JP2552598B2 - Rotary joint - Google Patents

Rotary joint

Info

Publication number
JP2552598B2
JP2552598B2 JP3321271A JP32127191A JP2552598B2 JP 2552598 B2 JP2552598 B2 JP 2552598B2 JP 3321271 A JP3321271 A JP 3321271A JP 32127191 A JP32127191 A JP 32127191A JP 2552598 B2 JP2552598 B2 JP 2552598B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coil spring
input
output shaft
output
sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP3321271A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0544746A (en
Inventor
文男 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JPH0544746A publication Critical patent/JPH0544746A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2552598B2 publication Critical patent/JP2552598B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Mechanical Operated Clutches (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、入力軸と出力軸とを接
続する際、軸心の整合性に対する許容度を高めることが
でき、回転を正確に伝達できるようにした回転継手に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a rotary joint capable of increasing the tolerance for the alignment of the shaft centers when connecting an input shaft and an output shaft and accurately transmitting rotation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、回転継手において軸心の整合性に
対する許容度を高めることができるものとしては、各種
のフレキシブル継手が提案されている。これらのフレキ
シブル継手は、両端の円筒部に入力軸と出力軸をそれぞ
れ挿入し、ネジ、ピン、キーなどで固定し、中間部は、
フレキシブル性をもたすために、金属のコイルや可撓性
を有する合成樹脂の円筒で形成したものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, various flexible joints have been proposed as those capable of increasing the tolerance for the alignment of shaft centers in rotary joints. In these flexible joints, the input shaft and output shaft are inserted into the cylindrical parts at both ends, and fixed with screws, pins, keys, etc., and the middle part is
In order to have flexibility, it is formed of a metal coil or a flexible synthetic resin cylinder.

【0003】また、このような回転機構においては、パ
ルスモータ、サーボモータなどの制御モータなどにより
回転角を制御する必要があるものも多い。これらの制御
モータには、制御信号と比例した回転動作、すなわち位
置ずれを生じないような磁気力を利用した保持機能が設
けられている。例えばパルスモータの場合、固定子と回
転子に回転角を小さくするための歯形が円周上に形成さ
れていて、固定子には2、4、5相などの複数のコイル
があって、このコイルに電流をパルス信号によって順次
切り換えて流し、パルス信号に応じて回転する磁界を作
り、永久磁石を有する回転子を所定角度ずつ回転させる
ようにしている。
In many of such rotating mechanisms, it is necessary to control the rotation angle by a control motor such as a pulse motor or a servo motor. These control motors are provided with a rotating function in proportion to the control signal, that is, a holding function using a magnetic force that does not cause positional deviation. For example, in the case of a pulse motor, tooth shapes for reducing the rotation angle are formed on the circumference of the stator and the rotor, and the stator has a plurality of coils of 2, 4, 5, etc. An electric current is sequentially switched to a coil by a pulse signal to generate a magnetic field that rotates according to the pulse signal, and a rotor having a permanent magnet is rotated by a predetermined angle.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
フレキシブル継手では、フレキシブル性をもたすため、
中間部を金属のコイルや可撓性を有する合成樹脂等で形
成しているが、これらは強い回転トルクが加わると、ね
じれ等を発生して回転力の正確な伝達ができず、場合に
よっては破損する等の問題があった。このため、回転ト
ルクが大きい場合や、回転角の正確な制御が必要な場合
には適していなかった。
However, since the conventional flexible joint has flexibility,
The intermediate part is formed of a metal coil or a flexible synthetic resin, etc., but when a strong rotating torque is applied to these, twisting etc. occurs, and accurate transmission of the rotating force cannot be performed. There was a problem such as damage. Therefore, it is not suitable when the rotation torque is large or when accurate control of the rotation angle is required.

【0005】また、回転角を制御する場合、制御モータ
は、所定の回転角で正確に回転が停止することが要求さ
れるが、回転体には当然のことながら慣性力が残ってい
るので、この慣性力に打ち勝つ停止力が必要となる。し
かし、パルスモータの場合には、固定子と回転子との間
にギャップがあり、上記停止力は、磁気力のみに頼って
いる。したがって、高速回転させた場合など、慣性力が
磁気力よりも大きくなった場合には、位置ずれを生じや
すくなり、満足する精度が得られなくなる。また、停止
力を高めるために、電磁ブレーキを併用したモータも知
られているが、高速回転を直ちに停止させるためには、
相当なブレーキ力が必要とされ、ブレーキ機構の大型化
や、ブレーキに要するエネルギー消費も多くなる。
Further, when controlling the rotation angle, the control motor is required to accurately stop rotation at a predetermined rotation angle, but as a matter of course, inertial force remains in the rotating body, A stopping force is required to overcome this inertial force. However, in the case of the pulse motor, there is a gap between the stator and the rotor, and the stopping force depends only on the magnetic force. Therefore, when the inertial force becomes larger than the magnetic force, such as when rotating at a high speed, positional deviation easily occurs, and satisfactory accuracy cannot be obtained. In addition, a motor that also uses an electromagnetic brake is known to increase the stopping force, but in order to immediately stop high-speed rotation,
A considerable braking force is required, the brake mechanism becomes large, and the energy consumption required for braking increases.

【0006】したがって、本発明の一つの目的は、フレ
キシブル継手であって、比較的大きな回転トルクが加わ
っても、回転力を正確に伝達することができ、破損する
ことのない回転継手を提供することにある。また、本発
明のもう一つの目的は、入力軸の回転停止力が小さくて
も、出力軸の慣性力を減衰させて所定の回転角度で停止
できるようにした回転継手を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a flexible joint which can accurately transmit a rotational force even if a relatively large rotational torque is applied and is not damaged. Especially. Another object of the present invention is to provide a rotary joint in which even if the rotation stopping force of the input shaft is small, the inertial force of the output shaft is attenuated so that the rotary joint can be stopped at a predetermined rotation angle.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、入力軸と出力軸とを同軸的に突き合わせ
て接続する回転継手において、前記入力軸の外周に装着
され、前記入力軸の先端方向に向けて複数段状に外径を
小さくされた入力側スリーブと、前記出力軸の外周に装
着され、前記出力軸の先端方向に向けて複数段状に外径
を小さくされた出力側スリーブと、前記入力側スリーブ
及び前記出力側スリーブの対応する外周にそれぞれ同心
的に装着され、中心から外径方向に向かって巻方向を交
互に変えられた複数のコイルばねと、前記入力軸がある
方向に回転し停止するとき、前記入力軸の回転角が前記
出力軸よりも大きい場合には、前記コイルばねの一方の
巻方向のものに巻き締め力を発生させ、前記出力軸の回
転角が前記入力軸よりも大きい場合には、前記コイルば
ねの他方の巻方向のものに巻き締め力を発生させるワン
ウェイクラッチ機構とを備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a rotary joint for coaxially buttingly connecting an input shaft and an output shaft, the rotary joint being mounted on the outer periphery of the input shaft, Of the input side sleeve, the outer diameter of which is reduced in multiple steps toward the tip of the output shaft, and the output which is attached to the outer circumference of the output shaft and whose outer diameter is reduced in multiple steps toward the tip direction of the output shaft. A side sleeve, a plurality of coil springs that are concentrically mounted on the corresponding outer peripheries of the input side sleeve and the output side sleeve, respectively, and have their winding directions alternately changed from the center toward the outer radial direction; and the input shaft. When the rotation angle of the input shaft is larger than that of the output shaft when rotating and stopping in a certain direction, a winding tightening force is generated in one winding direction of the coil spring to rotate the output shaft. The angle is above the input shaft The case is large, characterized in that it comprises a one-way clutch mechanism for generating a tightening force to one of the other winding direction of the coil spring.

【0008】本発明の好ましい態様の一つにおいては、
前記複数のコイルばねは、それらの中間部内周がその内
側に位置する部材に対して所定の隙間を有する状態で装
着されており、前記巻き締め力が発生したとき、所定角
度回動した後に前記内側に位置する部材に密接して回転
力を伝達するようにされている。
In one of the preferred embodiments of the present invention,
The plurality of coil springs are mounted such that the inner circumferences of their intermediate portions have a predetermined gap with respect to the members located inside thereof, and when the tightening force is generated, the coil springs are rotated by a predetermined angle, and then the coil springs are rotated. The rotational force is closely transmitted to the member located inside.

【0009】本発明の好ましい態様のもう一つにおいて
は、前記複数のコイルばねは、それらの内周がその内側
に位置する部材に対して密接して装着されており、前記
巻き締め力が発生したとき、その回転力を直ちに伝達す
るようにされている。
In another preferred aspect of the present invention, the plurality of coil springs are mounted so that their inner circumferences are in close contact with a member located inside thereof, so that the winding tightening force is generated. When it does, the rotational force is immediately transmitted.

【0010】本発明の更に好ましい態様においては、前
記入力側スリーブ及び前記出力側スリーブは、外径が変
化する段部で分離されたそれぞれ複数の円筒部材からな
り、各円筒部材は、噛み合い方向を交互に変えたワンウ
ェイクラッチを介して、前記入力軸又は前記出力軸に装
着されている。
In a further preferred aspect of the present invention, the input-side sleeve and the output-side sleeve are each composed of a plurality of cylindrical members separated by a stepped portion whose outer diameter changes, and each cylindrical member has a meshing direction. It is attached to the input shaft or the output shaft via one-way clutches that are alternately changed.

【0011】本発明の更に他の好ましい態様において
は、前記入力側スリーブ及び前記出力側スリーブは、そ
れぞれ一体のものからなり、前記複数のコイルばねは、
ばねクラッチ作用をもたせて、前記入力側スリーブ及び
前記出力側スリーブに装着されている。
In still another preferred aspect of the present invention, the input side sleeve and the output side sleeve are integrally formed, and the plurality of coil springs are
It is attached to the input side sleeve and the output side sleeve with a spring clutch action.

【0012】本発明の更に他の好ましい態様において
は、前記入力側スリーブの特定箇所に第1ギアが装着さ
れ、前記出力側スリーブの前記入力側スリーブの特定箇
所に対応する箇所に第2ギアが装着され、これらの第1
ギア及び第2ギアに対応して、それらの送り歯数を検出
する第1センサ及び第2センサが取付けられている。
In still another preferred aspect of the present invention, a first gear is mounted at a specific position of the input side sleeve, and a second gear is provided at a position of the output side sleeve corresponding to a specific position of the input side sleeve. Fitted, these first
Corresponding to the gear and the second gear, a first sensor and a second sensor for detecting the number of feed teeth of them are attached.

【0013】[0013]

【作用】本発明の回転継手において、まず、複数のコイ
ルばねが、それらの中間部がその内側に位置する部材に
対して所定の隙間を有する状態で装着されている態様に
ついて、その作用を説明すると、今、入力軸がある方向
に回転するとき、入力軸に装着された入力側スリーブを
介して、一方の巻方向のコイルばね(以下、第1コイル
ばねとする)が巻き締められると仮定した場合、第1コ
イルばねがそれ以上縮径できないところまで巻き締めら
れると、入力軸に装着された入力側スリーブと、出力軸
に装着された出力側スリーブとが一体化して剛体とな
り、出力軸が入力軸と一体に回転する。このとき、入力
軸は、ワンウェイクラッチ機構の作用によって他方の巻
方向のコイルばね(以下、第2コイルばねとする)に対
して空回りし、第2コイルばねは、巻き締め作用も巻き
戻し作用も受けない。
In the rotary joint of the present invention, first, the operation will be described with respect to a mode in which a plurality of coil springs are mounted with intermediate portions thereof having a predetermined clearance with respect to a member located inside thereof. Then, it is now assumed that when the input shaft rotates in a certain direction, the coil spring in one winding direction (hereinafter, referred to as the first coil spring) is tightened through the input side sleeve attached to the input shaft. In this case, when the first coil spring is tightened up to a point where the diameter cannot be further reduced, the input side sleeve attached to the input shaft and the output side sleeve attached to the output shaft are integrated into a rigid body. Rotates together with the input shaft. At this time, the input shaft idles with respect to the coil spring in the other winding direction (hereinafter referred to as the second coil spring) due to the action of the one-way clutch mechanism, and the second coil spring performs both the tightening action and the unwinding action. I do not receive it.

【0014】この状態で入力軸の回転が停止すると、出
力軸は、慣性モーメントによって回転を続けようとす
る。その結果、ワンウェイクラッチ機構の作用によっ
て、今度は第2コイルばねが巻き締められ、第1コイル
ばねは巻き戻されることとなる。出力軸は、上記慣性モ
ーメントによって入力軸の回転停止角を越えても更に回
転するが、第2コイルばねがそれ以上縮径できないとこ
ろまで回転し、入力軸に装着された入力側スリーブと、
出力軸に装着された出力側スリーブとが一体化して剛体
となったとき、あるいは他方の巻方向のコイルばねの反
発力が出力軸に残った慣性モーメントより大きくなった
ときに回転を停止して、第2コイルばねの反発力によっ
て今度は逆方向に回転する。
When the rotation of the input shaft is stopped in this state, the output shaft tends to continue rotating due to the moment of inertia. As a result, the action of the one-way clutch mechanism causes the second coil spring to be wound tightly and the first coil spring to be unwound. The output shaft further rotates due to the inertia moment even if it exceeds the rotation stop angle of the input shaft, but it rotates to the point where the second coil spring cannot be reduced in diameter any more, and the input side sleeve mounted on the input shaft,
When the output side sleeve attached to the output shaft is integrated into a rigid body, or when the repulsive force of the coil spring in the other winding direction becomes larger than the moment of inertia remaining on the output shaft, the rotation is stopped. , The second coil spring rotates in the opposite direction this time by the repulsive force.

【0015】その結果、第1コイルばねが再び巻き締め
られ、第2コイルばねは巻き戻される。そして、出力軸
の回転が入力軸の回転停止角を越えて戻りすぎると、今
度は第1コイルばねの反発力によって再び逆の方向に回
転する。こうして、入力軸が停止したときに出力軸側に
残っている慣性モーメントは、第1コイルばねと第2コ
イルばねの交互の巻き締め作用による反復振動となって
徐々に減衰され、最終的には入力軸の回転角に応じた正
確な回転位置で停止する。なお、この場合、第1コイル
ばねのばね常数と、第2コイルばねのばね常数とを異な
らせることにより、上記慣性モーメントの減衰効果をよ
り高めることができる。
As a result, the first coil spring is rewound and the second coil spring is unwound. Then, if the rotation of the output shaft exceeds the rotation stop angle of the input shaft and returns too much, the output shaft rotates again in the opposite direction due to the repulsive force of the first coil spring. In this way, the moment of inertia remaining on the output shaft side when the input shaft is stopped is gradually damped as repetitive vibration due to the alternating winding action of the first coil spring and the second coil spring, and finally damped. Stop at the correct rotation position according to the rotation angle of the input shaft. In this case, the damping effect of the inertia moment can be further enhanced by making the spring constant of the first coil spring different from the spring constant of the second coil spring.

【0016】このように、本発明の回転継手の一つの態
様によれば、入力軸を停止させたときに出力軸側に残っ
ている慣性モーメントを、第1コイルばねと第2コイル
ばねの交互の巻き締めによって減衰させることができる
ので、入力軸側の停止力が比較的小さくても位置ずれす
ることなく正確な位置で回転を停止させることができ
る。したがって、例えばパルスモータの駆動軸に、本発
明の回転継手を介して出力軸を接続することにより、回
転速度を高めても正確な位置で回転を停止させることが
可能となり、また、通常のブレーキ付きモータの駆動軸
に、本発明の回転継手を介して出力軸を接続することに
より、ブレーキ力が小さくても正確な位置で回転を停止
させることが可能となる。
As described above, according to one aspect of the rotary joint of the present invention, the moment of inertia remaining on the output shaft side when the input shaft is stopped is changed between the first coil spring and the second coil spring. Since it can be dampened by tightening the winding, the rotation can be stopped at an accurate position without displacement even if the stopping force on the input shaft side is relatively small. Therefore, for example, by connecting the output shaft to the drive shaft of the pulse motor through the rotary joint of the present invention, it becomes possible to stop the rotation at an accurate position even if the rotation speed is increased, and the normal brake By connecting the output shaft to the drive shaft of the attached motor via the rotary joint of the present invention, it becomes possible to stop the rotation at an accurate position even if the braking force is small.

【0017】次に、本発明の回転継手において、複数の
コイルばねがそれらの内側に位置する部材に対して密接
して装着されている態様について、その作用を説明する
と、まず、入力軸がある方向に回転すると、入力側スリ
ーブを介して、第1コイルばねに巻締め作用が働く。し
かし、第1コイルばねは、既にその内側に位置する部材
に対して密接して装着されているので、その回転力が直
ちに出力側スリーブに伝達され、入力軸と出力軸とが一
体化して回転する。
Next, the operation of the rotary joint of the present invention in which a plurality of coil springs are closely attached to the members located inside thereof will be described. First, there will be an input shaft. When rotated in the direction, the first coil spring is wound and tightened via the input sleeve. However, since the first coil spring is already mounted in close contact with the member located inside thereof, its rotational force is immediately transmitted to the output side sleeve, and the input shaft and the output shaft rotate integrally. To do.

【0018】また、入力軸の回転が停止すると、出力軸
は、慣性モーメントによって回転を続けようとする。そ
の結果、ワンウェイクラッチ機構の作用によって、今度
は、第2コイルばねに巻締め作用が働く。しかし、前述
のように第2コイルばねは、その内側に位置する部材に
対して密接して装着され、それ以上巻き締めることがで
きない状態となっているので、その慣性モーメントが直
ちに入力軸側に伝達され、入力軸の停止力によって出力
軸が停止する。なお、入力軸がどちらに回転しても、同
様な結果となる。すなわち、入力軸と出力軸は、完全に
一体化して回転し停止する。
When the rotation of the input shaft is stopped, the output shaft tries to continue rotating due to the moment of inertia. As a result, the action of the one-way clutch mechanism in turn causes the second coil spring to be wound and tightened. However, as described above, the second coil spring is closely attached to the member located inside the second coil spring and cannot be further tightened. Therefore, the moment of inertia of the second coil spring is immediately applied to the input shaft side. It is transmitted and the output shaft stops due to the stopping force of the input shaft. Whichever the input shaft rotates, the same result is obtained. That is, the input shaft and the output shaft are completely integrated and rotate and stop.

【0019】本発明の回転継手は、上記のように、それ
ぞれのコイルばねの内周に隙間を設けることによって、
回転を停止させたときの慣性モーメントを減衰させる機
能をもたせることもでき、あるいは、それぞれのコイル
ばねの内周を内側の部材に密接させることによって、通
常の継手と同様に入力軸の回転力及び停止力が直ちに出
力軸に伝達されるようにすることもできる。いずれの場
合においても、回転力及び停止力の伝達は、第1コイル
ばね及び第2コイルばねのいずれかが巻き締められるこ
とによりなされるので、比較的大きな回転トルクが加わ
っても、回転力を正確に伝達することができ、継手が破
損することも防止される。
In the rotary joint of the present invention, as described above, by providing a gap in the inner circumference of each coil spring,
It can also have a function to damp the moment of inertia when the rotation is stopped, or the inner circumference of each coil spring can be brought into close contact with the inner member so that the rotational force of the input shaft and It is also possible for the stopping force to be immediately transmitted to the output shaft. In either case, since the rotation force and the stopping force are transmitted by tightening one of the first coil spring and the second coil spring, the rotation force is not increased even if a relatively large rotation torque is applied. Accurate transmission is possible and damage to the joint is also prevented.

【0020】また、本発明の回転継手は、入力側スリー
ブと出力側スリーブとの間を、複数のコイルばねで連結
した構造をなすので、入力軸と出力軸の軸心が正確に整
合していなくても、多少のずれは上記コイルばねによっ
て吸収されるので、軸心の整合性に対する許容度を高め
て、装置組み立て時におけるアライメントを容易にする
ことができる。
Further, since the rotary joint of the present invention has a structure in which the input side sleeve and the output side sleeve are connected by a plurality of coil springs, the axes of the input shaft and the output shaft are accurately aligned. Even if it is not necessary, some deviation is absorbed by the coil spring, so that it is possible to increase the tolerance for the alignment of the shaft centers and facilitate the alignment at the time of assembling the device.

【0021】本発明において、第1コイルばね及び第2
コイルばねに巻締め力を発生させるワンウェイクラッチ
機構として、入力側スリーブ及び出力側スリーブを、外
径の変化する段部で分離した複数の円筒部材でそれぞれ
構成し、各円筒部材を、噛み合い方向を交互に変えたワ
ンウェイクラッチを介して、入力軸又は出力軸に装着し
た構造を採用した場合には、ワンウェイクラッチによる
バックラッシュのない回転伝達が可能となるとともに、
入力軸及び出力軸をワンウェイクラッチに挿入するだけ
で、軸の接合ができるという利点が得られる。
In the present invention, the first coil spring and the second coil spring
As a one-way clutch mechanism that generates a winding tightening force on a coil spring, the input side sleeve and the output side sleeve are each composed of a plurality of cylindrical members separated by a stepped portion whose outer diameter changes. When adopting a structure that is mounted on the input shaft or output shaft through the one-way clutch that has been changed alternately, it is possible to transmit rotation without backlash by the one-way clutch.
The advantage is that the shafts can be joined simply by inserting the input shaft and the output shaft into the one-way clutch.

【0022】本発明において、第1コイルばね及び第2
コイルばねに巻締め力を発生させるワンウェイクラッチ
機構として、第1コイルばね及び第2コイルばねを、そ
れぞればねクラッチ作用をもたせて装着した構造を採用
した場合は、継手の構造が簡素化されるという利点が得
られる。しかし、ばねクラッチは、大きな回転トルクに
対して滑りを生じやすいことから、特に回転精度を要求
される場合は、上記ワンウェイクラッチを利用した構造
の方が好ましい。
In the present invention, the first coil spring and the second coil spring
When the structure in which the first coil spring and the second coil spring are mounted so as to have the spring clutch action, respectively, is adopted as the one-way clutch mechanism for generating the winding tightening force on the coil spring, the structure of the joint is said to be simplified. Benefits are obtained. However, since the spring clutch is liable to slip with respect to a large rotational torque, the structure using the one-way clutch is preferable when rotational accuracy is particularly required.

【0023】本発明の好ましい態様において、入力側ス
リーブの特定箇所に第1ギアを装着し、出力側スリーブ
の上記と対応する箇所に第2ギアを装着し、これらの第
1ギア及び第2ギアに対応して、それらの送り歯数を検
出する第1センサ及び第2センサを取付けた場合には、
第1センサ及び第2センサによって対応するギアの送り
歯数を検出して入力軸と出力軸のそれぞれの回転角を求
めることができ、入力軸と出力軸の回転角のずれを確認
することができる。なお、この場合、ギアとは、外周に
センサによって検出できる突起を有するものであればよ
く、通常のギアの形状に限定されることなく、例えばよ
り鋭利な角を有する三角形状の多数の歯を外周に有する
ようなものであってもよい。
In a preferred embodiment of the present invention, a first gear is mounted on a specific portion of the input side sleeve, and a second gear is mounted on a portion of the output side sleeve corresponding to the above, and these first gear and second gear are mounted. Corresponding to, when the first sensor and the second sensor for detecting the number of feed teeth are attached,
The number of feed teeth of the corresponding gear can be detected by the first sensor and the second sensor to obtain the respective rotation angles of the input shaft and the output shaft, and the deviation of the rotation angle between the input shaft and the output shaft can be confirmed. it can. In this case, the gear may be any gear as long as it has a protrusion that can be detected by a sensor on the outer periphery, and is not limited to the shape of a normal gear, and may be, for example, a large number of triangular teeth having sharper angles. It may be provided on the outer circumference.

【0024】[0024]

【実施例】図1には、本発明による回転継手の一実施例
が示されている。
1 shows an embodiment of a rotary joint according to the present invention.

【0025】この回転継手11は、一対の支持板12、
13を平行に対置して、それらの間を複数の支柱14で
連結したフレームを有している。支持板12には、ブレ
ーキ付きモータ15が装着され、その駆動軸が本発明に
おける入力軸16を構成し、入力軸16は支持板12を
貫通してフレーム内に突出している。また、他方の支持
板13を貫通して、内周にベアリング17を有する軸受
スリーブ18が装着されており、この軸受スリーブ18
に出力軸19が挿通されている。そして、入力軸16と
出力軸19とは、それらの先端部を突き合わせるように
同軸的に配置されている。
The rotary joint 11 includes a pair of support plates 12,
It has a frame in which 13 are opposed to each other in parallel and a plurality of columns 14 connect them. A motor 15 with a brake is mounted on the support plate 12, and its drive shaft constitutes an input shaft 16 of the present invention, and the input shaft 16 penetrates the support plate 12 and projects into the frame. Further, a bearing sleeve 18 having a bearing 17 on the inner circumference is attached to penetrate through the other support plate 13, and the bearing sleeve 18
The output shaft 19 is inserted through. The input shaft 16 and the output shaft 19 are coaxially arranged so that their tip ends abut.

【0026】入力軸16には、ワンウェイクラッチ20
を介して拡径円筒21が基部側に装着され、ワンウェイ
クラッチ22を介して縮径円筒23が先端側に装着され
ており、これらの拡径円筒21と縮径円筒23によって
本発明の入力側スリーブ24が構成されている。ワンウ
ェイクラッチ20は、入力軸16が拡径円筒21に対し
て相対的に図中矢印A方向に回転するときのみ噛み合
い、ワンウェイクラッチ22は、縮径円筒23が入力軸
16に対して相対的に矢印A方向に回転するときのみ噛
み合う。すなわち、ワンウェイクラッチ20、22は、
互いの噛み合い方向が逆になっている。
A one-way clutch 20 is attached to the input shaft 16.
The diameter-expanding cylinder 21 is mounted on the base side via the one-way clutch 22, and the diameter-reducing cylinder 23 is mounted on the tip side via the one-way clutch 22. The sleeve 24 is configured. The one-way clutch 20 meshes only when the input shaft 16 rotates in the direction of the arrow A in the drawing relative to the expanded diameter cylinder 21, and the one-way clutch 22 has the reduced diameter cylinder 23 relative to the input shaft 16. Only meshes when rotating in the direction of arrow A. That is, the one-way clutches 20, 22 are
The directions of meshing with each other are opposite.

【0027】出力軸19には、ワンウェイクラッチ25
を介して拡径円筒26が基部側に装着され、ワンウェイ
クラッチ27を介して縮径円筒28が先端側に装着され
ており、これらの拡径円筒26と縮径円筒28によって
本発明の出力側スリーブ29が構成されている。ワンウ
ェイクラッチ25は、拡径円筒26が出力軸19に対し
て相対的に図中矢印A方向に回転するときのみ噛み合
い、ワンウェイクラッチ27は、出力軸19が縮径円筒
28に対して相対的に矢印A方向に回転するときのみ噛
み合う。すなわち、ワンウェイクラッチ25、27は、
互いの噛み合い方向が逆になっている。この結果、4つ
のワンウェイクラッチ20、22、25、27は、噛み
合い方向が交互に逆になるように配列されている。
A one-way clutch 25 is attached to the output shaft 19.
The diameter-expanding cylinder 26 is mounted on the base side via the one-way clutch 27, and the diameter-reducing cylinder 28 is mounted on the tip side via the one-way clutch 27. A sleeve 29 is configured. The one-way clutch 25 meshes only when the expanded cylinder 26 rotates relative to the output shaft 19 in the direction of the arrow A in the figure, and the one-way clutch 27 includes the one-way clutch 27 in which the output shaft 19 relatively moves to the contracted cylinder 28. Only meshes when rotating in the direction of arrow A. That is, the one-way clutches 25 and 27 are
The directions of meshing with each other are opposite. As a result, the four one-way clutches 20, 22, 25, 27 are arranged such that the meshing directions are alternately opposite.

【0028】入力側スリーブ24の拡径円筒21と、出
力側スリーブ29の拡径円筒26との間には、第1コイ
ルばね30が装着されている。この第1コイルばね30
は、出力軸19側(図中上方)から見て、拡径円筒21
が時計方向及び拡径円筒26が反時計方向に相対回転す
るとき巻き締められるようになっている。また、第1コ
イルばね30の内周には筒状スペーサ31が配置されて
おり、第1コイルばね30の内周と筒状スペーサ31の
外周との間に所定量の隙間が形成されるようになってい
る。なお、この筒状スペーサ31は、継手のフレキシブ
ル性を損なわないようにするため、中間部を分離された
2つの筒体で構成されている。この筒状スペーサ31の
更に内周において、入力側スリーブ24の縮径円筒23
と、出力側スリーブ29の縮径円筒28との間には、第
2コイルばね32が装着されている。この第2コイルば
ね32は、第1コイルばね30と反対方向巻きで、出力
軸19側から見て、縮径円筒23が反時計方向及び縮径
円筒28が時計方向に相対回転するとき巻き締められる
ようになっている。なお、縮径円筒23、28には、更
に縮径された部分23a、28aが形成されており、こ
の部分の外周と第2コイルばね32の内周との間に、所
定量の隙間が形成されるようになっている。また、この
実施例の場合、各コイルばね30、32は、それぞれの
両端部を対応する各円筒に固着されている。
A first coil spring 30 is mounted between the expanding cylinder 21 of the input sleeve 24 and the expanding cylinder 26 of the output sleeve 29. This first coil spring 30
Is a diameter-expanding cylinder 21 when viewed from the output shaft 19 side (upper side in the figure).
Is tightened when the clockwise and the expanded cylinder 26 relatively rotates in the counterclockwise direction. A cylindrical spacer 31 is arranged on the inner circumference of the first coil spring 30, and a predetermined amount of gap is formed between the inner circumference of the first coil spring 30 and the outer circumference of the cylindrical spacer 31. It has become. The tubular spacer 31 is composed of two tubular bodies separated from each other in order to prevent the flexibility of the joint from being impaired. Further on the inner circumference of the tubular spacer 31, the reduced diameter cylinder 23 of the input side sleeve 24
The second coil spring 32 is mounted between the output side sleeve 29 and the reduced diameter cylinder 28. The second coil spring 32 is wound in a direction opposite to that of the first coil spring 30, and is tightened when the diameter-reducing cylinder 23 rotates counterclockwise and the diameter-reducing cylinder 28 rotates clockwise relative to the output shaft 19 side. It is designed to be used. The diameter-reduced cylinders 23 and 28 are formed with further reduced diameter portions 23a and 28a, and a predetermined amount of gap is formed between the outer circumference of this portion and the inner circumference of the second coil spring 32. It is supposed to be done. Further, in the case of this embodiment, the respective coil springs 30 and 32 are fixed to the corresponding cylinders at both ends thereof.

【0029】次に、この回転継手を用いた場合の回転動
作について説明する。
Next, the rotating operation when this rotary joint is used will be described.

【0030】モータ15の作動により入力軸16が図中
矢印A方向に回転し始めると、ワンウェイクラッチ20
は、その回転力を入力側スリーブ24の拡径円筒21に
伝達し、この拡径円筒21に固着された第1コイルばね
30の一端が矢印A方向に回転する。また、第1コイル
ばね30の他端は、出力側スリーブ29の拡径円筒26
に固着されているが、拡径円筒26は、ワンウェイクラ
ッチ25により出力軸19に噛み合うので、出力軸19
を回転させないと回転できない。この結果、第1コイル
ばね30がねじられて巻き締められ、筒状スペーサ31
の外周に密着してそれ以上巻き締めができなくなると、
入力軸16、入力側の拡径円筒21、出力側の拡径円筒
26及び出力軸19が一体化して回転する。なお、入力
軸16の回転に対してワンウェイクラッチ22は空転
し、入力側の縮径円筒23に回転力を伝達しないので、
第2コイルばね32に対する巻き締め又は巻き戻し力は
発生しない。
When the input shaft 16 starts to rotate in the direction of arrow A in the figure by the operation of the motor 15, the one-way clutch 20
Transmits the rotational force to the expanded diameter cylinder 21 of the input side sleeve 24, and one end of the first coil spring 30 fixed to the expanded diameter cylinder 21 rotates in the arrow A direction. The other end of the first coil spring 30 is connected to the expanded diameter cylinder 26 of the output side sleeve 29.
However, since the one-way clutch 25 engages the output shaft 19, the expanded diameter cylinder 26 is fixed to the output shaft 19
You cannot rotate unless you rotate. As a result, the first coil spring 30 is twisted and tightly wound, and the tubular spacer 31
If it cannot be tightened any further, it will stick to the outer periphery of
The input shaft 16, the input-side expanded cylinder 21, the output-side expanded cylinder 26, and the output shaft 19 rotate integrally. Since the one-way clutch 22 idles with respect to the rotation of the input shaft 16 and does not transmit the rotational force to the reduced diameter cylinder 23 on the input side,
No winding tightening or unwinding force is generated on the second coil spring 32.

【0031】こうしてモータ15により入力軸16が所
定角度回転した後、ブレーキによって入力軸16が停止
すると、出力軸19は、慣性モーメントによって更に回
転を続けようとする。また、入力軸16が停止すると、
ワンウェイクラッチ20は空転して拡径円筒21の矢印
A方向の回転を許容する。更に、出力軸19が拡径円筒
26よりも速く回転すると、ワンウェイクラッチ25は
空転して拡径円筒26に回転力を伝達しない。この結
果、第1コイルばね30は、出力軸19の回転角度に比
例して巻き戻される。
When the input shaft 16 is stopped by the brake after the input shaft 16 is rotated by the motor 15 by a predetermined angle in this way, the output shaft 19 tries to continue to rotate due to the moment of inertia. When the input shaft 16 stops,
The one-way clutch 20 idles to allow the expanded cylinder 21 to rotate in the direction of arrow A. Further, when the output shaft 19 rotates faster than the diameter-expanding cylinder 26, the one-way clutch 25 idles and does not transmit the rotational force to the diameter-expanding cylinder 26. As a result, the first coil spring 30 is rewound in proportion to the rotation angle of the output shaft 19.

【0032】一方、出力軸19が慣性モーメントによっ
て更に回転を続けると、ワンウェイクラッチ27を介し
て噛み合う出力側の縮径円筒28が回転し、第2コイル
ばね32の一端を同方向に回転させる。ところが、第2
コイルばね32の他端が固着された入力側の縮径円筒2
3は、ワンウェイクラッチ22により入力軸16に噛み
合うので、入力軸16が停止すると矢印A方向には回転
できない。この結果、第2コイルばね32にねじり力が
作用して、第2コイルばね32が巻き締められる。第2
コイルばね32が縮径円筒23、28の更に縮径された
部分23a、28aに密接すると、それ以上巻き締めが
できなくなり、出力軸19、縮径円筒28、23及び入
力軸16が一体化するため、出力軸19の図中矢印A方
向への回転は停止する。このとき、出力軸19は、入力
軸16の回転角度を越えて回転しすぎた位置にあるが、
上記のように第2コイルばね32が巻き締められている
ので、その反発力が作用して今度は逆方向に回転を始め
る。なお、第2コイルばね32の反発力が強い場合に
は、その反発力が出力軸19に残っていた慣性モーメン
トより大きくなったときに出力軸19の回転が停止し、
今度は逆方向に回転を始める。
On the other hand, when the output shaft 19 continues to rotate due to the moment of inertia, the output-side reduced diameter cylinder 28 that meshes via the one-way clutch 27 rotates, causing one end of the second coil spring 32 to rotate in the same direction. However, the second
Input-side reduced diameter cylinder 2 to which the other end of the coil spring 32 is fixed
Since 3 meshes with the input shaft 16 by the one-way clutch 22, it cannot rotate in the direction of arrow A when the input shaft 16 stops. As a result, a torsional force acts on the second coil spring 32, and the second coil spring 32 is wound and tightened. Second
When the coil spring 32 comes into close contact with the further reduced diameter portions 23a and 28a of the reduced diameter cylinders 23 and 28, further tightening cannot be performed, and the output shaft 19, the reduced diameter cylinders 28 and 23, and the input shaft 16 are integrated. Therefore, the rotation of the output shaft 19 in the arrow A direction in the figure is stopped. At this time, the output shaft 19 is in a position where it has excessively rotated beyond the rotation angle of the input shaft 16,
Since the second coil spring 32 is wound tightly as described above, its repulsive force acts to start rotating in the opposite direction this time. When the repulsive force of the second coil spring 32 is strong, the rotation of the output shaft 19 stops when the repulsive force becomes larger than the moment of inertia remaining on the output shaft 19,
This time it starts rotating in the opposite direction.

【0033】出力軸19が逆方向に回転すると、ワンウ
ェイクラッチ25が噛み合って出力側の拡径円筒26を
同方向に回転させる。一方、入力側の拡径円筒21は、
ワンウェイクラッチ20が入力軸16に噛み合うことに
なるので回転することができない。その結果、第1コイ
ルばね30に再びねじり力が作用し、第1コイルばね3
0が巻き締められる。そして、第1コイルばね30の巻
き締めによる反発力が出力軸19の逆方向への回転モー
メントに勝ると、出力軸19は、再び反転して図中矢印
A方向に回転し、今度は再び第2コイルばね32が巻き
締められることになる。このように、入力軸16が停止
したとき、出力軸19側に残っていた慣性モーメント
は、第2コイルばね32と第1コイルばね30との交互
の巻き締め作用と、出力軸19の次第に振幅の小さくな
る揺動作用に変換されて徐々に減衰され、出力軸19
は、最終的に入力軸16に応じた回転角度で停止する。
この場合、第1コイルばね30と第2コイルばね32の
ばね常数を異ならせておくことにより、慣性モーメント
の減衰効果を高めることができる。
When the output shaft 19 rotates in the opposite direction, the one-way clutch 25 meshes with each other to rotate the expanded diameter cylinder 26 on the output side in the same direction. On the other hand, the expanded cylinder 21 on the input side is
Since the one-way clutch 20 meshes with the input shaft 16, it cannot rotate. As a result, the torsional force acts on the first coil spring 30 again, and the first coil spring 3
0 is wound up. Then, when the repulsive force due to the tightening of the first coil spring 30 exceeds the rotational moment of the output shaft 19 in the opposite direction, the output shaft 19 reverses again and rotates in the direction of arrow A in the figure, and again this time. The two-coil spring 32 will be wound tightly. In this way, when the input shaft 16 is stopped, the inertia moment remaining on the output shaft 19 side is caused by the alternating tightening action of the second coil spring 32 and the first coil spring 30 and the gradual amplitude of the output shaft 19. Of the output shaft 19
Finally stops at a rotation angle according to the input shaft 16.
In this case, the effect of damping the moment of inertia can be enhanced by making the spring constants of the first coil spring 30 and the second coil spring 32 different.

【0034】したがって、モータ15に付設されたブレ
ーキ力が小さくても、入力軸16を停止させたときに出
力軸19側に残っている慣性モーメントを、第2コイル
ばね32と第1コイルばね30によって減衰させ、出力
軸19を正確な位置で停止させることができる。また、
この回転継手11によれば、入力軸16と出力軸19
を、それぞれ対応するスリーブ24、29の各ワンウェ
イクラッチ20、22、25、27内に挿入するだけで
接続できる。更に、入力軸16と出力軸19の軸心が厳
密に一致していなくても、多少の軸心のずれは第1コイ
ルばね30と第2コイルばね32の変形によって吸収さ
れる。したがって、接続作業が比較的簡単になされる。
Therefore, even if the braking force attached to the motor 15 is small, the moment of inertia remaining on the output shaft 19 side when the input shaft 16 is stopped is reduced by the second coil spring 32 and the first coil spring 30. The output shaft 19 can be stopped at an accurate position by dampening. Also,
According to this rotary joint 11, the input shaft 16 and the output shaft 19
Can be connected simply by inserting them into the respective one-way clutches 20, 22, 25, 27 of the corresponding sleeves 24, 29. Further, even if the axes of the input shaft 16 and the output shaft 19 do not exactly coincide with each other, some deviation of the axes is absorbed by the deformation of the first coil spring 30 and the second coil spring 32. Therefore, the connection work is relatively easy.

【0035】図2には、本発明による回転継手の別の実
施例が示されている。なお、以後、実質的に同一部分に
は同符合を付してその説明を省略することにする。
FIG. 2 shows another embodiment of the rotary joint according to the present invention. Note that, hereinafter, substantially the same parts will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0036】この回転継手41は、一対の支持板12、
13を平行に対置させ、それらの両側を側壁42、43
で連結したフレームを有している。支持板12には、モ
ータ15が装着され、その駆動軸、すなわち入力軸16
は、支持板12を貫通してフレーム内に突出している。
入力軸16には、噛み合い方向が逆の2つのワンウェイ
クラッチ44、45を介して、入力側スリーブ46が装
着されている。入力側スリーブ46は、上記ワンウェイ
クラッチ44、45が内周に設置された筒部47と、最
も外方に突出した第1ギア48と、次に外方に突出した
拡径部49と、この拡径部49より縮径された縮径部5
0とが、図中下方から順次連接された構造を有してい
る。入力側スリーブ46は、上記ワンウェイクラッチ4
4、45により、実質的に入力軸16と一体化して回転
する。
The rotary joint 41 includes a pair of support plates 12,
13 parallel to each other, their side walls 42, 43
It has a frame connected by. A motor 15 is attached to the support plate 12, and its drive shaft, that is, the input shaft 16
Penetrates through the support plate 12 and projects into the frame.
An input side sleeve 46 is attached to the input shaft 16 via two one-way clutches 44 and 45 whose meshing directions are opposite to each other. The input-side sleeve 46 includes a tubular portion 47 in which the one-way clutches 44 and 45 are installed on the inner circumference, a first gear 48 that projects most outwardly, and a diametrical expansion portion 49 that projects outwardly. Reduced diameter portion 5 reduced in diameter from expanded diameter portion 49
0 and 0 have a structure in which they are sequentially connected from the lower side in the drawing. The input side sleeve 46 is the one-way clutch 4 described above.
By 4, 45, it rotates substantially integrally with the input shaft 16.

【0037】また、他方の支持板13には、前記実施例
と同様に軸受スリーブ18を介して出力軸19が挿通支
持されている。出力軸19には、噛み合い方向が逆の2
つのワンウェイクラッチ51、52を介して、多段状に
縮径された出力側スリーブ53が装着されている。出力
側スリーブ53は、最も外方に突出した第2ギア54
と、次に外方に突出した拡径部55と、最も縮径された
縮径部56とが、図中上方から順次連接された構造を有
している。更に、入力側スリーブ46と出力側スリーブ
53との間には、テーパ状のスペーサリング57が装着
されている。
An output shaft 19 is inserted through and supported by the other support plate 13 via a bearing sleeve 18 as in the above embodiment. The output shaft 19 has two opposite meshing directions.
An output sleeve 53 having a reduced diameter in multiple stages is mounted via one one-way clutch 51, 52. The output-side sleeve 53 has a second gear 54 that projects most outwardly.
Then, the enlarged diameter portion 55 that protrudes outward and the reduced diameter portion 56 that has the smallest diameter are connected in order from the upper side in the drawing. Further, a tapered spacer ring 57 is mounted between the input sleeve 46 and the output sleeve 53.

【0038】入力側スリーブ46の拡径部49と、出力
側スリーブ53の拡径部55との間には、第1コイルば
ね30が装着されている。第1コイルばね30の内周に
は、前記実施例と同様に筒状スペーサ31が配置されて
いる。更に、入力側スリーブ46の縮径部50と、出力
側スリーブ53の縮径部56との間には、第2コイルば
ね32が装着されている。第2コイルばね32は、巻き
締められたとき、テーパ状のスペーサリング57の外周
に密着するようになっている。なお、前記実施例と同様
に、第1コイルばね30は、出力軸19側から見て拡径
部49が時計方向及び拡径部55が反時計方向に相対回
転するときねじられて巻き締められ、第2コイルばね3
2は、同じく出力軸19側から見て縮径部50が反時計
方向及び縮径部56が時計方向に相対回転するときねじ
られて巻き締められるようになっている。また、これら
のコイルばね30、32は、いわゆるスプリングクラッ
チ機能をもたせて各スリーブ46、53に装着されてお
り、スリーブ46、47が巻き締め方向に回転するとき
は巻き締められるが、巻き戻し方向に回転するときには
滑りを生じて空転するようになっている。
The first coil spring 30 is mounted between the expanded diameter portion 49 of the input side sleeve 46 and the expanded diameter portion 55 of the output side sleeve 53. A cylindrical spacer 31 is arranged on the inner circumference of the first coil spring 30 as in the above-described embodiment. Further, the second coil spring 32 is mounted between the reduced diameter portion 50 of the input side sleeve 46 and the reduced diameter portion 56 of the output side sleeve 53. The second coil spring 32 is configured to come into close contact with the outer periphery of the tapered spacer ring 57 when wound. As in the case of the first embodiment, the first coil spring 30 is twisted and tightened when the enlarged diameter portion 49 rotates clockwise and the enlarged diameter portion 55 rotates counterclockwise relative to the output shaft 19 side. , Second coil spring 3
Similarly, when viewed from the output shaft 19 side, the reduced diameter portion 2 is twisted and tightened when the reduced diameter portion 50 rotates counterclockwise and the reduced diameter portion 56 relatively rotates clockwise. The coil springs 30 and 32 are attached to the sleeves 46 and 53 so as to have a so-called spring clutch function. When the sleeves 46 and 47 rotate in the winding direction, they are tightened, but in the unwinding direction. When it rotates, it slips and spins.

【0039】一方の側壁43には、第1ギア48に対応
した位置に第1センサ61が設置されており、第2ギア
54に対応した位置に第2センサ62が設置されてい
る。これらのセンサ61、62は、回転に伴って送られ
るギア48、54の歯数をカウントする。
On one side wall 43, a first sensor 61 is installed at a position corresponding to the first gear 48, and a second sensor 62 is installed at a position corresponding to the second gear 54. These sensors 61 and 62 count the number of teeth of the gears 48 and 54 sent with rotation.

【0040】次に、この回転継手を用いた場合の回転動
作について説明する。
Next, the rotating operation when this rotary joint is used will be described.

【0041】モータ15が作動して入力軸16が図中矢
印A方向に回転し始めると、ワンウェイクラッチ44、
45の噛み合いによって、入力側スリーブ46が一体に
回転する。この結果、第1コイルばね30にねじり力が
作用し、第1コイルばね30が巻き締められる。第1コ
イルばね30が筒状スペーサ31の外周に密着してそれ
以上巻き締められなくなると、入力側スリーブ46と出
力側スリーブ53とが一体化し、入力軸16と同速度で
出力軸19が回転する。なお、回転の初期において、第
2コイルばね32は、巻き戻し方向にねじられることに
なるので、入力側スリーブ46との間で滑りを生じて空
転し、ねじり作用を受けない。
When the motor 15 operates and the input shaft 16 starts to rotate in the direction of arrow A in the figure, the one-way clutch 44,
The engagement of 45 causes the input side sleeve 46 to rotate integrally. As a result, a torsional force acts on the first coil spring 30, and the first coil spring 30 is wound and tightened. When the first coil spring 30 comes into close contact with the outer periphery of the tubular spacer 31 and is no longer tightened, the input side sleeve 46 and the output side sleeve 53 are integrated, and the output shaft 19 rotates at the same speed as the input shaft 16. To do. Since the second coil spring 32 is twisted in the unwinding direction at the initial stage of rotation, it slips between the second coil spring 32 and the input-side sleeve 46 to rotate idly and is not subjected to a twisting action.

【0042】第1センサ61は、第1ギア48の送り歯
数を検出し、第2センサ62は、第2ギア54の送り歯
数を検出する。そして、入力軸16と出力軸19の回転
角をそれぞれ求めて、回転角のずれを確認することがで
きる。こうして、第1センサ61及び第2センサ62に
よって検出された回転角が所定の角度に達すると、モー
タ15に停止信号が送られる。そして、モータ15が停
止し、入力軸16が所定の回転角で停止する。
The first sensor 61 detects the number of feed teeth of the first gear 48, and the second sensor 62 detects the number of feed teeth of the second gear 54. Then, the rotation angles of the input shaft 16 and the output shaft 19 are respectively obtained, and the deviation of the rotation angle can be confirmed. Thus, when the rotation angle detected by the first sensor 61 and the second sensor 62 reaches a predetermined angle, a stop signal is sent to the motor 15. Then, the motor 15 stops and the input shaft 16 stops at a predetermined rotation angle.

【0043】入力軸16が停止すると、ワンウェイクラ
ッチ44、45によって実質的に入力軸16と一体化さ
れた入力側スリーブ46も停止する。しかし、出力軸1
9と出力側スリーブ53は、残された慣性モーメントに
よって更に回転を続行する。このとき、第1コイルばね
30は、巻き戻され、スリーブ46、53との間で滑り
を生じて空転する。一方、第2コイルばね32は、入力
側スリーブ46と出力側スリーブ53との間で、ねじり
作用を受けて巻き締められる。第2コイルばね32がテ
ーパ状のスペーサリング57の外周に密着して、それ以
上巻き締められなくなり、入力側スリーブ46と出力側
スリーブ53とが一体化すると、あるいは第2コイルば
ね32の反発力が出力軸19の慣性モーメントよりも大
きくなると、入力軸16の停止力が作用して出力軸19
の回転が停止する。
When the input shaft 16 is stopped, the input side sleeve 46, which is substantially integrated with the input shaft 16 by the one-way clutches 44 and 45, is also stopped. However, output shaft 1
9 and the output sleeve 53 continue to rotate due to the remaining moment of inertia. At this time, the first coil spring 30 is rewound, slips between the first coil spring 30 and the sleeves 46 and 53, and idles. On the other hand, the second coil spring 32 is twisted between the input side sleeve 46 and the output side sleeve 53 by being twisted. When the second coil spring 32 comes into close contact with the outer periphery of the tapered spacer ring 57 and is no longer tightened, and the input side sleeve 46 and the output side sleeve 53 are integrated, or the repulsive force of the second coil spring 32. Is greater than the moment of inertia of the output shaft 19, the stopping force of the input shaft 16 acts and the output shaft 19
Stops rotating.

【0044】しかし、第2コイルばね32が巻き締めら
れているので、その反発力によって出力軸19が反転し
て逆方向に回転する。その結果、第2コイルばね32
は、巻き戻され、スリーブ46、53との間で滑りを生
じて空転する。また、第1コイルばね30は、再びねじ
り作用を受けて巻き締められる。そして、第1コイルば
ね30の反発力が出力軸19の逆方向への回転モーメン
トに勝ると、出力軸19は、再び反転して図中矢印A方
向に回転し、今度は再び第2コイルばね32が巻き締め
られることになる。このように、入力軸16が停止した
とき、出力軸19側に残っていた慣性モーメントは、第
2コイルばね32と第1コイルばね30との交互の巻き
締め作用と、出力軸19の次第に振幅の小さくなる揺動
作用に変換されて徐々に減衰され、出力軸19は、最終
的に入力軸16に応じた回転角度で停止する。なお、第
2コイルばね32が巻き締められたとき、テーパ状のス
ペーサリング57に密着するので、巻き締められるに従
って反発力が強くなるような特性が付与され、出力軸1
9の反転を効果的にしている。
However, since the second coil spring 32 is wound tightly, the repulsive force causes the output shaft 19 to reverse and rotate in the opposite direction. As a result, the second coil spring 32
Is unwound and slips between the sleeves 46 and 53 to run idle. In addition, the first coil spring 30 receives the twisting action again and is wound and tightened. Then, when the repulsive force of the first coil spring 30 exceeds the rotational moment of the output shaft 19 in the opposite direction, the output shaft 19 is inverted again and rotated in the direction of arrow A in the figure, and this time again the second coil spring. 32 will be wound up. In this way, when the input shaft 16 is stopped, the inertia moment remaining on the output shaft 19 side is caused by the alternating tightening action of the second coil spring 32 and the first coil spring 30 and the gradual amplitude of the output shaft 19. Is gradually reduced and the output shaft 19 finally stops at a rotation angle corresponding to the input shaft 16. When the second coil spring 32 is wound tightly, the second coil spring 32 comes into close contact with the tapered spacer ring 57, so that a characteristic that the repulsive force becomes stronger as the winding is tightened is given.
The inversion of 9 is made effective.

【0045】なお、上記各実施例及び以下に述べる実施
例において、第1コイルばね30と第2コイルばね32
は、予めある程度巻き締めた状態で装着してもよい。そ
れによって、第1コイルばね30と第2コイルばね32
のばね力のバランスがとれたところで出力軸19が停止
することとなり、出力軸19の停止位置をより確実に定
めることができる。
In each of the above embodiments and the embodiments described below, the first coil spring 30 and the second coil spring 32 are used.
May be mounted in a state in which it is wound to some extent in advance. Thereby, the first coil spring 30 and the second coil spring 32
The output shaft 19 is stopped when the spring force is balanced, and the stop position of the output shaft 19 can be more reliably determined.

【0046】図3には、本発明による回転継手の更に別
の実施例が示されている。
FIG. 3 shows another embodiment of the rotary joint according to the present invention.

【0047】この回転継手71は、図2に示す回転継手
のクラッチ機構を、図1に示す構造のものに変更したも
のである。
This rotary joint 71 is obtained by changing the clutch mechanism of the rotary joint shown in FIG. 2 into one having the structure shown in FIG.

【0048】すなわち、入力側スリーブ74は、拡径円
筒73と縮径円筒72とに分割されており、出力側スリ
ーブ84は、拡径円筒83と縮径円筒82とに分割され
ている。拡径円筒73は、筒部76と、第1ギア77
と、拡径部78とが連接された形状をなし、その内周に
ワンウェイクラッチ20が取付けられている。ワンウェ
イクラッチ20は、入力軸16が拡径円筒73に対して
相対的に図中矢印A方向に回転するときのみ噛み合う。
また、拡径円筒73に隣接して配置された縮径円筒72
の内周には、ワンウェイクラッチ22が取付けられてお
り、ワンウェイクラッチ22は、縮径円筒72が入力軸
16に対して相対的に図中矢印A方向に回転するときの
み噛み合う。
That is, the input side sleeve 74 is divided into the expanded diameter cylinder 73 and the reduced diameter cylinder 72, and the output side sleeve 84 is divided into the expanded diameter cylinder 83 and the reduced diameter cylinder 82. The expanded cylinder 73 includes a tubular portion 76 and a first gear 77.
And the enlarged diameter portion 78 are connected to each other, and the one-way clutch 20 is attached to the inner periphery thereof. The one-way clutch 20 engages only when the input shaft 16 rotates in the direction of arrow A in the figure relative to the expanded diameter cylinder 73.
Further, the reduced diameter cylinder 72 disposed adjacent to the enlarged diameter cylinder 73.
The one-way clutch 22 is attached to the inner circumference of the one-way clutch 22, and the one-way clutch 22 meshes only when the reduced diameter cylinder 72 rotates in the direction of arrow A in the figure relative to the input shaft 16.

【0049】同様にして、出力側スリーブ84の拡径円
筒83は、第2ギア87と、拡径部88とが連接された
形状をなし、その内周にワンウェイクラッチ25が取付
けられている。ワンウェイクラッチ25は、拡径円筒8
3が出力軸19に対して相対的に矢印A方向に回転する
ときのみ噛み合う。また、拡径円筒83に隣接して配置
された縮径円筒82の内周には、ワンウェイクラッチ2
7が取付けられており、ワンウェイクラッチ27は、出
力軸19が縮径円筒82に対して相対的に矢印A方向に
回転するときのみ噛み合う。したがって、軸方向に順次
配列されたワンウェイクラッチ20、22、27、25
は、交互に噛み合い方向が逆になるようにされている。
Similarly, the enlarged diameter cylinder 83 of the output side sleeve 84 has a shape in which the second gear 87 and the enlarged diameter portion 88 are connected to each other, and the one-way clutch 25 is attached to the inner periphery thereof. The one-way clutch 25 is an expanded cylinder 8
3 meshes only when 3 rotates in the direction of arrow A relative to the output shaft 19. Further, the one-way clutch 2 is provided on the inner circumference of the diameter-reduced cylinder 82 arranged adjacent to the diameter-expanded cylinder 83.
7, the one-way clutch 27 engages only when the output shaft 19 rotates in the direction of arrow A relative to the reduced diameter cylinder 82. Therefore, the one-way clutches 20, 22, 27, 25 sequentially arranged in the axial direction
Are alternately arranged so that the meshing directions are opposite.

【0050】入力側スリーブ74と出力側スリーブ84
との間には、テーパ状のスペーサリング57が介在され
ている。また、入力側スリーブ74の拡径円筒73の拡
径部78と、出力側スリーブ84の拡径円筒83の拡径
部88との間には、第1コイルばね30が端部を固着し
た状態で装着されており、第1コイルばね30の内周側
には、筒状スペーサ31が配置されている。また、入力
側スリーブ74の縮径円筒72と、出力側スリーブ84
の縮径円筒82との間には、第2コイルばね32が端部
を固着した状態で装着されており、巻き締められるとテ
ーパ状のスペーサリング57の外周に密着するようにな
っている。
Input side sleeve 74 and output side sleeve 84
A tapered spacer ring 57 is interposed between and. Further, the end portion of the first coil spring 30 is fixed between the expanded diameter portion 78 of the expanded diameter cylinder 73 of the input side sleeve 74 and the expanded diameter portion 88 of the expanded diameter cylinder 83 of the output side sleeve 84. The cylindrical spacer 31 is arranged on the inner peripheral side of the first coil spring 30. Further, the reduced diameter cylinder 72 of the input side sleeve 74 and the output side sleeve 84
The second coil spring 32 is attached to the diameter-reduced cylinder 82 with its end portion fixed, and is tightly attached to the outer periphery of the tapered spacer ring 57 when tightened.

【0051】この回転継手を用いた場合の回転動作は、
基本的には図1に示した回転継手と同様になされるの
で、その概略を説明することにする。
The rotation operation using this rotary joint is as follows.
Since it is basically the same as the rotary joint shown in FIG. 1, its outline will be described.

【0052】モータ15の作動により入力軸16が図中
矢印A方向に回転すると、ワンウェイクラッチ20、2
0は、その回転力を拡径円筒73に伝達し、拡径円筒7
3に一端を固定された第1コイルばね30がねじられて
巻き締められ、筒状スペーサ31の外周に密着してそれ
以上巻き締めができなくなると、入力軸16、拡径円筒
73、拡径円筒83及び出力軸19が一体化して回転す
る。
When the input shaft 16 is rotated in the direction of arrow A in the figure by the operation of the motor 15, the one-way clutches 20, 2
0 transmits the rotational force to the expanding cylinder 73, and the expanding cylinder 7
When the first coil spring 30 whose one end is fixed to 3 is twisted and wound tightly and comes into close contact with the outer periphery of the cylindrical spacer 31 and further tightening cannot be performed, the input shaft 16, the diameter expansion cylinder 73, the diameter expansion The cylinder 83 and the output shaft 19 rotate integrally.

【0053】そして、入力軸16が所定角度回転した
後、ブレーキによって回転を停止すると、出力軸19は
慣性モーメントによって更に回転を続けようとする。出
力軸19が回転すると、ワンウェイクラッチ27を介し
て噛み合う出力側スリーブ84の縮径円筒82が回転
し、第2コイルばね32にねじり力が作用して、第2コ
イルばね32が巻き締められる。
When the input shaft 16 is rotated by a predetermined angle and then stopped by a brake, the output shaft 19 tries to continue to rotate due to the moment of inertia. When the output shaft 19 rotates, the diameter-reducing cylinder 82 of the output-side sleeve 84 that meshes with the one-way clutch 27 rotates, and a torsional force acts on the second coil spring 32, so that the second coil spring 32 is tightened.

【0054】第2コイルばね32がスペーサリング57
の外周に密接し、それ以上巻き締めができなくなると、
出力軸19の回転は停止して、第2コイルばね32の反
発力によって、今度は逆方向に回転を始める。なお、ス
ペーサリング57がテーパ状をなすので、第2コイルば
ね32は、巻き締められるに従って反発力が強くなるよ
うな特性が付与され、出力軸19の反転を効果的にす
る。
The second coil spring 32 is attached to the spacer ring 57.
Close to the outer circumference of the
The output shaft 19 stops rotating, and the repulsive force of the second coil spring 32 causes the output shaft 19 to start rotating in the opposite direction. Since the spacer ring 57 has a tapered shape, the second coil spring 32 has a characteristic that the repulsive force becomes stronger as the second coil spring 32 is wound and tightened, thereby effectively reversing the output shaft 19.

【0055】以後、図1に示した実施例と同様に、出力
軸19は、次第に振幅が小さくなる揺動運動を行った
後、所定の回転角度で停止する。このように、入力軸1
6が停止したとき、出力軸19に残っていた慣性モーメ
ントを徐々に減衰させて、出力軸19を入力軸16に応
じた回転角度で停止させることができる。
Thereafter, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, the output shaft 19 makes a swinging motion whose amplitude gradually decreases, and then stops at a predetermined rotation angle. In this way, the input shaft 1
When 6 stops, the inertia moment remaining on the output shaft 19 can be gradually attenuated, and the output shaft 19 can be stopped at a rotation angle corresponding to the input shaft 16.

【0056】図4には、本発明による回転継手の更に別
の実施例が示されている。
FIG. 4 shows a further embodiment of the rotary joint according to the present invention.

【0057】この回転継手91は、基本的には図1に示
した回転継手と同様な構造をなすものであるが、第1コ
イルばね30及び第2コイルばね32を、それらの内周
面側に隙間を設けずに内側の部材に密着した状態で装着
した点が異なっている。
This rotary joint 91 basically has a structure similar to that of the rotary joint shown in FIG. 1, but the first coil spring 30 and the second coil spring 32 are provided on the inner peripheral surface side thereof. The difference is that it was mounted in close contact with the inner member without providing a gap.

【0058】すなわち、入力側スリーブ94は、拡径円
筒92と縮径円筒93の2つの円筒部材で構成されてお
り、出力側スリーブ104は、拡径円筒102と縮径円
筒103の2つの円筒部材で構成されている。これらの
各円筒92、93、103、102の内周には、図1に
示した実施例と同様に、噛み合い方向を交互に変えたワ
ンウェイクラッチ20、22、27、25が取付けられ
ている。入力側スリーブ94の拡径円筒92と、出力側
スリーブ104の拡径円筒102との間には、第1コイ
ルばね30が装着されている。また、入力側スリーブ9
4の縮径円筒93と、出力側スリーブ104の縮径円筒
103との間には、第2コイルばね32が装着されてい
る。そして、第2コイルばね32と第1コイルばね30
との間に筒状スペーサ108、109が軸方向に並んで
配置されており、第1コイルばね30は、これらの筒状
スペーサ108、109の外周に密着して装着されてい
る。また、第2コイルばね32は、入力側スリーブ94
の縮径円筒93及び出力側スリーブ104の縮径円筒9
3の外周に密着して装着されている。なお、フレーム等
の他の構成は、図1に示した実施例と同様である。
That is, the input side sleeve 94 is composed of two cylindrical members, the expanded diameter cylinder 92 and the contracted diameter cylinder 93, and the output side sleeve 104 is the two expanded cylinders 102 and 103. It is composed of members. One-way clutches 20, 22, 27, 25 having meshing directions changed alternately are attached to the inner circumferences of the cylinders 92, 93, 103, 102, as in the embodiment shown in FIG. The first coil spring 30 is mounted between the enlarged diameter cylinder 92 of the input side sleeve 94 and the enlarged diameter cylinder 102 of the output side sleeve 104. Also, the input side sleeve 9
The second coil spring 32 is mounted between the reduced diameter cylinder 93 of No. 4 and the reduced diameter cylinder 103 of the output side sleeve 104. Then, the second coil spring 32 and the first coil spring 30
Cylindrical spacers 108 and 109 are arranged side by side in the axial direction between and, and the first coil spring 30 is closely attached to the outer peripheries of these cylindrical spacers 108 and 109. In addition, the second coil spring 32 includes the input side sleeve 94.
Diameter reducing cylinder 93 and output side sleeve 104 diameter reducing cylinder 9
It is attached in close contact with the outer circumference of No. 3. The other structures such as the frame are similar to those of the embodiment shown in FIG.

【0059】次に、この回転継手91を用いた場合の回
転動作について説明する。
Next, the rotating operation when the rotary joint 91 is used will be described.

【0060】図示しないモータの作動によって入力軸1
6が図中矢印A方向に回転すると、ワンウェイクラッチ
20が噛み合って入力側スリーブ94の拡径円筒92、
及びこの拡径円筒92に一端が固定されている第1コイ
ルばね30が同方向に回転する。このとき、第1コイル
ばね30の内周面は、筒状スペーサ108、109の外
周面に予め密着されているため、第1コイルばね30
は、それ以上巻き締められることができず、その回転力
を直ちに出力側スリーブ104の拡径円筒102に伝達
し、ワンウェイクラッチ25を介して出力軸19を一体
に回転させる。
The input shaft 1 is driven by the operation of a motor (not shown).
When 6 rotates in the direction of arrow A in the figure, the one-way clutch 20 meshes with each other and the expanded diameter cylinder 92 of the input side sleeve 94,
Also, the first coil spring 30 whose one end is fixed to the expanded cylinder 92 rotates in the same direction. At this time, since the inner peripheral surface of the first coil spring 30 is in close contact with the outer peripheral surfaces of the cylindrical spacers 108 and 109 in advance, the first coil spring 30
Cannot be further tightened, and its rotational force is immediately transmitted to the expanded diameter cylinder 102 of the output side sleeve 104, and the output shaft 19 is integrally rotated via the one-way clutch 25.

【0061】この状態で入力軸16が停止すると、出力
軸19は、慣性モーメントにより回転を続けようとする
が、このとき、ワンウェイクラッチ27を介して、出力
側スリーブ104の縮径円筒103が同方向に回転しよ
うとする。このため、第2コイルばね32に巻き締め力
が作用することとなるが、第2コイルばね32は、入力
側スリーブ94の縮径円筒93と、出力側スリーブ10
4の縮径円筒103の外周に密着しているため、それ以
上巻き締められることができず、その慣性モーメント
が、ワンウェイクラッチ22を介して、入力軸16に伝
達される。すなわち、入力軸16の停止によって、出力
軸19に直ちに停止力が作用し、出力軸19は入力軸1
6と同時に停止する。
When the input shaft 16 stops in this state, the output shaft 19 tries to continue to rotate due to the moment of inertia, but at this time, the diameter-reducing cylinder 103 of the output side sleeve 104 becomes the same through the one-way clutch 27. Try to rotate in the direction. Therefore, the tightening force acts on the second coil spring 32, but the second coil spring 32 includes the reduced diameter cylinder 93 of the input side sleeve 94 and the output side sleeve 10.
Since it is in close contact with the outer circumference of the diameter-reduced cylinder 103 of No. 4, it cannot be further tightened, and its moment of inertia is transmitted to the input shaft 16 via the one-way clutch 22. That is, when the input shaft 16 is stopped, a stop force is immediately applied to the output shaft 19, and the output shaft 19 is
Stop at the same time as 6.

【0062】一方、入力軸16が上記とは逆の方向に回
転すると、ワンウェイクラッチ22を介して、入力側ス
リーブ94の縮径円筒93が同方向に回転し、この縮径
円筒93に一端を固定された第2コイルばね32に巻き
締め力が作用する。しかし、第2コイルばね32は、上
記のようにそれ以上巻き締めることができない状態で装
着されているので、その回転力が直ちに出力側スリーブ
104の縮径円筒103に伝達され、ワンウェイクラッ
チ27を介して出力軸19が回転する。
On the other hand, when the input shaft 16 rotates in the opposite direction to the above, the diameter-reducing cylinder 93 of the input side sleeve 94 rotates in the same direction via the one-way clutch 22, and one end of the diameter-reducing cylinder 93 is attached. The winding tightening force acts on the fixed second coil spring 32. However, since the second coil spring 32 is mounted in a state in which it cannot be further tightened as described above, its rotational force is immediately transmitted to the reduced diameter cylinder 103 of the output side sleeve 104, and the one-way clutch 27 is closed. The output shaft 19 rotates through the output shaft 19.

【0063】また、入力軸16が停止したときは、出力
軸19に残された慣性モーメントにより、ワンウェイク
ラッチ25及び出力側スリーブ104の拡径円筒102
を介して第1コイルばね30に巻き締め力が発生する
が、第1コイルばね30が上記のようにそれ以上巻き締
めることができない状態で装着されているので、入力側
スリーブ94の拡径円筒92とワンウェイクラッチ20
を介して、その慣性モーメントが入力軸16で受け止め
られ、出力軸19は停止する。
When the input shaft 16 stops, the inertia moment remaining on the output shaft 19 causes the one-way clutch 25 and the expanded cylinder 102 of the output sleeve 104 to expand.
Although a winding tightening force is generated in the first coil spring 30 via the, the first coil spring 30 is mounted in a state in which it cannot be further tightened as described above, and therefore, the diameter expansion cylinder of the input side sleeve 94 is 92 and one-way clutch 20
The moment of inertia is received by the input shaft 16 via, and the output shaft 19 stops.

【0064】このように、図4の回転継手においては、
通常の継手と同じく、入力軸と出力軸とが一体に回転
し、かつ、停止する。しかし、この回転継手では、回転
力の伝達が、コイルばね30又は32の巻き締めによっ
てなされるので、大きな回転トルクの伝達にも適用する
ことができ、かつ、位置ずれを起こすことなく回転を正
確に伝達することができる。また、入力軸16をワンウ
ェイクラッチ20、22に挿入し、出力軸19をワンウ
ェイクラッチ25、27に挿入するだけで軸接合ができ
るので、組み付け作業を迅速に行うことができる。
As described above, in the rotary joint of FIG.
Like a normal joint, the input shaft and the output shaft rotate together and stop. However, in this rotary joint, since the transmission of the rotational force is performed by winding and tightening the coil springs 30 or 32, it can be applied to the transmission of a large rotational torque, and the rotation can be accurately performed without causing a positional deviation. Can be transmitted to. Further, since the shafts can be joined simply by inserting the input shaft 16 into the one-way clutches 20 and 22, and inserting the output shaft 19 into the one-way clutches 25 and 27, the assembling work can be performed quickly.

【0065】図5には、本発明の回転継手の更に別の実
施例が示されている。
FIG. 5 shows still another embodiment of the rotary joint of the present invention.

【0066】この回転継手111では、入力軸16の外
周に装着された入力側スリーブ120が、ワンウェイク
ラッチ112を介して装着された最も径の大きい第1ス
リーブ113と、ワンウェイクラッチ114を介して装
着された次に径の大きい第2スリーブ115と、ワンウ
ェイクラッチ116を介して装着された次に径の大きい
第3スリーブ117と、ワンウェイクラッチ118を介
して装着された最も径の小さい第4スリーブ119とで
構成されている。
In this rotary joint 111, the input side sleeve 120 mounted on the outer periphery of the input shaft 16 is mounted via the one-way clutch 114 and the first sleeve 113 having the largest diameter mounted via the one-way clutch 112. The second sleeve 115 having the next largest diameter, the third sleeve 117 having the next largest diameter mounted via the one-way clutch 116, and the fourth sleeve 119 having the smallest diameter mounted via the one-way clutch 118. It consists of and.

【0067】また、出力軸19の外周に装着された出力
側スリーブ130が、ワンウェイクラッチ122を介し
て装着された最も径の大きい第1スリーブ123と、ワ
ンウェイクラッチ124を介して装着された次に径の大
きい第2スリーブ125と、ワンウェイクラッチ126
を介して装着された次に径の大きい第3スリーブ127
と、ワンウェイクラッチ128を介して装着された最も
径の小さい第4スリーブ129とで構成されている。
The output side sleeve 130 mounted on the outer periphery of the output shaft 19 is mounted via the one-way clutch 122 and the first sleeve 123 having the largest diameter. Second sleeve 125 having a large diameter and one-way clutch 126
3rd sleeve 127 with the next largest diameter attached through
And a fourth sleeve 129 with the smallest diameter mounted via the one-way clutch 128.

【0068】入力軸16側から出力軸19側に向けて順
次配列された各ワンウェイクラッチ112、114、1
16、118、128、126、124、122は、こ
の順序で交互に噛み合い方向を逆にされている。すなわ
ち、入力軸16及び出力軸19を内側、各スリーブ11
3、115、117、119、129、127、12
5、123を外側としたとき、ワンウェイクラッチ11
2、116、128、124は、内側が外側に対して矢
印B方向に相対的に回転するとき噛み合い、ワンウェイ
クラッチ114、118、126、122は、内側が外
側に対して矢印Bと反対方向に相対的に回転するとき噛
み合う。
The one-way clutches 112, 114, 1 sequentially arranged from the input shaft 16 side toward the output shaft 19 side.
16, 118, 128, 126, 124, 122 have their meshing directions alternately reversed in this order. That is, the input shaft 16 and the output shaft 19 are inside, and each sleeve 11
3, 115, 117, 119, 129, 127, 12
One-way clutch 11 when 5, 123 is outside
2, 116, 128, and 124 mesh when the inner side rotates relative to the outer side in the direction of arrow B, and the one-way clutches 114, 118, 126, and 122 engage the inner side in the opposite direction to arrow B with respect to the outer side. It meshes when rotating relatively.

【0069】第1スリーブ113、123の間には、第
1コイルばね131が装着され、第2スリーブ115、
125の間には、第2コイルばね132が装着され、第
3スリーブ117、127の間には、第3コイルばね1
33が装着され、第4スリーブ119、129の間に
は、第4コイルばね134が装着されている。同心状に
配置されたこれらのコイルばねのうち、第1コイルばね
131、第3コイルばね133は、出力軸19側から見
て、入力側スリーブ120が反時計方向及び出力側スリ
ーブ130が時計方向に相対回転するとき巻き締めら
れ、第2コイルばね132、第4コイルばね134は、
出力軸19側から見て、入力側スリーブ120が時計方
向及び出力側スリーブ130が反時計方向に相対回転す
るとき巻き締められるようになっている。すなわち、コ
イルばね131〜134は、内側から外側に向けて巻方
向が交互に逆になるようにされている。
A first coil spring 131 is mounted between the first sleeves 113 and 123, and the second sleeve 115 and
The second coil spring 132 is mounted between 125 and the third coil spring 1 between the third sleeves 117 and 127.
33 is mounted, and the fourth coil spring 134 is mounted between the fourth sleeves 119 and 129. Of these coil springs arranged concentrically, the first coil spring 131 and the third coil spring 133 have the input sleeve 120 in the counterclockwise direction and the output sleeve 130 in the clockwise direction when viewed from the output shaft 19 side. The second coil spring 132 and the fourth coil spring 134 are
When viewed from the output shaft 19 side, the input side sleeve 120 is wound and tightened when the output side sleeve 130 relatively rotates in the clockwise direction and the output side sleeve 130 rotates in the counterclockwise direction. That is, the coil springs 131 to 134 are arranged such that the winding directions thereof are alternately reversed from the inner side to the outer side.

【0070】第1コイルばね131の内側には、筒状ス
ペーサ135が所定間隙を設けて配置され、第2コイル
ばね132の内側には、筒状スペーサ136が所定間隙
を設けて配置され、第3コイルばね133の内側には筒
状スペーサ137が所定間隙を設けて配置され、第4コ
イルばね134の内側には第4スリーブ119、129
の縮径部が同じく所定間隙を設けて配置されている。な
お、各筒状スペーサ135、136、137は、入力側
と出力側とに別れるように中間部で2つに分離されてい
る。
A cylindrical spacer 135 is arranged inside the first coil spring 131 with a predetermined gap, and a cylindrical spacer 136 is arranged inside the second coil spring 132 with a predetermined gap. A cylindrical spacer 137 is arranged inside the three-coil spring 133 with a predetermined gap, and inside the fourth coil spring 134, the fourth sleeves 119 and 129.
The reduced diameter portions of are also arranged with a predetermined gap. The tubular spacers 135, 136, 137 are separated into two at the intermediate portion so as to be divided into an input side and an output side.

【0071】したがって、この回転継手111において
は、入力軸16が図中矢印B方向に回転を始めると、ワ
ンウェイクラッチ112、116を介して入力側スリー
ブ120の第1スリーブ113及び第3スリーブ117
が同方向に回転し、第1コイルばね131、第3コイル
ばね133が巻き締められる。そして、第1コイルばね
131、第3コイルばね133が、対応する内側の筒状
スペーサ135、137に密接すると、それ以上巻き締
められることができなくなり、出力側スリーブ130の
第1スリーブ123、第3スリーブ127を介して、出
力軸19が一体に回転する。
Therefore, in the rotary joint 111, when the input shaft 16 starts rotating in the direction of arrow B in the drawing, the first sleeve 113 and the third sleeve 117 of the input side sleeve 120 are passed through the one-way clutches 112 and 116.
Rotate in the same direction, and the first coil spring 131 and the third coil spring 133 are tightened. When the first coil spring 131 and the third coil spring 133 come into close contact with the corresponding inner cylindrical spacers 135 and 137, the first coil spring 131 and the third coil spring 133 cannot be further tightened, and the first sleeve 123 and the first sleeve 123 of the output side sleeve 130, The output shaft 19 rotates integrally with the three sleeves 127.

【0072】この状態で、入力軸16が停止すると、出
力軸19は慣性モーメントにより更に回転を続行しよう
とするが、このときワンウェイクラッチ124、128
を介して出力側の第2スリーブ125、第4スリーブ1
29が同方向に回転し、今度は、第2コイルばね13
2、第4コイルばね134が巻き締められる。そして、
第2コイルばね132及び第4コイルばね134のばね
力が慣性モーメントに打ち勝つか、あるいは、第2コイ
ルばね132及び第4コイルばね134が、それらの内
側に位置する筒状スペーサ136及び第4スリーブ11
9、129の縮径部に密接すると、入力軸16の停止力
が作用して出力軸19のB方向への回転が止まるが、第
2コイルばね132及び第4コイルばね134の反発力
により、今度は矢印Bと反対方向に戻り回転をする。
In this state, when the input shaft 16 stops, the output shaft 19 tries to continue rotating due to the moment of inertia, but at this time, the one-way clutches 124, 128.
Output side second sleeve 125, fourth sleeve 1
29 rotates in the same direction, and this time, the second coil spring 13
The second and fourth coil springs 134 are tightly wound. And
The spring force of the second coil spring 132 and the fourth coil spring 134 overcomes the moment of inertia, or the second coil spring 132 and the fourth coil spring 134 are located inside the tubular spacer 136 and the fourth sleeve. 11
When it comes into close contact with the reduced diameter portions of 9, 129, the stopping force of the input shaft 16 acts and the rotation of the output shaft 19 in the B direction stops, but due to the repulsive force of the second coil spring 132 and the fourth coil spring 134, This time, it returns in the opposite direction of arrow B and rotates.

【0073】すると、ワンウェイクラッチ122、12
6を介して第1スリーブ123、第3スリーブ127が
同方向に回転するため、第1コイルばね131、第3コ
イルばね133に巻き締め力が作用する。このような作
用によって、入力軸16が停止したとき出力軸19側に
残っていた慣性モーメントは、第2コイルばね132及
び第4コイルばね134と、第1コイルばね131及び
第3コイルばね133との交互の巻締め作用による出力
軸19の次第に振幅の小さくなる揺動運動に変換されて
徐々に減衰され、出力軸19は、最終的に入力軸16の
回転角に応じた所定の位置で停止する。この実施例で
は、上記のように、巻方向の異なる2つずつ(合計4
つ)のコイルばねを用いたことにより、回転トルクが高
い回転連結にも適用することができる。
Then, the one-way clutches 122, 12
Since the first sleeve 123 and the third sleeve 127 rotate in the same direction via 6, the winding tightening force acts on the first coil spring 131 and the third coil spring 133. Due to such an action, the inertia moment remaining on the output shaft 19 side when the input shaft 16 is stopped is the second coil spring 132 and the fourth coil spring 134, and the first coil spring 131 and the third coil spring 133. The output shaft 19 is gradually damped by being converted into a swinging motion of which the amplitude is gradually reduced by the alternate tightening action of the output shaft 19, and the output shaft 19 is finally stopped at a predetermined position according to the rotation angle of the input shaft 16. To do. In this embodiment, as described above, two winding directions are different (a total of four winding directions).
By using the coil spring of (1), it can be applied to a rotary connection having a high rotary torque.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
入力軸と出力軸とを、巻き方向が異なる複数のコイルば
ねで連結し、回転方向がいずれであっても、ワンウェイ
クラッチ機構によって、いずれかのコイルばねが巻き締
められて、回転力の伝達がなされるようにしたので、継
手のフレキシビリティによって軸のアライメントを容易
にできるとともに、比較的大きな回転トルクがかかる場
合にも適用することができ、十分な強度及び耐久性を得
ることができる。また、入力側スリーブ及び出力側スリ
ーブの内周にワンウェイクラッチを配設した場合には、
入力軸及び出力軸を挿入するだけで軸接続ができるとい
う利点も得られる。
As described above, according to the present invention,
The input shaft and output shaft are connected by a plurality of coil springs with different winding directions, and any one of the coil springs is wound by the one-way clutch mechanism to transmit the rotational force regardless of the rotating direction. Since this is done, the shaft alignment can be facilitated by the flexibility of the joint, and it can be applied even when a relatively large rotational torque is applied, and sufficient strength and durability can be obtained. Also, when a one-way clutch is provided on the inner circumference of the input side sleeve and the output side sleeve,
There is also an advantage that the shaft can be connected only by inserting the input shaft and the output shaft.

【0075】また、コイルばねを内側に配置された部材
との間に所定の隙間を有するように装着した場合には、
入力軸を停止させたとき、出力軸側に残った慣性モーメ
ントを、コイルばねの交互の巻き締め作用による出力軸
の次第に振幅の小さくなる揺動運動に変換させて減衰さ
せ、出力軸を入力軸に応じた回転角度で正確に停止させ
ることができる。したがって、入力軸の停止力が小さく
ても、出力軸を正確な位置に停止させることが可能とな
り、回転角を制御する必要性のある回転機構における停
止精度の改善や、停止機構の簡略化、停止エネルギーの
節約などを図ることができる。
When the coil spring is mounted so as to have a predetermined gap between the coil spring and the member arranged inside,
When the input shaft is stopped, the moment of inertia remaining on the output shaft side is converted into a oscillating motion of gradually decreasing amplitude of the output shaft due to the alternate tightening action of the coil springs, and the output shaft is damped. It can be stopped accurately at a rotation angle according to. Therefore, even if the stopping force of the input shaft is small, it is possible to stop the output shaft at an accurate position, improve the stopping accuracy of the rotating mechanism that needs to control the rotation angle, and simplify the stopping mechanism. It is possible to save energy for stoppages.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の回転継手の一実施例を示す縦断面図で
ある。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a rotary joint of the present invention.

【図2】本発明の回転継手の他の実施例を示す縦断面図
である。
FIG. 2 is a vertical sectional view showing another embodiment of the rotary joint of the present invention.

【図3】本発明の回転継手の更に他の実施例を示す縦断
面図である。
FIG. 3 is a vertical sectional view showing still another embodiment of the rotary joint of the present invention.

【図4】本発明の回転継手の更に他の実施例を示す縦断
面図である。
FIG. 4 is a vertical sectional view showing still another embodiment of the rotary joint of the present invention.

【図5】本発明の回転継手の更に他の実施例を示す縦断
面図である。
FIG. 5 is a vertical sectional view showing still another embodiment of the rotary joint of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、41、71、91、111 回転継手 15 モータ 16 入力軸 19 出力軸 24、46、74、94、120 入力側スリーブ 29、53、84、104、130 出力側スリーブ 21、26、73、83、92、102 拡径円筒 23、28、72、82、93、103 縮径円筒 20、22、25、27、44、45、51、52 ワ
ンウェイクラッチ 30 第1コイルばね 32 第2コイルばね 48、77 第1ギア 54、87 第2ギア 61 第1センサ 62 第2センサ 108、109、135、136、137 筒状スペー
サ 131 第1コイルばね 132 第2コイルばね 133 第3コイルばね 134 第4コイルばね
11, 41, 71, 91, 111 Rotary joint 15 Motor 16 Input shaft 19 Output shaft 24, 46, 74, 94, 120 Input side sleeve 29, 53, 84, 104, 130 Output side sleeve 21, 26, 73, 83 , 92, 102 diameter-expanded cylinder 23, 28, 72, 82, 93, 103 diameter-decreased cylinder 20, 22, 25, 27, 44, 45, 51, 52 one-way clutch 30 first coil spring 32 second coil spring 48, 77 1st gear 54, 87 2nd gear 61 1st sensor 62 2nd sensor 108, 109, 135, 136, 137 Cylindrical spacer 131 1st coil spring 132 2nd coil spring 133 3rd coil spring 134 4th coil spring

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 入力軸と出力軸とを同軸的に突き合わせ
て接続する回転継手において、 前記入力軸の外周に装着され、前記入力軸の先端方向に
向けて複数段状に外径を小さくされた入力側スリーブ
と、 前記出力軸の外周に装着され、前記出力軸の先端方向に
向けて複数段状に外径を小さくされた出力側スリーブ
と、 前記入力側スリーブ及び前記出力側スリーブの対応する
外周にそれぞれ同心的に装着され、中心から外径方向に
向かって巻方向を交互に変えられた複数のコイルばね
と、 前記入力軸がある方向に回転し停止するとき、前記入力
軸の回転角が前記出力軸よりも大きい場合には、前記コ
イルばねの一方の巻方向のものに巻き締め力を発生さ
せ、前記出力軸の回転角が前記入力軸よりも大きい場合
には、前記コイルばねの他方の巻方向のものに巻き締め
力を発生させるワンウェイクラッチ機構とを備えている
ことを特徴とする回転継手。
1. A rotary joint in which an input shaft and an output shaft are coaxially butted and connected to each other, the rotary joint being mounted on the outer periphery of the input shaft, and having an outer diameter reduced in a plurality of steps toward a tip direction of the input shaft. An input side sleeve, an output side sleeve mounted on the outer circumference of the output shaft and having an outer diameter reduced in multiple steps toward the tip end direction of the output shaft, and correspondence between the input side sleeve and the output side sleeve A plurality of coil springs, each of which is concentrically attached to the outer circumference of the coil and whose winding direction is alternately changed from the center toward the outer diameter, and the input shaft rotates when the input shaft rotates in a certain direction and stops. When the angle is larger than the output shaft, a tightening force is generated in one winding direction of the coil spring, and when the rotation angle of the output shaft is larger than the input shaft, the coil spring is The other winding method Rotary joint, characterized in that it comprises a one-way clutch mechanism for generating a clamping force around the thing.
【請求項2】 前記複数のコイルばねは、それらの中間
部内周がその内側に位置する部材に対して所定の隙間を
有する状態で装着されており、前記巻き締め力が発生し
たとき、所定角度回動した後に前記内側に位置する部材
に密接して回転力を伝達するようにされている請求項1
記載の回転継手。
2. The plurality of coil springs are mounted such that the inner circumferences of their intermediate portions have a predetermined gap with respect to the members located inside thereof, and when the winding tightening force is generated, the coil springs have a predetermined angle. 2. The rotating force is closely contacted with the member located inside after the rotation so as to transmit the rotating force.
The rotary joint described.
【請求項3】 前記複数のコイルばねは、それらの内周
がその内側に位置する部材に対して密接して装着されて
おり、前記巻き締め力が発生したとき、その回転力を直
ちに伝達するようにされている請求項1記載の回転継
手。
3. The plurality of coil springs are mounted so that their inner circumferences are in close contact with a member located inside thereof, and when the winding tightening force is generated, the rotational force is immediately transmitted. The rotary joint according to claim 1, wherein
【請求項4】 前記入力側スリーブ及び前記出力側スリ
ーブは、外径が変化する段部で分離されたそれぞれ複数
の円筒部材からなり、各円筒部材は、噛み合い方向を交
互に変えたワンウェイクラッチを介して、前記入力軸又
は前記出力軸に装着されている請求項1〜3のいずれか
1つに記載の回転継手。
4. The input-side sleeve and the output-side sleeve each include a plurality of cylindrical members separated by a stepped portion whose outer diameter changes, and each cylindrical member is a one-way clutch in which meshing directions are alternately changed. The rotary joint according to any one of claims 1 to 3, which is attached to the input shaft or the output shaft via the rotary shaft.
【請求項5】 前記入力側スリーブ及び前記出力側スリ
ーブは、それぞれ一体のものからなり、前記複数のコイ
ルばねは、ばねクラッチ作用をもたせて、前記入力側ス
リーブ及び前記出力側スリーブに装着されている請求項
1〜3のいずれか1つに記載の回転継手。
5. The input-side sleeve and the output-side sleeve are integrally formed respectively, and the plurality of coil springs are attached to the input-side sleeve and the output-side sleeve with a spring clutch action. The rotary joint according to any one of claims 1 to 3.
【請求項6】 前記入力側スリーブの特定箇所に第1ギ
アが装着され、前記出力側スリーブの前記入力側スリー
ブの特定箇所に対応する箇所に第2ギアが装着され、こ
れらの第1ギア及び第2ギアに対応して、それらの送り
歯数を検出する第1センサ及び第2センサが取付けられ
ている請求項1〜5のいずれか1つに記載の回転継手。
6. A first gear is attached to a specific location of the input sleeve, and a second gear is attached to a location of the output sleeve corresponding to a specific location of the input sleeve. The rotary joint according to any one of claims 1 to 5, wherein a first sensor and a second sensor that detect the number of feed teeth of the second gear are attached corresponding to the second gear.
JP3321271A 1990-12-25 1991-11-08 Rotary joint Expired - Lifetime JP2552598B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2-413632 1990-12-25
JP41363290 1990-12-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0544746A JPH0544746A (en) 1993-02-23
JP2552598B2 true JP2552598B2 (en) 1996-11-13

Family

ID=18522231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3321271A Expired - Lifetime JP2552598B2 (en) 1990-12-25 1991-11-08 Rotary joint

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2552598B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4760510B2 (en) * 2005-08-09 2011-08-31 日産自動車株式会社 Driving force transmission device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0544746A (en) 1993-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8757029B2 (en) Strain wave gearing and robotic arm
US4928556A (en) Articulation drive apparatus of industrial robot
JP4572739B2 (en) Rotation fluctuation absorbing damper pulley
TW338782B (en) Transmission gear
US20070151795A1 (en) Automotive steering device
JP3427511B2 (en) Dual-shaft output motor
US2895578A (en) Spring clutch
JP2008101740A (en) Spring clutch
JP2552598B2 (en) Rotary joint
JPH06272660A (en) Power regeneration device
EP2372896A1 (en) Motor device, device, and method of driving rotor
JPH03200043A (en) Torsional angle detector in rotational torsion test machine
US1550779A (en) Frictional slack-motion shaft coupling
EP3561337B1 (en) Magnetically driven harmonic drive
JPH0245553Y2 (en)
JP2009133396A (en) Pulley structure
JPH07253119A (en) Spline coupling
JPS61171663A (en) Deceleration mechanism for solenoid-operated type booster
JPS59172950A (en) Motor actuator
JP2978067B2 (en) Gear device and camera film winding mechanism
JPH02221732A (en) Torsional vibration damper
JPS61169369A (en) Motor-driven power steering device
JPS6237528A (en) Unilateral rotary power transmission
JP2560870B2 (en) Assembly structure of drive parts
JP2003237596A (en) Electric power steering device