JP2519752B2 - 出力端部材に複合運動を行なわせる装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本発明は、組立機械用ヘッド，自動パーツハンドリン
グ，産業用ロボット等の産業自動機械に使用されている
出力端部材に複合運動を行なわせる装置に係わり、特に
出力端部材を所定の２次元領域内で平行運動させること
ができる装置に関する。

《従来の技術》 従来この種の装置として、特公昭55−4978号公報に提
案されているものがある。

当該提案のものは、第５図に示すように、入力軸１の
等速回転を２つの出力軸２・３のそれぞれ独立した揺動
回転に変換する伝動手段４と、この伝動手段４のケーシ
ング５にその入力軸１に対して平行に配設された案内ロ
ッド６と、この案内ロッド６に摺動移動自在に嵌装され
た摺動ブロック７と、この摺動ブロック７に上記案内ロ
ッド６に対して直角に交叉して形成された摺動溝８と、
この摺動溝８に一端が滑り対偶で係合され他端が上記伝
動手段４の一方の出力軸２に固着された摺動ブロック駆
動用のレバー９と、上記案内ロッド６に直角に交叉して
上記摺動ブロック７に摺動移動自在に嵌合された摺動棒
10と、この摺動棒10の一端に固定されて設けられ上記案
内ロッド６に対して平行な摺動溝部11を有する係合部材
12と、この係合部材12の摺動溝部11に一端が滑り対偶で
係合され他端が上記伝動手段４の他方の出力軸３に固着
された摺動棒駆動用のレバー13と、上記摺動棒10の他端
に固定されて設けられた出力端部材14とからなってお
り、出力端部材14は摺動ブロック７の摺動方向（Ｙ軸方
向）と駆動棒10の摺動方向（Ｘ軸方向）とに沿って、２
つのレバー９・13のそれぞれの摺動に応じて複合運動さ
れつつ平行に移動され、かつその運動し得る領域Ａは摺
動ブロック７の往復摺動ストロークs1と摺動棒10の往復
摺動ストロークs2とによって形成される２次元の矩形平
面内になっている。

《発明が解決しようとする問題点》 しかしながら、上記従来のものにあっては、伝動手段
４のケーシング５に固定した案内ロッド６に摺動自在に
摺動ブロック７を嵌装させ、この摺動ブロック７に更に
摺動棒10を介して出力端部材14を取付けているので、出
力端部材14を案内ロッド６に沿わせてＹ軸方向に大きく
往復運動させることに問題があった。すなわち、そのＹ
軸方向の往復摺動ストロークs1を大きくするには、案内
ロッド６と摺動ブロック駆動用のレバー９との全長をそ
れぞれ長くしなければならず、そうすると装置全体が極
めて大型になってしまい、設置スペース上からの制約を
受けてしまうという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、
その目的は、出力端部材の運動し得る領域を可及的に広
げることができ、かつ装置全体の可及的な小型化を図り
得る出力端部材に複合運動を行なわせる装置を提供する
ことにある。

《問題点を解決するための手段》 本発明は上記の目的を達成するために、 入力軸に入力される回転運動を２つの出力軸のそれぞ
れ独立した揺動回転運動に変換して出力する伝動手段
と、 該伝動手段の一方の出力軸に連結され、該一方の出力
軸の揺動回転運動を出力節の平行な往復運動に変換する
第１のリンク機構と、 該第１のリンク機構の出力節に摺動自在に設けられて
該出力節に対して一方向への相対移動が許容された摺動
部材と、該摺動部材に回動自在に連結されてかつその摺
動方向の側方に向けて延出された連接杆と、該連接杆の
延出端に回動自在に連結された出力端部材とからなり、
該出力端部材は上記摺動部材に対して常に平行を保たれ
る第２のリンク機構と、 該第２のリンク機構の連接杆に対して該連接杆の延出
方向への相対移動を許容して係合されるとともに上記伝
動装置の他方の出力軸に連結されて、該他方の出力軸の
揺動回転を上記第２のリンク機構の揺動運動に変換させ
る第３のリンク機構と、 を備えて、出力端部材に複合運動を行なわせる装置を構
成する。

《作 用》 上記構成による本発明によれば、伝動手段の一方の出
力軸が揺動回転されると、第１のリンク機構の出力節が
平行に往復移動される。

一方、第２のリンク機構は、その摺動部材が上記出力
節に対して一方向への相対移動を許容されて係合され、
かつその連接杆が第３のリンク機構に対してその連接杆
の延出方向（長手方向）への相対運動を許容されて係合
されているので、上記出力節が平行移動されると、第２
のリンク機構はその連接杆の延出方向に沿って全体的に
往復直線運動される。

他方、伝動手段の他方の出力軸が揺動回転されると、
第３のリンク機構を介して第２のリンク機構が揺動さ
れ、出力端部材は摺動部材との平行を保たれつつ旋回運
動される。このとき、第３のリンク機構の変位量は第２
のリンク機構の出力端部材に拡大されて伝えられ、出力
端部材は大きく旋回移動される。

《実施例》 以下に、本発明の好適な一実施例を、添附図面に基づ
き詳述する。

第１図は本発明に係る出力端部材に複合運動を行なわ
せる装置の平面図を示し、第２図はその第１図中のII−
II線矢視断面図を示している。

図において、20は伝動手段を示しており、この伝動手
段20は入力軸22に入力される回転運動が２つの出力軸24
・26のそれぞれ独立した揺動回転運動に変換されて出力
されるようになっている。すなわち、本実施例ではこの
伝動手段20には第５図に示した従来の装置に用いられて
いるグロボイダルカム式のものが使用されており、入力
軸22は連続等速回転されるが２つの出力軸24・26はそれ
ぞれ独立してその入力軸22の連続回転運動に同期して所
定の揺動角度範囲で揺動回転されるようになっている。
なおこの場合、伝動手段20にはギヤー式等のものを採用
して入力軸を正逆回転させるようにしたものであっても
よい。

ところで、本実施例の場合、その伝動手段20の出力軸
24・26は、ケーシング28に回転自在に軸支された入力軸
22に対して直角に交叉して、かつその入力軸22に平行な
同一平面内に配設されてそのケーシング28に回転自在に
軸支されている。

この伝動手段20の一方の出力軸24には第１のリンク機
構30が連結されており、この第１のリンク機構30は一方
の出力軸24の揺動回転を出力節32の往復直線運動に変換
するようになっている。

すなわち、この第１のリンク機構30は、出力軸24に固
着されて設けられた第１のレバー34と、固定系をなすケ
ーシング28に回動自在に軸支された第２のレバー36と、
これら第１と第２のレバー34・36の揺動端を相互に回動
自在に結んで連結する上記出力節32とからなっている。

第１と第２のレバー34・36とはそのレバー長が等しく
形成され、かつこれら第１と第２のレバー34・36とを結
ぶ出力節32の連結長はそれら第１と第２のレバー34・36
間の軸間距離に等しく形成されており、これら第１及び
第２のレバー34・36と出力節32乃至ケーシング28とは平
行四辺形をなす４節回転連鎖を形成している。従って、
第１のレバー34が揺動されると出力節32はその揺動に合
せて平行に往復移動されるようになっている。

また、出力節32は、第１のレバー34と第２のレバー36
とを結ぶ連結棒32aと、この連結棒32aの長手方向に直交
して一体的に形成された摺動案内棒32bとからなってい
て、ほぼＴ字形の板状に形成されている。摺動案内棒32
b側は連結棒32aの下面に対して下方に突出されていて、
この摺動案内棒32bにはその長手方向に沿って相対的に
摺動移動自在に摺動部材40が嵌装されている。この摺動
部材40は断面がコ字状に形成されていて、その凹部を形
成する溝部42が摺動案内棒32bの下側からこれに嵌め合
わされており、その摺動案内棒32bの長手方向に沿って
その全長を相対的に摺動移動し得るようになっている。

摺動部材40には、その両側端の下面から摺動方向の側
方に向けて延出された２つの連接杆44・46が回動自在に
連結されており、これらの連接杆44・46の延出端44a・4
6aにはこれらに掛渡されてかつ回動自在に連結された出
力端部材48が設けられている。２つの連接杆44・46の上
記摺動部材40側の軸間距離と出力端部材48側の軸間距離
とは等しくなっており、かつその各連接杆44・46の摺動
部材40と出力端部材48とを結ぶ連結長さも等しくなって
いて、これら２つの連接杆44・46と出力端部材48及び摺
動部材40とは、平行四辺形をなす４節回転連鎖の第２の
リンク機構50を形成している。なお、２つの連接杆44・
46は横断面が矩形の板状に形成されている。

一方、上記伝動手段20の他方の出力軸26には、これと
上記第２のリンク機構50とを結ぶ第３のリンク機構52が
設けられている。

この第３のリンク機構52は、上記伝動手段20の他方の
出力軸26に固着されて設けられた揺動杆54と、この揺動
杆54の上面に形成された横断面が矩形の摺動案内溝56と
からなり、揺動杆54は第２のリンク機構50の一方の連接
杆44に沿って出力軸26の径方向外方両側に向けて延出形
成されている。

摺動案内溝56はその揺動杆54の長手方向に沿ってその
全長に亘って形成されており、この摺動案内溝56内には
上記一方の連接杆44がその長手方向に沿って摺動移動自
在に嵌挿されて、滑り対偶で係合されている。

すなわち、第３のリンク機構52は揺動杆54が第２のリ
ンク機構50の連接杆44の延出方向への移動を許容しつつ
これに係合して、伝動手段20の他方の出力軸26の揺動回
転によってその出力軸26の軸芯上を揺動中心にして上記
第２のリンク機構50の連接杆44を揺動運動させるように
なっている。

なお、上記一方の連接杆44は摺動部材40との連結部側
の端部44bが出力端部材48の反対側に向けて所定長さに
亘って延出されていて、出力節32の摺動案内棒32bが最
大限に平行移動されたときにも上記摺動案内溝56との係
合が外れないようになっている。

次に、このようにしてなる本実施例の作用について説
明する。

まづ例えば、伝動手段20の他方の出力軸26の揺動回転
を停止させ、かつこのとき第３のリンク機構52の揺動杆
54を第１のリンク機構30の出力節32の摺動案内棒32bに
対して直交させた状態で、その伝動手段20の一方の出力
軸24を揺動回転させると、第１のリンク機構30の第１の
レバー24が揺動して、その出力節32が平行に揺動され
る。

すると、第２のリンク機構50は、第３のリンク機構52
の揺動杆54の摺動案内溝56に対して、一方の連接杆44が
その長手方向に沿って摺動自在に係合させ、かつ摺動部
材40が上記出力節32の摺動案内溝32bに対してその摺動
案内棒32bの長手方向に沿って摺動移動自在に係合され
ているので、出力節32の平行な揺動運動により、第２の
リンク機構50は摺動案内棒32bと揺動杆54とに対して摺
動しつつ平行に往復直線運動する。すなわち、出力端部
材48は出力節32の摺動案内棒32bに対してその直交する
方向に往復直線運動される。

また、伝動手段20の一方の出力軸24の揺動回転を停止
させた状態で、その他方の出力軸26を揺動回転させる
と、平行四辺形の４節回転連鎖をなす第２のリンク機構
50は、第３のリンク機構52の揺動杆54の揺動回転により
連接杆44が他方の出力軸26の軸芯上を中心にして揺動さ
れ、これにより出力端部材48が出力節32の摺動案内棒32
bに対して平行を保たれつつ往復旋回運動される。この
際、第２のリンク機構50はその揺動角度に応じて摺動部
材40が第１のリンク機構30の出力節32の摺動案内棒32b
上をその長手方向に滑って移動するので、その移動にと
もない連接杆44は揺動杆54に対して若干摺動する。この
ため、他方の出力軸26の軸芯上の揺動中心から出力端部
材48までの旋回距離ｒはその揺動角度に応じて若干変化
することになるが、その変化量は小さいので出力端部材
48はほぼ旋回距離ｒが等しい円弧上を平行に往復旋回運
動される。

従って、出力端部材48の移動可能な範囲は、第３図に
示すように、第２のリンク機構50の揺動角度範囲θすな
わち他方の出力軸26の揺動回転角度範囲θと、第１のリ
ンク機構30の揺動によって往復直線運動される第２のリ
ンク機構50の連接杆44のその長手方向への往復移動スト
ロークs3とによって決定されるほぼ扇状の領域Ｂとな
る。

このため、伝動手段20の２つの出力軸24・26の揺動回
転角度を任意にかつ相互に関連づけて設定することによ
り、出力端部材48を上記領域Ｂ内で任意に平行移動運動
させることができ、第４図（イ）〜（ヘ）はそれぞれそ
の代表的な運動軌跡の例を示している。

また、第１のリンク機構30の出力節32の摺動案内棒32
bの長手方向に沿った方向をＹ軸とし、これに直角な方
向をＸ軸とすれば、出力端部材48のＸ軸方向成分の移動
は主に連接杆44の長手方向への摺動移動によってなさ
れ、Ｙ軸方向成分の移動は主に第２のリンク機構50の揺
動、すなわち出力端部材48の旋回移動によってなされ
る。

従って、出力端部材48をＹ軸方向に移動させるにあた
っては、出力端部材48の変位量（旋回移動量）に対する
第３のリンク機構52の変位量を極めて小さくすることが
できる。つまり、第３のリンク機構52の変位は第２のリ
ンク機構50によって拡大されてその出力端部材48の旋回
運動にあらわれる。

このため、第３のリンク機構52はコンパクトに形成で
き、これにより可及的に装置全体の小型化を計りつつそ
の出力端部材48の移動可能な領域Ｂを拡大できるように
なる。

なお、図示した実施例では、第１のリンク機構30は平
行四辺形をなす４節回転連鎖で構成しているが、これに
かえて例えば、出力節をケーシングに対して一方向に摺
動自在に滑り対偶で係合させ、かつこの出力節にはその
摺動方向に直交させて摺動溝を形成し、この摺動溝には
一方の出力軸に固着させたレバーの揺動端を係合させる
ようにして構成したリンク機構等にしてもよい。

また、第３のリンク機構30は、例えば、他方の出力軸
26に固着させたレバーの揺動軸を第２のリンク機構50の
連接杆44に滑り対偶で係合させて、その第２のリンク機
構50を揺動駆動させるように構成したものであってもよ
い。

《効 果》 以上要するに本発明によれば、出力端部材のＸ軸方向
への移動は主に第２のリンク機構全体の平行な往復直線
運動で行なわせ、Ｙ軸方向への移動は主に第２のリンク
機構の揺動による出力端部材の平行な旋回運動によって
行なわせるので、第３のリンク機構の変位量は小さくし
てこれを拡大させて出力端部材の大きな旋回運動に変換
できる。

このため、第３のリンク機構をコンパクトに構成で
き、装置全体の可及的な小型化を図りつつ出力端部材の
移動可能な範囲を拡大できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る出力端部材に複合運動を行なわせ
る装置の好適な一実施例を示す平面図、第２図は第１図
中のII−II線矢視断面図、第３図は出力端部材の動きを
説明するための平面図、第４図は出力端部材の運動軌跡
の例を示す図、第５図は従来の装置を示す平面図であ
る。 20……伝動手段、22……入力軸 24……一方の出力軸、26……他方の出力軸 28……固定系たるケーシング 30……第１のリンク機構 32……出力節、32b……摺動案内棒 34……第１のレバー、36……第２のレバー 40……摺動部材、44・46……連接杆 48……出力端部材 50……第２のリンク機構 52……第３のリンク機構 54……揺動杆、56……摺動案内溝

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入力軸に入力される回転運動を２つの出力
   軸のそれぞれ独立した揺動回転運動に変換して出力する
   伝動手段と、 該伝動手段の一方の出力軸に連結され、該一方の出力軸
   の揺動回転運動を出力節の平行な往復運動に変換する第
   １のリンク機構と、 該第１のリンク機構の出力節に摺動自在に設けられて該
   出力節に対して一方向への相対移動が許容された摺動部
   材と、該摺動部材に回動自在に連結されてかつその摺動
   方向の側方に向けて延出された連接杆と、該連接杆の延
   出端に回動自在に連結された出力端部材とからなり、該
   出力端部材は上記摺動部材に対して常に平行を保たれる
   第２のリンク機構と、 該第２のリンク機構の連接杆に対して該連接杆の延出方
   向への相対移動を許容して係合されるとともに上記伝動
   装置の他方の出力軸に連結されて、該他方の出力軸の揺
   動回転を上記第２のリンク機構の揺動運動に変換させる
   第３のリンク機構と、 を備えたことを特徴とする出力端部材に複合運動を行な
   わせる装置。
2. 【請求項２】上記第１のリンク機構が、上記伝動手段の
   一方の出力軸に固着されて設けられた第１のレバーと、
   上記伝動手段の固定系を形成するケーシングに回動自在
   に軸支された第２のレバーと、該第１と第２のレバーと
   を結んでそれらに回動自在に連結された出力節とからな
   り、これら第１及び第２のレバーと出力節乃至固定系と
   は平行四辺形をなす４節回転連鎖を形成する上記特許請
   求の範囲第１項に記載の出力端部材に複合運動を行なわ
   せる装置。
3. 【請求項３】上記出力節がその長手方向に直交してこれ
   に一体的に設けられた摺動案内棒を有し、該摺動案内棒
   にこれに沿って相対移動自在に上記第２のリンク機構の
   摺動部材が嵌装された上記特許請求の範囲第２項に記載
   の出力端部材に複合運動を行なわせる装置。
4. 【請求項４】上記第２のリンク機構が、２つの連接杆を
   有して平行四辺形をなす４節回転連鎖を形成する上記特
   許請求の範囲第１項から第３項のいづれかに記載の出力
   端部材に複合運動を行なわせる装置。
5. 【請求項５】上記第３のリンク機構が、上記伝動手段の
   他方の出力軸に固着されて該出力軸の軸芯を中心にして
   揺動される揺動杆と、該揺動杆の長手方向に沿って形成
   された摺動案内溝とからなり、該摺動案内溝に上記第２
   のリンク機構の連接杆がその長手方向に沿って摺動移動
   自在に係合された上記特許請求の範囲第１項から第４項
   のいづれかに記載の出力端部材に複合運動を行なわせる
   装置。