JP2595197Y2 - 出力部材に複合運動を行なわせる装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、組立機械用ヘッド、自
動パーツハンドリング、産業用ロボットなどの産業用自
動機械に使用されている出力部材に複合運動を行なわせ
る装置に係わり、特に所定の２次元領域内での出力部材
の複雑な複合運動を可能とし、かつ、その運動軌跡を容
易に変更しうる、出力部材に複合運動を行なわせる装置
に関する。

【０００２】

【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。

【０００３】当該提案のものは、図５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に前
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
が前記伝動手段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、前記案内ロッド６に直角に
交叉して前記摺動ブロック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
けられ前記案内ロッド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１
１に一端が滑り対偶で係合され他端が前記伝動手段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、前記摺動棒１０の他端に固定されて設けられた出力
部材１４とから構成されている。そして、出力部材１４
は摺動ブロック７の摺動方向（Ｙ軸方向）と摺動棒１０
の摺動方向（Ｘ軸方向）とに沿って、２つのレバー９，
１３のそれぞれの揺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。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、前記提
案の装置にあっては、出力軸２，３各々の揺動回転運動
を制御する２個のグロボイダルカムが１本の入力軸１に
軸着されており、各々の出力軸２，３の揺動回転運動を
互いに独立に制御することができないので、一旦グロボ
イダルカムの組合せを設定すると、出力部材１４に単一
の運動軌跡しか付与できないという問題点があった。ま
た、このために、出力部材１４の運動軌跡を変更するた
めには、２個のグロボイダルカムのカム形状を各々変更
しなければならず、繁雑な工程を要するという問題点も
あった。

【０００５】したがって、一例として、図６に示すよう
に、ＸＹ平面内において、原点に置かれた物体Ｐを次々
に所定の位置（図６の例では、５×５のマトリクス）に
配置して行く作業を考えると、原点から各々の配置点ま
での距離ｌ₁ 、ｌ₂ 、…、ｌ_n は、それぞれ異なるの
で、Ｘ軸方向の１回の往復動を与える入力軸１の１回転
ごとに、Ｙ軸方向の摺動ストロークを変化させなければ
ならないが、前記提案の装置では、このような複合運動
を行なわせることは不可能であった。

【０００６】本考案は、このような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、所定の２次元領域内での
出力部材の複雑な複合運動を可能とし、かつ、その運動
軌跡を容易に変更しうる、出力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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本考案に係る出力部材に複合運動を行なわせる装
置は、ハウジングに回転自在に軸支された入力軸と、該
入力軸に軸着されて設けられ、外周面に入力軸の回転角
度に応じた軸方向の変位量を付与するテーパリブが形成
されたローラギヤカムと、前記ハウジングに固定された
案内部材に係合してこれに沿って前記入力軸と平行な平
面内を往復直線移動自在で、該移動方向に直交する第１
摺動溝を有する摺動部材と、前記ローラギヤカムの側方
に前記入力軸と直角に交差してハウジングに揺動自在に
軸支され、一端部が前記ローラギヤカムにそのテーパリ
ブの両側を挟持して係合されると共に、他端部が前記摺
動部材の第１摺動溝に係台された揺動レバーと、棒状を
なして長手方向に沿って往復移動自在に前記摺動部材に
係合されて設けられると共に、該移動方向が該摺動部材
の移動方向に直交され、かつ一端部がハウジング外に露
出される一方、他端部に該長手方向に直交する第２摺動
溝を有する出力部材と、該出力部材の第２摺動溝に一端
が係合され他端が前記ハウジングに取り付けられたサー
ボモータの回転駆動軸に固着された駆動アームとを備
え、直交する２方向のうちの一方の方向への前記出力部
材の移動をローラギヤカムを介して行うことを特徴とす
る。

【０００８】

【作用】前記構成を有する本考案によれば、入力軸が回
転されると、この入力軸に軸着されたローラギヤカムの
テーパリブに一端が係合されている揺動レバーが、ロー
ラギヤカムの回転角度に応じて揺動される。そして、揺
動レバーが揺動すると、第１摺動溝を介して当該揺動レ
バーに係合された摺動部材が、ハウジングに固設された
案内部材の長手方向（Ｘ軸方向）に沿って、入力軸に平
行な平面内を直線運動し、この摺動部材に係合された出
力部材が前記案内部材の長手方向（Ｘ軸方向）に平行移
動される。一方、サーボモータの回転駆動軸を回転させ
ると、駆動アームと第２摺動溝とを介して出力部材がそ
の長手方向に沿って摺動部材の摺動移動方向と直交する
方向（Ｙ軸方向）に直線摺動運動する。

【０００９】

【実施例】以下に、本考案の好適な一実施例を、添付図
面に基づき詳述する。

【００１０】図１は本考案に係る出力部材に複合運動を
行なわせる装置の一部破断平面図、図２は図１のii−ii
線矢視一部破断部分側面図、図３は図１のiii −iii 線
矢視側断面図、図４は図１のiv−iv線矢視一部破断側断
面図である。

【００１１】ハウジング２０には、一対のベアリング２
４が固設されている。本実施例にあっては、これらのベ
アリングにローラー・ベアリングを採用している。

【００１２】入力軸２２は、前記の一対のベアリング２
４によってハウジング２０に対して回転自在に保持され
ている。

【００１３】入力軸２２には、ハウジング２０内におい
て、ローラギヤカム２６が軸着されており、このローラ
ギヤカム２６の外周面上には、テーパーリブ２６ａが無
端状に形成されている。

【００１４】ローラギヤカム２６の側方には、入力軸２
２と直角に交差してハウジング２０に突設された支軸２
９に揺動自在に軸支された揺動レバー２８が設けられて
いる。この揺動レバー２８は、前記支軸２９に回転自在
に軸支されたスリーブ状の従節ターレット３０と、この
従節ターレット３０の外周面上に突設されて、前記のテ
ーパリブ２６ａの両側を挟持してこれと係合する一対の
カムフォロワ３０ａと、前記の従節ターレット３０から
径方向外方に延出されて一体的に設けられた揺動アーム
３２とからなっており、その揺動アーム３２の延出方向
端部には、略円筒状の係合突起３３が突設されている。

【００１５】また、ハウジング２０内には長板状の案内
部材３８が入力軸２２と直交するようにして固設されて
おり、この案内部材３８には摺動部材３７がその案内部
材３８の長手方向に沿って入力軸２２と平行な平面内を
往復直線移動自在に係合されている。

【００１６】本実施例にあっては、この摺動部材３７は
後述する第１のスライダー３４と第２のスライダー３５
と第３のスライダー３６とを一体的に結合してなる部材
である。ただし、摺動部材３７はこのように別部材で構
成せず、当初から一体の部材として形成してもよい。

【００１７】第１のスライダー３４は直方体状をなし、
ハウジング２０内においてその長手方向が入力軸２２の
軸方向に沿わされて延在されている。そして、この第１
のスライダー３４には、その長手方向に沿って第１摺動
溝３４ａが形成されており、この第１摺動溝３４ａに
は、前記揺動レバー２８の係合突起３３が、摺動移動自
在に係合している。また、第１のスライダー３４は、前
記の第１摺動溝３４ａに直交して、入力軸２２と反対側
に延在された直方体状の第２のスライダー３５に一体的
に結合されている。この第２のスライダー３５には、前
記の第１のスライダー３４に形成された第１摺動溝３４
ａと直交する方向に案内溝３５ａが形成されており、第
２のスライダー３５は、案内溝３５ａおよびベアリング
３５ｂを介して、ハウジング２０に固設された前記案内
部材３８に、その長手方向に沿って往復直線移動自在に
嵌装されている。なお、本実施例にあっては、前記の案
内部材３８は、長板状に形成された断面矩形の部材であ
るが、このように別部材とせずにハウジング２０に一体
形成するようにしてもよい。また、ベアリング３５ｂは
転がり軸受としているが、他の流体潤滑等を用いる軸受
としてもよい。

【００１８】第２のスライダー３５には、第１のスライ
ダー３４との結合部とは反対側の端部に、直方体状の第
３のスライダー３６が前記の第１のスライダー３４と平
行に一体的に結合されており、この第３のスライダー３
６には、前記第１摺動溝３４ａと平行に案内溝３６ａが
形成されている。

【００１９】そして、案内溝３６ａにはベアリング４０
を介して棒状の出力部材５０が長手方向に沿って往復移
動自在に係合されて設けられている。この出力部材５０
は、一端部がハウジング２０外に露出されている断面矩
形の棒状部材４９と、この棒状部材４９の他端部に一体
的に結合されて前記棒状部材４９の長手方向に直交する
第２摺動溝４８ａが形成された第４のスライダー４８と
からＴ字状に形成されていて、その移動方向は、前記の
摺動部材３７の移動方向と直交する方向になっている。

【００２０】また、ハウジング２０内には、前記揺動レ
バー２８の支軸２９と平行にハウジング２０から突出さ
れて支持軸２０ａが設けられており、この支持軸２０ａ
には、ベアリング４３を介して駆動アーム４４が揺動回
転自在に軸支されている。この駆動アーム４４はそのボ
ス部４４ａが、ハウジング２０外側面に配設されて軸心
が前記支持軸２０ａに一致されたサーボモータ４２の回
転軸４２ａに一体的に結合されている。

【００２１】そして、駆動アーム４４の揺動端部には、
略円筒状の係合突起４６が設けられていて、この係合突
起４６は、出力部材５０の案内溝４８ａに係合されてい
る。なお、前記のベアリング４３はボールベアリングと
しているが、ローラーベアリング、流体潤滑軸受等の他
のベアリングを用いてもよい。また、出力部材５０は、
当初から略Ｔ字状の一体部材として形成してもよい。さ
らに、出力部材５０を構成する棒状部材４９は、図示の
ような長板状のものに限らず、例えば丸棒等の所望の断
面形状のものを用いてよい。その場合には、この棒状部
材４９と係合する第３のスライダー３６の案内溝３６ａ
の形状を変えて対応する。前記の丸棒の例では、キーあ
るいはスプライン等を使用して回りどめとする。

【００２２】次に、以上のように構成された本実施例の
作用について説明する。

【００２３】入力軸２２が回転されると、この入力軸２
２に軸着されたローラギヤカム２６が対応する角度だけ
回転するので、このローラギヤカム２６に形成されたテ
ーパリブ２６ａに一対のカムフォロワ３０ａを介して係
合している揺動レバー２８が、入力軸２２、すなわちロ
ーラギヤカム２６の回転角度に応じた揺動回転運動を行
なう。揺動レバー２８の揺動回転は、揺動アーム３２の
延出方向端部に突設された略円筒状の係合突起３３を介
して摺動部材３７に伝えられる。この際、係合突起３３
は、入力軸２２と平行に形成された第１摺動溝３４ａに
摺動移動自在に係合されているので、摺動部材３７は、
ハウジング２０に固設された案内部材３８の長手方向に
沿って、すなわち入力軸２２の軸方向と直交する方向
（図１に示されているＸ軸方向）に往復直線運動され、
これにより出力部材５０も一体的に同一方向に平行移動
される。

【００２４】一方、ハウジング２０の外部に配設された
サーボモータ４２の回転軸４２ａに結合された駆動アー
ム４４が、サーボモータ４２の回転によって揺動回転運
動されると、当該駆動アーム４４の延出方向の揺動端部
に突設された略円筒状の係合突起４６を介して出力部材
５０が往復直線移動される。この際、係合突起４６は、
入力軸２２の軸方向と直交して摺動部材３７の移動方向
と平行に形成された第２摺動溝４８ａに摺動移動自在に
係合しているので、サーボモータ４２によって付与され
る駆動アーム４４の揺動回転運動に伴って、出力部材５
０は、入力軸２２の軸方向（図１に示されているＹ軸方
向）に沿って長手方向に往復運動される。

【００２５】以上から、ハウジング２０外に露出された
出力部材５０の出力端は、入力軸２２の回転角度とロー
ラギヤカム２６の外周面上に形成するテーパリブ２６ａ
の形状とによって決定される入力軸２２の軸方向に直交
する方向（Ｘ軸方向）の運動と、サーボモータ４２によ
って付与される駆動アーム４４の揺動回転運動から決定
される入力軸２２の軸方向（Ｙ軸方向）の運動とが複合
された軌跡をもって、入力軸２２に平行な平面内を運動
し、この際の摺動部材３７の移動ストロークは、入力軸
２２の回転角度の制御手順を変更することにより、また
出力部材５０の長手方向への移動ストロークは、サーボ
モータ４２の回転角度の制御手順を変更することによ
り、各々独立に容易に変更することができる。

【００２６】したがって、ＸＹ平面内において、原点に
順次配置される物体を複数の位置に適宜移動配置する場
合には、Ｘ軸方向への移動距離を入力軸２２の正逆回転
と停止とを制御することによって、またＹ軸方向への移
動距離をサーボモータ４２の正逆回転と停止とを制御す
ることによって容易に実現できる。

【００２７】なお、本実施例にあっては、入力軸２２の
回転によって入力軸２２の軸方向と直交する方向（Ｘ軸
方向）の運動を、サーボモータ４２の回転によって入力
軸２２の軸方向（Ｙ軸方向）の運動を、各々制御する構
成を採用しているが、本考案によれば、必ずしもこのよ
うな方向性に拘束される必要はなく、例えば入力軸２２
の軸方向に対する揺動アーム３２の延出方向を９０度ず
らして入力軸２２の軸方向と直交する方向（Ｘ軸方向）
とし、これに合わせて案内部材３８、摺動部材３７等の
他の部材を配設すれば、入力軸２２の回転によって入力
軸２２の軸方向（Ｙ軸方向）の運動を、サーボモータ４
２の回転によって入力軸２２の軸方向と直交する方向
（Ｘ軸方向）の運動を制御することができる。また、入
力軸２２の軸方向に対する揺動アーム３２の延出方向を
上記以外の任意の角度に設定することにより、入力軸２
２と平行な平面内における入力軸２２の軸方向に対する
Ｘ軸、Ｙ軸のなす角度を任意の角度に設定することがで
きる。

【００２８】

【考案の効果】以上詳述したように、本考案によれば、
出力部材に互いに直交する２軸方向への運動を与えて２
次元平面内を複合運動させるにあたって、それぞれの軸
方向の運動を独立した駆動系で個別に制御するようにし
たので、それぞれの軸方向の運動を付与する入力軸の回
転角度の制御手順変更およびローラギヤカムの変更また
はサーボモータの回転角度の制御手順変更によって、容
易に出力部材の運動軌跡を変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る出力部材に複合運動を行なわせる
装置の一部破断平面図である。

【図２】図１のii−ii線矢視一部破断部分側面図であ
る。

【図３】図１のiii −iii 線矢視側断面図である。

【図４】図１のiv−iv線矢視一部破断側断面図である。

【図５】従来の装置を示す平面図である。

【図６】本考案に係る出力部材に複合運動を行なわせる
装置の適用例を示す図である。

【符号の説明】

２０ ハウジング ２０ａ 支持軸 ２２ 入力軸 ２４ ベアリング ２６ ローラギヤカム ２６ａ テーパリブ ２８ 揺動レバー ２９ 支軸 ３０ 従節ターレット ３０ａ カムフォロワ ３２ 揺動アーム ３３ 係合突起 ３４ 第１のスライダー ３４ａ 第１摺動溝 ３５ 第２のスライダー ３６ 第３のスライダー ３５ａ，３６ａ 案内溝 ３５ｂ，４０，４３ ベアリング ３７ 摺動部材 ３８ 案内部材 ４２ サーボモータ ４４ 駆動アーム ４４ａ 駆動アームボス部 ４６ 係合突起 ４８ 第４のスライダー ４８ａ 第２摺動溝 ４９ 棒状部材 ５０ 出力部材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 25/02 F16H 25/08 F16H 25/16 F16H 27/04 F16H 35/00

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに回転自在に軸支された入力
   軸と、 該入力軸に軸着されて設けられ、外周面に入力軸の回転
   角度に応じた軸方向の変位量を付与するテーパリブが形
   成されたローラギヤカムと、 前記ハウジングに固定された案内部材に係合してこれに
   沿って前記入力軸と平行な平面内を往復直線移動自在
   で、該移動方向に直交する第１摺動溝を有する摺動部材
   と、 前記ローラギヤカムの側方に前記入力軸と直角に交差し
   てハウジングに揺動自在に軸支され、一端部が前記ロー
   ラギヤカムにそのテーパリブの両側を挟持して係合され
   ると共に、他端部が前記摺動部材の第１摺動溝に係合さ
   れた揺動レバーと、 棒状をなして長手方向に沿って往復移動自在に前記摺動
   部材に係合されて設けられると共に、該移動方向が該摺
   動部材の移動方向に直交され、かつ一端部がハウジング
   外に露出される一方、他端部に該長手方向に直交する第
   ２摺動溝を有する出力部材と、 該出力部材の第２摺動溝に一端が係合され他端が前記ハ
   ウジングに取り付けられたサーボモータの回転駆動軸に
   固着された駆動アームとを備え、 直交する２方向のうちの一方の方向への前記出力部材の
   移動をローラギヤカムを介して行う ことを特徴とする出
   力部材に複合運動を行なわせる装置。