JP2629105B2 - 間欠送り機構及びこれを利用したボルト・ナットの着脱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、往復動作する駆動側と
間欠的に連接を繰り返す被動側に回転又は直線方向の送
りを与える機構、及びこの機構によってボルトとナット
との締結及び解離を行うためのボルト・ナット着脱装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動体の回転または直線往復運動を被動
体に伝達し、この被動体に間欠的な送りを与えるものと
して、従来から刻み送り機構が広く利用されている。

【０００３】この刻み送り機構の中で最も一般的なもの
は、ラチェット機構を利用したものであり、駆動側には
前進後退を繰り返す送り爪を連接し、被動側にはこの送
り爪が係合する爪車を設けた組合せである。そして、駆
動側が作動すると爪が前進し、爪車の或る一つの歯に係
合して所定の角度だけこの歯を押し、これによって被動
側を回転させる。そして、爪を後退させるときには、こ
の爪は歯とは噛み合わず、歯先面を滑るようにして元の
位置に戻り、以降は同じ動作によって被動側に間欠的な
送りを与える。

【０００４】このような刻み送り機構では、送り爪を１
本又は複数本としたり、爪車の歯の形状を工夫すること
によって、機械損失の少ない送りを被動側に与えること
が可能であり、用途に応じて各種のものが利用されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】送り爪は外部から手動
又は機械的駆動によって往復運動するレバー等のリンク
機構に連接した構造が採用される。すなわち、爪車の歯
はその回転によって次第に姿勢を変えていくので、この
歯に係合して爪車を回転させるためには、送り爪だけを
進退させる構造では不可能であり、この送り爪を歯の姿
勢に追従させる機構とする必要があることから、レバー
等のリンク機構が必須の部材となる。

【０００６】このように、爪車に間欠的な回転送りを与
えるには、送り爪と少なくとも一つのレバーとを必要と
し、このレバーを駆動側に連接する構造とする以外にな
い。このため、駆動側から被動側へのリンク機構が介在
することになり、或る限られた空間の中に収めようとす
れば、送り爪の形状等に制限を受けやすく、設計の自由
度も低くなる。

【０００７】また、送り爪と１本のレバーによって爪車
を回転駆動するものでも、少なくとも１関節のリンクが
介在する。このため、駆動体から直接作用力を爪車に伝
達する場合に比べると、リンク機構の旋回アーム半径等
の影響を受けて、駆動体の出力を効率的に送りに変換で
きないことが多い。したがって、大きな出力を被動側か
ら取り出そうとしても限界があり、たとえば大型機械等
のボルト・ナットの締結作業等のように大きなトルクを
必要とする場合には適用できない。

【０００８】このように、従来のリンク機構を基本とし
た刻み送り機構では、被動側から十分な出力を取り出す
ことができず、またこれを利用した装置もトルク不足に
よって各種の作業に対応できないという障害がある。

【０００９】本発明において解決すべき課題は、リンク
機構を介さずに送り爪自身を駆動側に直結し、その姿勢
の変化によって効率的に被動側に駆動力を伝達可能と
し、ボルト・ナットの着脱装置としても好適に利用でき
るようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の間欠送り機構
は、外周面に歯を形成した移動子に対して間欠的に前記
歯に係合する揺動子を備え、前記揺動子を前記移動子の
送り方向とほぼ同じ向きに往復動作する駆動体に連接
し、前記揺動子はその移動方向とほぼ直交する向きに支
点ローラと、該支点ローラよりも前記揺動子の進出方向
に見て後方に偏って位置し且つ外径を小さくした補助ロ
ーラとをそれぞれ回転自在に備え、前記移動子の移動方
向に沿って走り前記支点ローラを転動自在且つ該支点ロ
ーラを回動中心として前記補助ローラ側を揺動可能に支
持するガイドを備えたことを特徴とする。

【００１１】また、この送り機構を利用するボルト・ナ
ット着脱装置は、間隔をおいて配置した一対のフレーム
と、これらのフレームに回転自在に支持され外周面には
歯を形成し内部にはボルトのヘッド又はナットを挿入可
能なソケット孔を軸線方向に備えた回転子と、前記フレ
ームに一点を枢着されて前記回転子の歯に間欠的に係合
可能な揺動子と、前記フレームに基端を枢着されその駆
動ロッドを前記揺動子に連接した流体シリンダとを備
え、前記揺動子はその移動方向とほぼ直交する向きに支
点ローラと、該支点ローラよりも前記揺動子の進出方向
に見て後方に偏って位置し且つ外径を小さくした補助ロ
ーラとをそれぞれ回転自在に備え、更に前記フレーム
に、前記回転子の回動方向に沿って走り前記支点ローラ
を転動自在且つ該支点ローラを回動中心として前記補助
ローラ側を揺動可能に支持するガイドを備えたことを特
徴とする。

【００１２】

【作用】駆動体または流体シリンダによって駆動される
揺動子は、前進及び後退の際には支点ローラがガイドの
中を転動して移動する。一方、補助ローラは支点ローラ
よりも外径が小さいので、揺動子を移動させるときには
その支点ローラのみがガイドによって拘束されるので、
この支点ローラを回動中心として、補助ローラがガイド
の内周壁に衝き当たるまで揺動子はその姿勢を変えるこ
とができる。このため、駆動体または流体シリンダ等の
駆動源との間に、回転子に送りを与えるための回動動作
や歯への係合及び離脱のためのリンク構造が不要とな
る。

【００１３】また、揺動子を駆動源側に直結し且つ回転
子の送りと歯への係合動作の両方が可能となり、揺動子
自身の強度さえ十分としておけば、大きなトルクを必要
とするボルトやナットの締め上げにも適用可能となる。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の間欠送り機構の要部を示す縦
断面図、図２の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１のＡ−
Ａ線及びＢ−Ｂ線矢視による断面図である。

【００１５】図において、一対の平板状のフレーム１
ａ，１ｂをそれぞれ平行に配置し、これらのフレーム１
ａ，１ｂによって回転子２を回転自在に組み込む。この
回転子２は、その左右の両端をフレーム１ａ，１ｂに貫
通させて回転可能に支持され、この突き出た部分を出力
軸２ａとして各種の工具やその他の用具に接続して使用
する。また、フレーム１ａ，１ｂによって挟まれた部分
の回転子２の外周面には歯２ｂを形成する。この歯２ｂ
は、ラチェット歯として機能するように、その歯面の形
状を半径方向に延びた係合面２ｃとすると共に、反対側
であって回転時には先行する側の面を傾斜が緩い逃げ面
２ｄとして形成している。

【００１６】歯２ｂの上方には、これに間欠送りを与え
るための揺動子３を組み込む。この揺動子３は回転子２
の軸線と平行な揺動軸を持ってフレーム１ａ，１ｂの間
に装着され、その上端部にはピン３ａを揺動軸と平行に
設けて左右に突き出したものである。これらのピン３ａ
は、たとえば油圧シリンダ等のアクチュエータの駆動ロ
ッド５ａに連接され、ピン３ａを力点として揺動子３を
往復揺動させる。

【００１７】更に、揺動子３の左右には合計４個の支軸
３ｂ，３ｃを突き出し、これらの支軸３ｂ，３ｃにはそ
れぞれ支点ローラ４ａ及び補助ローラ４ｂをそれぞれ回
転自在に取り付ける。補助ローラ４ｂは回転子２を回す
方向に見て支点ローラ４ａよりも後方に位置し、その外
径は支点ローラ４ａの半分程度である。

【００１８】一方、フレーム１ａ，１ｂには、支点ロー
ラ４ａが転動するガイド１ｃ，１ｄを設ける。これらの
ガイド１ｃ，１ｄは、フレーム１ａ，１ｂに切開したス
リット状であり、回転子２の軸心を中心とする円の一部
を形成する円弧状である。そして、ガイド１ｃ，１ｄ
は、支点ローラ４ａがほぼきっちりと嵌まり込む程度の
開口幅を持ち、揺動子３が動くときには、この支点ロー
ラ４ａはガイド１ｃ，１ｄの内周面を転動しながら移動
可能である。また、補助ローラ４ｂは支点ローラ４ａよ
りも外径が小さいため、ガイド１ｃ，１ｂの中で上下に
自由に動くことができ、もしガイド１ｃ，１ｂの内周壁
に衝き当たったときは、この内周壁を転動面として回転
可能である。

【００１９】ここで、支点ローラ４ａを転動自在に支持
するガイド１ｃ，１ｄの上下方向の長さに対し、補助ロ
ーラ４ｂの外径は、揺動子３の先端が回転子２の歯２ｂ
の係合面２ｃに衝き当たる姿勢及びこの係合面２ｃから
離脱する姿勢まで揺動子３が支点ローラ４ａを中心とし
て回動できる程度のものとする。

【００２０】以上の構成において、駆動ロッド５ａを油
圧シリンダ（図示せず）によって往復動作させることに
より、揺動子３が図１において回転子２を反時計方向に
間欠的に回転させる。図３の（ａ）〜（ｃ）にこの回転
駆動の様子を順に示す。

【００２１】図３の（ａ）において、ピン３ａに連接し
た駆動ロッド５ａ（図３では図示していない）は最も後
退した位置にある。そして、ガイド１ｃ，１ｄは円弧状
のスリットであるため、駆動ロッド５ａをその後退位置
の死点に位置させたとき、支点ローラ４ａを回動中心と
して図において時計方向に揺動子３を回転させる。その
結果、図示のように補助ローラ４ｂはガイド１ｃ，１ｄ
の最も基端側の下片側に位置することになり、揺動子３
の先端は回転子２の歯２ｂから離れる姿勢となる。

【００２２】駆動ロッド５ａを前進させると、ガイド１
ｃ，１ｄの中を支点ローラ４ａが転動しながら揺動子３
の全体は円弧を描き且つ支点ローラ４ａ周りに反時計方
向に姿勢を変えながら移動する。これにより、同図
（ａ）において揺動子３が反時計方向に回転して姿勢を
変えながらその先端が歯２ｂ方向に接近していき、支点
ローラ４ａが或る程度移動すると揺動子３が歯２ｂの係
合面２ｃに衝き当たる。なお、この揺動子３の移動の間
は、支点ローラ４ａ周りに駆動ロッド５ａが反時計方向
の作用力を働かせるので、補助ローラ４ｂはガイド１
ｃ，１ｄの上側の開口縁を転動しながら移動する。

【００２３】そして、更に駆動ロッド５ａが前進する
と、同図（ｂ）のように係合面２ｃに衝き当たっている
揺動子３が歯２ｂを押し、これにより回転子２を回転さ
せる。この回転は、支点ローラ４ａがガイド１ｃ，１ｄ
の先端まで到達して移動できなくなった時点で終了し、
図示のように補助ローラ４ｂはガイド１ｃ，１ｄの上側
の開口縁に当たったままである。

【００２４】回転子２への１回の間欠回転送りを与えた
後、駆動ロッド５ａを後退させると、揺動子３はその支
点ローラ４ａを回動中心とし図において時計方向の作用
力を受ける。このため、同図（ｂ）の状態に対し、揺動
子３はこれが後退を開始するときにはその姿勢の変化に
よって、同図（ｃ）のように先に係合していた歯２ｂの
係合面２ｃから直ぐに抜け出る。なお、ガイド１ｃ，１
ｄに対する補助ローラ４ｂの外径を適切にすることで、
揺動子３の先端部の上下方向の移動量を調整することが
でき、駆動ロッド５ａを後退させるときには、揺動子３
を回転子２と接触しない姿勢に設定される。

【００２５】同図（ｃ）の姿勢で駆動ロッド５ａを後退
させると、補助ローラ４ｂはガイド１ｃ，１ｄの下側の
開口縁に載って転動していき、同図（ａ）の元の状態に
戻る。この後退のときには、揺動子３の先端は回転子２
の歯２ｂとは接触しないので、カチカチという音の発生
はなく、また揺動子３及び回転子２の歯２ｂの摩耗も防
止される。

【００２６】このように、揺動子３に対して外部からの
往復駆動を与えることで、揺動子３自身が回転子２の歯
２ｂとの係合及び離脱までを行うことができる。このた
め、従来のように送り爪をリンク機構を介して爪車に対
する姿勢を変える機構と比べると、たとえば油圧シリン
ダのロッドに揺動子３を直結しただけで、回転子３への
回転の伝達が可能となる。したがって、駆動源側の駆動
力を回転子３の間欠送りに効率的に変換することがで
き、機械損失等も大幅に低減される。

【００２７】図４は直線送りに適用した例を示す概略図
であり、先に説明した回転子に変えてコンベヤ２０の間
欠送りを可能とした例である。なお、先の例と同じ部材
については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略
する。

【００２８】コンベヤ２０には一定の間隔をおいて歯２
０ａを設け、コンベヤ２０の上面から適切な距離の位置
に揺動子３を配置している。この揺動子３の駆動は先の
例と同様であり、ピン３ａに油圧シリンダの駆動ロッド
（図示せず）を連接し、その往復動作によって揺動子３
の姿勢を変えながら送りを与える機構とする。

【００２９】フレーム１ａ，１ｂに設けるガイド１ｃ，
１ｄは、図示のようにコンベヤ２０の走行面に平行な姿
勢を持つ。そして、補助ローラ４ｂはこれらのガイド１
ｃ，１ｄの上下方向の開口幅よりも小さい外径を持ち、
駆動ロッドを前進させることによってピン３ａを反時計
方向に押せば、揺動子３の姿勢を同図の（ａ）から同図
の（ｂ）の状態に変えることができ、揺動子３が歯２０
ａに掛かるようになる。そして、揺動子３の先端を歯２
０ａに係合させた後、駆動ロッドを更に前進させると、
同図の（ｃ）のように揺動子３の移動によって歯２０ａ
を介してコンベヤ２０を前進させることができる。この
後、駆動ロッドを後退させピン３ａを時計方向に引け
ば、同図の（ｄ）のように揺動子３を歯２０ａから引き
離すことができる。

【００３０】この例においても、揺動子３の挙動は前記
の例と同様であり、その先端を歯２０ａに衝き当てるこ
とによって、コンベヤ２０に間欠的な直線送りを与える
ことができる。

【００３１】図５から図７は図１から図３で説明した間
欠送り機構を利用したボルト・ナット着脱装置を示すも
のである。この例でも、共通の部材については同じ符号
で指示し、その詳細な説明は省略する。

【００３２】図７（図６のＣ−Ｃ線矢視断面図）に示す
ように、左右に一対配置したフレーム１ａ，１ｂの間に
回転子２を回転自在に組み込み、その外周面には係合面
２ｃ及び逃げ面２ｄを持つ歯２ｂを形成する。回転子２
には、その軸線方向にボルトのヘッド又はナットに被せ
るための六角形のソケット孔２ｅを開ける。

【００３３】フレーム１ａ，１ｂの基端側には油圧シリ
ンダ５の一端を枢着し、その駆動ロッド５ａの先端をピ
ン３ａによって揺動子３に連接する。油圧シリンダ５は
圧油の給排のためのホース（図示せず）によって圧油供
給回路に接続され、圧油の給排の制御によって駆動ロッ
ド５ａの進退を操作可能としたものである。

【００３４】揺動子３は図１〜図３で説明したものと全
く同様の形状を持ち、支軸３ｂ，３ｃによってそれぞれ
支点ローラ４ａ及び補助ローラ４ｂを回転自在に取り付
けている。そして、これらの支点ローラ４ａ及び補助ロ
ーラ４ｂは、フレーム１ａ，１ｂに切開したスリット状
のガイド１ｃ，１ｄの中に組み込まれ、支点ローラ４ａ
はこれらのガイド１ｃ，１ｄの内周壁を転動する。な
お、ガイド１ｃ，１ｄは回転子２の回転軸を中心とする
円弧状であり、駆動ロッド５ａの進退動作のときには、
図３で説明した揺動子３と同様の動きを行う。

【００３５】図５は駆動ロッド５ａを後退させた状態で
あり、ガイド１ｃ，１ｄ及び回転子２に対する揺動子３
の姿勢は、図３の（ａ）と同様である。そして、圧油回
路によって駆動ロッド５ａを前進させると、図６のよう
に揺動子３はその姿勢を変えながら図において反時計方
向に移動していき、その移動過程で先端部が歯２ｂの係
合面２ｃに突き当たる。これにより、回転子２は図にお
いて反時計方向に間欠送りされ、ソケット孔２ｅに嵌め
込んだボルト又はナットを回転させる。

【００３６】また、油圧シリンダ５によってその駆動ロ
ッド５ａを後退させると、図３の（ｂ）及び（ｃ）で説
明したように、支点ローラ４ａ周りの揺動子３の回動に
よって、揺動子３の先端は係合面２ｃからまず離れるよ
うに姿勢を変える。このとき、補助ローラ４ｂはガイド
１ｃ，１ｄの下側の開口縁に衝き当たり、この姿勢のま
ま図５の元の状態に戻る。

【００３７】この揺動子３の移動の際には、その先端部
は回転子２の歯２ｂと接触しないので、前記の例の場合
と同様に音が発生することがなく、また揺動子３及び歯
２ｂの摩耗も無くなる。

【００３８】このボルト・ナット着脱装置でも、回転子
２を回転させるための揺動子３は、この回転子２への係
合及び離脱のための姿勢の変更が可能であり、その移動
によって回転子２を回転駆動することができる。そし
て、油圧シリンダ５の駆動ロッド５ａに揺動子３を直結
するだけなので、従来のように複数のリンクを連接して
刻み送りする機構に比べると、大きなトルクを回転子２
に伝達することが可能となる。

【００３９】

【発明の効果】本発明では、駆動源側から回転子への駆
動力の伝達を、単一の揺動子の姿勢の変化を利用するこ
とによって行うことができ、多数のレバーや送り爪によ
る駆動構造を必要としない。このため、機械損失が大幅
に減り、回転トルクも大きなものが得られる。また、揺
動子を往復動作させるとき、回転子を駆動した後にはそ
の歯に接触しないで退避するので、音の発生がなくまた
揺動子及び回転子の摩耗も無くなり、耐久性も大幅に向
上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の間欠送り機構の要部を示す縦断面図で
ある。

【図２】間欠送り機構の要部を示す正面縦断面図であっ
て、同図の（ａ）は図１のＡ−Ａ線矢視断面図、同図の
（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図３】揺動子の姿勢の変化と回転子への回転の伝達を
順に示す図であって、同図の（ａ）は回転駆動前、同図
の（ｂ）は回転駆動後及び同図の（ｃ）は回転駆動後で
あって揺動子を元の位置に戻す過程の初期を示す図であ
る。

【図４】コンベヤに直線送りを与える例を示す図であっ
て、同図の（ａ）〜（ｄ）の順に揺動子による送りの過
程を示す図である。

【図５】ボルト・ナット着脱装置の側面図である。

【図６】駆動ロッドによって回転子を回転させた状態を
示すボルト・ナット着脱装置の側面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ線矢視による縦断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ フレーム １ｃ，１ｄ ガイド ２ 回転子 ２ｂ 歯 ２ｃ 係合面 ３ 揺動子 ４ａ 支点ローラ ４ｂ 補助ローラ ５ 油圧シリンダ ５ａ 駆動ロッド ２０ コンベヤ ２０ａ 歯

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周面に歯を形成した移動子に対して間
   欠的に前記歯に係合する揺動子を備え、前記揺動子を前
   記移動子の送り方向とほぼ同じ向きに往復動作する駆動
   体に連接し、前記揺動子はその移動方向とほぼ直交する
   向きに支点ローラと、該支点ローラよりも前記揺動子の
   進出方向に見て後方に偏って位置し且つ外径を小さくし
   た補助ローラとをそれぞれ回転自在に備え、前記移動子
   の移動方向に沿って走り前記支点ローラを転動自在且つ
   該支点ローラを回動中心として前記補助ローラ側を揺動
   可能に支持するガイドを備えたことを特徴とする間欠送
   り機構。
2. 【請求項２】 間隔をおいて配置した一対のフレーム
   と、これらのフレームに回転自在に支持され外周面には
   歯を形成し内部にはボルトのヘッド又はナットを挿入可
   能なソケット孔を軸線方向に備えた回転子と、前記フレ
   ームに一点を枢着されて前記回転子の歯に間欠的に係合
   可能な揺動子と、前記フレームに基端を枢着されその駆
   動ロッドを前記揺動子に連接した流体シリンダとを備
   え、前記揺動子はその移動方向とほぼ直交する向きに支
   点ローラと、該支点ローラよりも前記揺動子の進出方向
   に見て後方に偏って位置し且つ外径を小さくした補助ロ
   ーラとをそれぞれ回転自在に備え、更に前記フレーム
   に、前記回転子の回動方向に沿って走り前記支点ローラ
   を転動自在且つ該支点ローラを回動中心として前記補助
   ローラ側を揺動可能に支持するガイドを備えたことを特
   徴とするボルト・ナット着脱装置。