックと、機枠に設けられて、横動枠を第1の方向に往復移動させる第1の流体シリンダ機構と、機枠に設けられて、ラック枠を第2の方向に往復移動させる第2の流体シリンダ機構と、機枠に設けられて、回転軸を所定回転角毎に位置決め固定するストッパ機構とを備え、第1及び第2のラックは、ラック枠が中立位置にあるときは、両方ともピニオンとの噛み合いを維持し、ラック枠が中立位置から一方の側に偏倚したときは、第1のラックとピニオンが完全に噛み合うとともに、ピニオンと第2のラックの噛み合いが外れ、ラック枠が中立位置から他方の側に偏倚したときは、第2のラックとピニオンが完全に噛み合うとともに、ピニオンと第1のラックとの噛み合いが外れるように配置されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a rotary indexing device of the present invention includes a machine frame, a lateral movement frame that is held so as to be linearly movable in the first direction with respect to the machine frame, A rack frame that is held so as to be linearly movable in a second direction orthogonal to the direction of 1, and held so as to be rotatable about an axis perpendicular to both the first direction and the second direction with respect to the machine frame. The rotating shaft, the pinion provided so as to rotate integrally with the rotating shaft, and a part of the rack frame in parallel along the second direction so as to face each other across the pinion A first rack and a second rack, a first fluid cylinder mechanism provided in the machine frame for reciprocating the lateral movement frame in the first direction, and provided in the machine frame, the rack frame being the second A second fluid cylinder mechanism that reciprocates in the direction of When the rack frame is in the neutral position, both the first and second racks maintain engagement with the pinion, and the rack frame is biased to one side from the neutral position. When the first rack and the pinion are completely engaged with each other, and when the engagement between the pinion and the second rack is released and the rack frame is biased from the neutral position to the other side, the second rack and the pinion are completely engaged. The pinion and the first rack are arranged so as to be disengaged while being engaged with each other.
本発明の回転割出装置においては、第1の流体シリンダ機構は、第1の方向における横動枠の両側にそれぞれ配置され、横動枠をそれぞれ中立位置で平衡するように付勢する付勢部材を有して、中立位置を挟んで交互に反対向きに押動する一対の単動型エアシリンダ機構であるとともに、第2の流体シリンダ機構は、第2の方向におけるラック枠の両側に配置されてラック枠を交互に反対向きに押動する一対の単動型エアシリンダ機構であることが望ましい。 In the rotary indexing device of the present invention, the first fluid cylinder mechanisms are arranged on both sides of the lateral movement frame in the first direction, respectively, and are energized to urge the lateral movement frames to be balanced at the neutral positions. A pair of single-acting air cylinder mechanisms that have members and push alternately in opposite directions across the neutral position, and the second fluid cylinder mechanism is disposed on both sides of the rack frame in the second direction Thus, it is desirable to be a pair of single-acting air cylinder mechanisms that alternately push the rack frames in opposite directions.
また、本発明の回転割出装置においては、ストッパ機構は、回転軸に固定され、前記回転軸を中心とする円周上に等間隔で複数の割出孔が設けられた割出ディスクと、機枠に固定され、割出孔に対して回転軸の軸線と平行な方向からストッパピンを抜き挿しする流体シリンダ機構から構成されていることも望ましい。 Further, in the rotary indexing device of the present invention, the stopper mechanism is fixed to the rotating shaft, and an indexing disc provided with a plurality of indexing holes at equal intervals on the circumference around the rotating shaft; It is also desirable that it is composed of a fluid cylinder mechanism that is fixed to the machine frame and that inserts and removes the stopper pin from the direction parallel to the axis of the rotary shaft with respect to the index hole.
請求項1の発明によれば、ピニオンが常に第1のラックと第2のラックの少なくとも一方と噛み合っているため、回転軸に大きな外力が作用しても、ラックとピニオン間の噛み合いが外れて回転軸の停止位置がずれてしまう恐れがない。
また、第1のラックと第2のラックはラック枠の一部として一体に構成されているため、可動部品の数が少なく、作動が確実で構造が簡単な回転割出装置を提供することができる。
According to the invention of
In addition, since the first rack and the second rack are integrally configured as a part of the rack frame, it is possible to provide a rotary indexing device with a small number of movable parts, a reliable operation, and a simple structure. it can.
請求項2の発明によれば、第1の流体シリンダ機構と第2の流体シリンダ機構にそれぞれ一対の単動型エアシリンダ機構を用いているため、駆動制御が簡単であるとともに、クリーンな環境が要求される場所に好適に使用することができる。
According to the invention of
また、これらのエアシリンダ機構へのエア供給が回転軸の回転途中で停止した場合に、付勢部材の付勢力によって横動枠が中立位置に移動して、第1のラックと第2のラックの両方にピニオンが噛み合って回転軸の回転が拘束されるため、外力で回転軸が不用意に回転してしまうことがない。 Further, when the air supply to these air cylinder mechanisms stops in the middle of the rotation of the rotary shaft, the lateral movement frame moves to the neutral position by the urging force of the urging member, and the first rack and the second rack Since the pinion meshes with both of them and the rotation of the rotating shaft is restrained, the rotating shaft is not inadvertently rotated by an external force.
さらに、請求項3の発明によれば、ストッパ機構が、回転軸に固定されて前記回転軸を中心とする円周上に等間隔で複数の割出孔が設けられた割出ディスクと、機枠に固定され、割出孔に対して回転軸の軸線と平行な方向からストッパピンを抜き挿しする流体シリンダ機構から構成されているため、回転軸の割出精度を高めることができる。
Further, according to the invention of
また、比較的小径のストッパピンとこれを駆動する小型の流体シリンダ機構で回転軸を確実に停止させておくことができるので、ストッパ機構をコンパクトに構成することができ、結果的に、回転割出装置全体を小型軽量化することができる。 In addition, since the rotating shaft can be reliably stopped by a relatively small diameter stopper pin and a small fluid cylinder mechanism that drives the stopper pin, the stopper mechanism can be made compact, and as a result, the rotation index The entire apparatus can be reduced in size and weight.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の回転割出装置の1実施形態を示す正面図、図2は右側面図、図3は平面図、図4は図1のA−A断面図、図5は図3のB−B断面図、図6は、図3のC−C断面図であって、これらの図に示すように、回転割出装置1は、ブロック状の機枠2(図5、図6参照)に軸受け3、4によって垂直軸線回りに回転自在に保持された回転軸5を有している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a rotary indexing device of the present invention, FIG. 2 is a right side view, FIG. 3 is a plan view, FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 3. As shown in these figures, the
本実施形態においては、これらの軸受け3、4には、ラジアル荷重とともにスラスト荷重を受けられるように円錐ころ軸受けを使用している。なお、ラジアル荷重とスラスト荷重はそれぞれ別個の軸受けで受けるようにしてもよい。
In the present embodiment, tapered roller bearings are used for these
回転軸5の上端部は、機枠2から上方に突出し、後述するストッパ機構6(図6参照)が取り付けられている取付板7に形成されている孔7Aを貫通してその上方先端部分には、締結具8によって割出ディスク9が固定されている。なお、締結具8は回転軸にプーリ等の回転体を摩擦固定するために一般に市販されている周知の構造のものである。
The upper end of the rotating
図3に示すように、割出ディスク9上面には、回転軸5を中心とする円周上の中心角90度毎の4箇所に、ワークを載せるワークテーブルT(図1、図5に仮想線で表示)を図示しないボルトで固定するためのねじ孔9Aが形成されている。なお、ワークテーブルTは、割出ディスク9と一体に製作してもよい。
As shown in FIG. 3, on the upper surface of the indexing
また、円周方向に隣り合うねじ孔9Aの間には、位置決め孔9Bが、回転軸5を中心とする円周上の中心角90度毎の4箇所に配置されていて、これらの位置決め孔9Bの内周には耐摩耗性の高い特殊鋼製の中空のブッシュ10が嵌挿固定されている。
Further, between the
位置決め孔9Bのブッシュ10の内周面は高精度に仕上げられており、この中に、ストッパ機構6に設けられているストッパピン11が下方から嵌入することにより、割出ディスク9の回転が拘束されるようになっている。
The inner peripheral surface of the
なお、割出ディスク9自体が耐摩耗性の大きい材料で製作されている場合には、ブッシュ10を用いずに、高精度に仕上げられた位置決め孔9B内に直接ストッパピン11を嵌挿するようにしてもよい。
When the indexing
図6に示すように、ストッパピン11の下方部分は、エアシリンダ12内に嵌挿されているピストン13に固定されたピストンロッド14と一体に連結されている。前記ピストン13とエアシリンダ12のシリンダ室12Aの底面との間には、圧縮コイルばね15が設けられていて、この圧縮コイルばね15によって、ピストン13とピストンロッド14を介してストッパピン11が常時、割出ディスク9のブッシュ10内に嵌入するように突出方向に付勢されている。
As shown in FIG. 6, the lower portion of the
また、ピストン13を挟んで、シリンダ室12Aの両側には、吸排気ポートA1、A2がそれぞれ形成されていて、上方の吸排気ポートA1から図示しない高圧エア源から供給される高圧エアをシリンダ室12A内に流入させると、ピストン13は圧縮コイルばね15の付勢力に抗しながら下方へ変位してストッパピン11をブッシュ10内から下方へ退避させ、割出ディスク9の回転の拘束を解除する。この際、反対側の吸排気ポートA2は、大気中に開放されて、吸排気ポートA1とピストン13を挟んで反対側のシリンダ室12A内のエアが排気される。
In addition, intake and exhaust ports A1 and A2 are formed on both sides of the
一方、吸排気ポートA2から高圧エアをシリンダ室12A内に導入し、吸排気ポートA1を大気中に開放した場合には、ピストン13には、上向きの力が作用し、圧縮コイルばね15の付勢力に加勢してストッパピン11をブッシュ10内に圧入する。
On the other hand, when high-pressure air is introduced into the
なお、ストッパピン11は、吸排気ポートA1を大気中に開放すれば、圧縮コイルばね15の付勢力で上昇するが、本実施形態のものにおいては、ブッシュ10内周面とストッパピン11外周面との間の摩擦抵抗が大きい場合にも、吸排気ポートA2から高圧のエアを導入することで、ストッパピン11を確実にブッシュ10内に嵌入できるようにしている。
The
また、ピストン13の外周には、シリンダ室12A内周面との間で気密を保持するためのシールリング16が設けられているとともに、環状の磁石17が設けられている。前記磁石17が発生する磁界は、図2に示されているように、エアシリンダ12の外面に設けられている一対の磁気センサ18A、18Bによって検出されるようになっており、ストッパピン11が上方に突出した位置では、磁気センサ18Aが検出信号を出力し、ストッパピン11が下方へ退避した位置では、磁気センサ18Bが検出信号を出力する。
Further, on the outer periphery of the
エアシリンダ12は、スペーサブロック19を介して取付板7に上端を取り付けられている軸受けピース20と一体に連結されていて、軸受けピース20に設けられている軸受けスリーブ21によってストッパピン11が上下方向に摺動自在に案内保持されている。
The
取付板7には、ストッパピン11を通過させるための貫通孔7Bが形成されている。スペーサブロック19ならびに軸受けピース20は、エアシリンダ12とともに、本発明におけるストッパ機構6を構成する部品となっている。
The
また、図6に示すように、機枠2の左右両側には、エアシリンダ22、23が固定されている。これらのエアシリンダ22、23の内部にはピストン24、25がそれぞれ左右方向(第1の方向)に摺動自在に設けられている。
In addition, as shown in FIG. 6,
これらのピストン24、25の外周面に形成されている環状溝24A、25Aにはそれぞれ、エアシリンダ22、23のシリンダ室22A、23Aの内周面との間を気密にシールするためのシールリング26、27が装着されている。
The
また、それぞれのピストン24、25の背面側には、ばね保持用凹部24B、25Bが形成されていて、これらのばね保持用凹部24B、25Bとこれらに対向するシリンダ室22A、23Aの内壁面との間には、圧縮コイルばね28、29が組み込まれている。また、図4に示すように、エアシリンダ22、23にはそれぞれシリンダ室22A、23Aのピストン24、25の背面側に開口する吸排気ポートB1、B2が形成されている。
In addition,
ピストン24、25の前面は、機枠2に対して左右方向に直線移動可能に保持された横動枠30の左右両側面に対して、それぞれ圧縮コイルばね28、29の付勢力によって常時当接状態が維持されており、吸排気ポートB1、B2にエアが外部から供給されない状態においては、横動枠30は、これらの圧縮コイルばね28、29に付勢されて、図4及び図6に示す中立位置に保持されている。
The front surfaces of the
横動枠30は、図6に示すように水平部分とその両側から立ち上がる一対の垂直部分から構成されていて、水平部分の中央付近には、回転軸5が貫通する透孔30Aが形成されている。
As shown in FIG. 6, the
また、図4に示すように、それぞれのエアシリンダ22、23は、センサピン31、32をピストン24、25と同方向へ直線移動可能に保持しており、これらのセンサピン31、32は、圧縮コイルばね33、34の付勢力によって、それぞれの前端が横動枠30の一対の垂直部分のそれぞれの両外側の面に常時当接しているように保持されている。
As shown in FIG. 4, the
したがって、これらのセンサピン31、32は、ピストン24、25とともに横動枠30が左右に移動すると、これに追従して進退するようになっている。一方、それぞれのエアシリンダ22、23の後端部には透過型光センサ35、36が取り付けられていて、ピストン24、25の動きに伴って横動枠30が左右何れかの移動限界位置まで変位したときにこれらの透過型光センサ35、36の何れか一方がセンサピン31、32の後端を検出することで、横動枠30の位置が間接的に検出できるようになっている。
Therefore, when the
一方、回転軸5には、これと一体にピニオン37が設けられている。このピニオン37は、本実施形態においては、回転軸5と一体に削出し加工により形成されているが、回転軸5とは別体に製作して、回転軸5にキー等で固定するようにしてもよい。
On the other hand, the
ピニオン37を挟んでその左右両側には、ラック枠38の平行な2辺を構成するラック39(第1のラック)とラック40(第2のラック)が対向して配置されている。これらのラック39、40は、ラック枠38が図4に示す中立位置にあるときは、両方ともピニオン37との噛み合いを維持しており、この状態においては、ピニオン37およびこれと一体の回転軸5は回転を拘束されている。
On both the left and right sides of the
これらのラック39、40を有するラック枠38は、図5に示されているように、連結枠41とこれに分解可能にねじ固定されている連結補助枠41Aとの間に挟みこまれて、これらの部材に対して、横動枠30とともに左右方向にスライド可能に保持されている。
As shown in FIG. 5, the
また、連結枠41の前後両側には、それぞれピストン42、43がボルト44、45によって固定されている。これらのピストン42、43は、図5から明らかなように、それぞれ機枠2の前後両側に固定されたエアシリンダ46、47内に前後方向(第2の方向)に摺動自在に設けられている。
これらのピストン42、43の外周面に形成されている環状溝42A、43Aにはそれぞれ、エアシリンダ46、47のシリンダ室46A、47Aの内周面との間を気密にシールするためのシールリング48、49が装着されている。
The
また、これらのピストン42、43の外周面には、シールリング48、49に隣接してシリンダ室46A、47Aの内周面と摺動接触するウェアリング50、51がそれぞれ装着されている。
Wear rings 50 and 51 that are in sliding contact with the inner peripheral surfaces of the
また、図5に示すように、ピストン42、43にはそれぞれボルト44、45の頭部側をシールリング52、53を介して気密に保持するためのシールプレート54、55がボルトにより固定されている。
Further, as shown in FIG. 5,
一方、ラック枠38は、図4及び図6に示されているように、横動枠30の左右両側一対の垂直部によって、横動枠30に対して左右方向の相対変位が規制されているとともに、前後方向には摺動自在になるように案内支持されている。
On the other hand, as shown in FIGS. 4 and 6, the
また、図4に示すように、エアシリンダ46、47には、それぞれシリンダ室46A、47Aのピストン42、43の背面側に開口する吸排気ポートC1、C2が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
また、それぞれのシリンダ室46A、47Aの端部壁中心部に形成されたねじ孔56,57を貫通してストロークエンド調整ボルト58、59が螺合されている。これらのストロークエンド調整ボルト58、59のシリンダ室46A、47A内へ突出する端面は、ピストン42、43のシールプレート54、55にそれぞれ当接してこれらのピストン42、43の前後のストローク限界位置を調整可能に規定している。
Further, stroke
これらのストロークエンド調整ボルト58、59は、それぞれロックナット60、61の締め付けにより調整位置に固定されるとともに、シールワッシャ62、63によって、ねじ孔56、57とストロークエンド調整ボルト58、59間の隙間が密閉されている。
These stroke
図4に示すように、ピストン42、43の連結枠41と当接しているそれぞれの端面には、外周側に寄った位置に磁石収容凹部42B、43Bが形成されており、これらの内部には磁石64、65が組み込まれている。
As shown in FIG. 4,
これらの磁石64、65は、ピストン42、43が前方または後方のストローク端まで移動した位置で、それぞれエアシリンダ46、47の外周面に取り付けられた磁気センサ66または磁気センサ67によって検出される。なお、これらの磁気センサ66、67は、エアシリンダ46、47の外周面に前後位置を調整可能に固定されている。
These
次に、前述したように構成されている本発明の回転割出装置の動作を説明する。回転割出装置1は、図4に示すように、エアシリンダ22、23の何れにも高圧エアが導入されていない初期の状態では、ピストン24、25は、それぞれ圧縮コイルばね28、29の付勢力が均衡しており、この状態では、横動枠30は中立位置にあって、ラック枠38の一部を構成しているラック39とラック40はともにピニオン37と浅く噛み合っている。
Next, the operation of the rotary indexing device of the present invention configured as described above will be described. As shown in FIG. 4, the
また、これらのラック39、40を有するラック枠38は、連結枠41とともに、同図の左方のストローク限界位置にあり、ピストン42のシールプレート54とストロークエンド調整ボルト58のそれぞれの対向する端面どうしが当接している。
The
また、図6に示すように、ストッパ機構6のストッパピン11は取付板7から上方に突出して割出ディスク9に形成されている位置決め孔10のうちの一つのブッシュ10内に嵌入して回転軸5の回転を拘束している。
Further, as shown in FIG. 6, the
この状態からピニオン37を図4における反時計回りに回転駆動する場合には、図7に示すように、一方のシリンダ室22A内に、吸排気ポートB1から高圧エアを導入し、他方のシリンダ室23A内のエアを吸排気ポートB2から外部に排出すると、一方のピストン24は前進し、これとともに、横動枠30がラック枠38をともなって移動し、また、横動枠30に押されて他方のピストン25は圧縮コイルばね29の付勢力に抗して後退する。
When the
その結果、図7に示すように、一方のラック39とピニオン37との噛み合いは外れ、他方のラック40の歯はピニオン37と完全な噛み合い状態となる。(ステップ1)
As a result, as shown in FIG. 7, the engagement between the one
ピストン24とピストン25がそれぞれストローク端まで前進あるいは後退すると、一方の透過型光センサ35は、センサピン31の非検出状態となり、他方の透過型光センサ36は、センサピン32の検出状態となる。
When the
これらの信号に基づいて、図示しない電磁切換弁が動作し、図6に示す、一方の吸排気ポートA1から高圧エアが導入されるとともに、他方の吸排気ポートA2からシリンダ室12A内のエアが排気される。
Based on these signals, an electromagnetic switching valve (not shown) operates to introduce high-pressure air from one intake / exhaust port A1 shown in FIG. 6, and air in the
その結果、ストッパピン11は割出ディスク9のブッシュ10内から下方に退避して回転軸5を自由に回転可能にする。(ステップ2)
As a result, the
ストッパピン11が下方に退避すると、磁石17を図2に示す磁気センサ18Bが検出し、その検出信号によって図示していない電磁切換弁が動作して、図8に示すように、一方のシリンダ室46A内に吸排気ポートC1から高圧エアが導入され、他方のシリンダ室47A内のエアは吸排気ポートC2から排気される。
When the
これにともなって、ピストン42は、連結枠41を介して、ラック枠38を同図の右側に移動させ、この際、ピニオン37に噛み合っているラック40がピニオン37を同図における反時計回りに回転させる。
Accordingly, the
また、連結枠41に連結されている反対側のピストン43もピストン42と一体となって右方に移動し、やがて、シールプレート55の端面がストロークエンド調整ボルト59の対向する端面に当接することで、ピニオン37の回転が停止する。(ステップ3)
Further, the
一対のストロークエンド調整ボルト58、59は、ラック39、40の前後移動のストロークが回転軸5の割出角度に一致するように調整されており、ラック40が右方のストローク端までピニオン37を回転させたときに、下方に退避しているストッパピン11の真上に、割出ディスク9の次の位置決め孔9Bのブッシュ10が対向するようになっている。
The pair of stroke
こうして、ピニオン37の回転が停止すると、一方の磁気センサ67がストローク端の検出信号を出力し、これに基づいて図示していない電磁切換弁が動作して、図6に示すストッパ機構6の吸排気ポートA1は、大気中に開放されるとともに、他方の吸排気ポートA2からシリンダ室12A内に高圧エアが導入される。
Thus, when the rotation of the
その結果、ストッパピン11は、圧縮コイルばね15の付勢力に加えて高圧エアの圧力によって、上昇し、割出ディスク9の位置決め孔9Bに設けられているブッシュ10内に嵌入し、再び回転軸5の回転を拘束する。(ステップ4)
As a result, the
ストッパピン11が上昇したことを図2に示す磁気センサ18Aが検出すると、これに基づいて、図示していない電磁切換弁が動作し、図9に示すように、シリンダ室23A内に、吸排気ポートB2から高圧エアが導入され、一方、反対側のシリンダ室22A内のエアは吸排気ポートB1から外部に排出される。
When the
そうすると、ピストン25は前進し、これとともに、横動枠30がラック枠38をともなって移動し、また、横動枠30に押されて他方のピストン24は圧縮コイルばね28の付勢力に抗して後退する。
Then, the
その結果、同図に示しているように、ラック40とピニオン37との噛み合いは外れ、反対側のラック39の歯はピニオン37と完全な噛み合い状態となる。(ステップ5)
As a result, as shown in the figure, the
ピストン24とピストン25がそれぞれストローク端まで後退あるいは前進すると、透過型光センサ35は、センサピン31の検出状態となり、一方、透過型光センサ36は、センサピン32の非検出状態となる。
When the
これらの信号に基づいて、図示しない電磁切換弁が動作し、図6に示す、一方の吸排気ポートA1から高圧エアが導入され、他方の吸排気ポートA2からシリンダ室12A内のエアが排気され、ストッパピン11は割出ディスク9のブッシュ10内から下方に退避して回転軸5を自由に回転可能にする。(ステップ6)
Based on these signals, an electromagnetic switching valve (not shown) is operated, high-pressure air is introduced from one intake / exhaust port A1 shown in FIG. 6, and air in the
ストッパピン11が下方に退避すると、磁石17を図2に示す磁気センサ18Bが検出し、その検出信号によって図示していない電磁切換弁が動作して、図10に示すように、シリンダ室47A内に吸排気ポートC2から高圧エアが導入され、反対側のシリンダ室46A内のエアは吸排気ポートC1から排出される。
When the
そうすると、ピストン43は、連結枠41を介して、ラック枠38を同図の左方に移動させ、この際、ピニオン37に噛み合っているラック39がピニオン37を同図における反時計回りに回転させる。
Then, the
そして、連結枠41に連結されている反対側のピストン42もピストン43と一体となって左方に移動し、やがて、シールプレート54の端面がストロークエンド調整ボルト58の対向する端面に当接することで、ピニオン37の回転が停止する。(ステップ7)
Then, the
こうして、ピニオン37の回転が停止すると、磁気センサ66がストローク端の検出信号を出力し、これに基づいて図示していない電磁切換弁が動作して、図6に示すストッパ機構6の吸排気ポートA1は、大気中に開放されるとともに、他方の吸排気ポートA2からシリンダ室12A内に高圧エアが導入され、ストッパピン11が上昇して割出ディスク9の位置決め孔9Bに設けられているブッシュ10内に嵌入し、再び回転軸5の回転を拘束する。(ステップ8)
Thus, when the rotation of the
回転軸5の割出回転をさらに同方向に継続させる場合には、以上に説明したステップ1〜ステップ8の手順を必要回数繰り返せばよい。また、回転軸5を逆方向(図4における時計回り)に回転させる場合は、前記ステップ1とステップ5の動作の内容を入れ替えて、ステップ1において、ラック39とピニオン37が噛み合い、ステップ5では、ラック40がピニオン37と噛み合うようにすればよい。
When the indexing rotation of the
前述した一連の動作は、吸排気ポートA1、A2、吸排気ポートB1、B2、及び、吸排気ポートC1、C2への吸排気切り換える電磁切換弁を、磁気センサ18A、18B、透過型光センサ35、36、及び、磁気センサ66、67の検出出力に基づいて、マイクロコンピュータやシーケンサ等で制御することにより行うことができる。
In the series of operations described above, the intake / exhaust ports A1, A2, the intake / exhaust ports B1, B2, and the electromagnetic switching valve for switching the intake / exhaust to the intake / exhaust ports C1, C2 are replaced with the
なお、特許請求の範囲中の「第1の流体シリンダ機構」は、本実施形態における、エアシリンダ22とピストン24、及び、エアシリンダ23とピストン25でそれぞれ構成されるエアシリンダ機構に相当し、「第2の流体シリンダ機構」は、エアシリンダ46とピストン42、及び、エアシリンダ47とピストン43でそれぞれ構成されるエアシリンダ機構に相当するものである。
The “first fluid cylinder mechanism” in the claims corresponds to the air cylinder mechanism and the air cylinder mechanism configured by the
以上に説明した実施形態においては、横動枠を機枠の左右方向に移動させてピニオンに噛み合うラックを切り換えるために、機枠の左右両側にそれぞれ一つずつ単動型のエアシリンダ機構を配置しているが、これに代えて複動型のエアシリンダ機構を機枠の左右何れかの側に一つだけ設け、このエアシリンダ機構によって横動枠を移動させるようにしてもよい。 In the embodiment described above, a single-acting air cylinder mechanism is arranged on each of the left and right sides of the machine frame to move the lateral movement frame in the left and right direction of the machine frame and to switch the rack engaged with the pinion. However, instead of this, only one double-acting air cylinder mechanism may be provided on either the left or right side of the machine frame, and the lateral movement frame may be moved by this air cylinder mechanism.
同様に、本実施形態においては、連結枠を機枠の前後方向に移動させるために、機枠の前後両側にそれぞれ一つずつ単動型のエアシリンダ機構を配置しているが、これに代えて複動型のエアシリンダ機構を機枠の前後何れかの側に一つだけ設け、このエアシリンダ機構によって連結枠を移動させるようにしてもよい。 Similarly, in this embodiment, in order to move the connecting frame in the front-rear direction of the machine frame, one single-acting air cylinder mechanism is arranged on each of the front and rear sides of the machine frame. Thus, only one double-acting air cylinder mechanism may be provided on either the front or rear side of the machine frame, and the connecting frame may be moved by this air cylinder mechanism.
さらに、横動枠や連結枠を駆動する機構としては、エアシリンダ機構以外の流体シリンダ機構、例えば、油圧シリンダ機構等を用いてもよい。また、本実施形態においては、ストッパ機構は、割出ディスクの位置決め孔に組み込まれたブッシュにストッパピンをエアシリンダ機構によって抜き挿しする構造としているが、本実施形態の機構に限定するものではなく、所定の割出回転角毎に位置決め保持できる機能を有するものであればよい。 Furthermore, a fluid cylinder mechanism other than an air cylinder mechanism, such as a hydraulic cylinder mechanism, may be used as a mechanism for driving the laterally moving frame and the connecting frame. In this embodiment, the stopper mechanism has a structure in which the stopper pin is inserted into and removed from the bush incorporated in the positioning hole of the indexing disk by the air cylinder mechanism. However, the stopper mechanism is not limited to the mechanism of this embodiment. Any function can be used as long as it has a function capable of positioning and holding for each predetermined index rotation angle.
本発明は、機械部品の製造工程や検査工程等において、ワークの回転角度の割出を行う回転割出装置として利用することができ、また、爆発性の物質を扱う環境で、電動モータ等の使用が制限される場所において、好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a rotary indexing device for indexing the rotation angle of a workpiece in a manufacturing process or an inspection process of a machine part, and in an environment where an explosive substance is handled, It can be suitably used in places where use is restricted.
1 回転割出装置
2 機枠
3、4 軸受け
5 回転軸
6 ストッパ機構
7 取付板
7A、7B 貫通孔
8 締結具
9 割出ディスク
9A ねじ孔
9B 位置決め孔
10 ブッシュ
11 ストッパピン
12 エアシリンダ
12A シリンダ室
13 ピストン
14 ピストンロッド
15 圧縮コイルばね
16 シールリング
17 磁石
18A、18B 磁気センサ
19 スペーサブロック
20 軸受けピース
21 軸受けスリーブ
22、23 エアシリンダ
22A、23A シリンダ室
24、25 ピストン
24A、25A 環状溝
24B、25B ばね保持凹部
26、27 シールリング
28、29 圧縮コイルばね
30 横動枠
30A 透孔
31、32 センサピン
33、34 圧縮コイルばね
35、36 透過型光センサ
37 ピニオン
38 ラック枠
39 ラック(第1のラック)
40 ラック(第2のラック)
41 連結枠
41A 連動補助枠
42、43 ピストン
42A、43A 環状溝
42B、43B 磁石収容凹部
44、45 ボルト
46、47 エアシリンダ
46A、47A シリンダ室
48、49 シールリング
50、51 ウェアリング
52、53 シールリング
54、55 シールプレート
56、57 ねじ孔
58、59 ストロークエンド調整ボルト
60、61 ロックナット
62、63 シールワッシャ
64、65 磁石
66、67 磁気センサ
DESCRIPTION OF
40 racks (second rack)
41 connecting
66, 67 Magnetic sensor
Claims (3)
機枠に対し、第1の方向に直線移動可能に保持された横動枠と、
横動枠に対して、第1の方向と直交する第2の方向に直線移動可能に保持されたラック枠と、
機枠に対して、第1の方向と第2の方向の両方に直交する軸線回りに回転可能に保持された回転軸と、
回転軸と一体に回転するように設けられたピニオンと、
ピニオンを挟んた両側で対向するように、第2の方向に沿って並行してラック枠の一部として設けられた第1のラック及び第2のラックと、
機枠に設けられて、横動枠を第1の方向に往復移動させる第1の流体シリンダ機構と、
機枠に設けられて、ラック枠を第2の方向に往復移動させる第2の流体シリンダ機構と、
機枠に設けられて、回転軸を所定回転角毎に位置決め固定するストッパ機構とを備え、
第1及び第2のラックは、ラック枠が中立位置にあるときは、両方ともピニオンとの噛み合いを維持し、ラック枠が中立位置から一方の側に偏倚したときは、第1のラックとピニオンが完全に噛み合うとともに、ピニオンと第2のラックの噛み合いが外れ、ラック枠が中立位置から他方の側に偏倚したときは、第2のラックとピニオンが完全に噛み合うとともに、ピニオンと第1のラックとの噛み合いが外れるように配置されていることを特徴とする、回転割出装置。 The machine frame,
A lateral movement frame that is held so as to be linearly movable in the first direction with respect to the machine frame;
A rack frame held so as to be linearly movable in a second direction orthogonal to the first direction with respect to the lateral movement frame;
A rotating shaft held rotatably about an axis perpendicular to both the first direction and the second direction with respect to the machine frame;
A pinion provided to rotate integrally with the rotating shaft;
A first rack and a second rack provided as part of the rack frame in parallel along the second direction so as to face each other across the pinion;
A first fluid cylinder mechanism provided in the machine frame for reciprocating the lateral movement frame in the first direction;
A second fluid cylinder mechanism provided in the machine frame for reciprocating the rack frame in the second direction;
A stopper mechanism that is provided on the machine frame and positions and fixes the rotation shaft at predetermined rotation angles;
The first and second racks both maintain meshing with the pinion when the rack frame is in the neutral position, and the first rack and the pinion when the rack frame is biased to one side from the neutral position. Is completely engaged, and when the engagement between the pinion and the second rack is disengaged and the rack frame is biased from the neutral position to the other side, the second rack and the pinion are completely engaged, and the pinion and the first rack are also engaged. The rotary indexing device is arranged so as to be disengaged from the rotary indexing device.
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2005
- 2005-07-27 JP JP2005217439A patent/JP2007032722A/en active Pending
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