JP2632072B2 - 空気圧による間欠回転駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は空気圧による間欠回転駆動装置、更に詳し
くは爆発物、可燃物の取り扱い場所、電磁場などのよう
に、電気を使用した通常の電動機を使用できない場所で
使用するのに好適な間欠回転駆動装置であって、特に動
力源として空気を用いて爪送り間欠運動機構を利用した
間欠回転駆動装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来からいわゆるエアーモータと称される、動力源と
して空気を用いて爪送り間欠運動機構を利用した間欠回
路駆動装置は提供されていた。

このような間欠回転駆動機構は、一般に空気の圧力で
直進的移動する爪片によって、歯車状の回転体を間欠回
転させるものであった。

このような間欠回転駆動機構としては、例えば実公昭
58−46241号公報に記載されたステッピングモーターが
知られている。

しかしながらこのような従来から提供されている間欠
回転駆動機構は、いずれも空気圧によって一方向への間
欠回転を行なわせるのみであって、いずれの方向への間
欠回転を行なわせることができるものは無かった。

そこで同一の発明者は、PCT/JP88/01091号の出願で、
空気圧を利用した間欠回転駆動装置に、回転方向の選択
手段を付設し、回転方向自在に選択できる間欠回転駆動
装置を提供した。

ただこの発明では間欠回転を出力するための出力軸に
負荷が加わった場合、その負荷の方向によっては出力軸
が所定角度だけ回転してしまうので、そのような外部か
らの負荷を出力軸に伝動させないような機構が必要とさ
れていた。

［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明では、いずれの方向にも回転させること
ができると共に、出力軸に負荷が加わったり、あるいは
回転モーメントが加わったりしたような場合でも、出力
軸が回転しないような間欠回転駆動装置を提供すること
を目的とし、特に請求項１に記載の発明では、あらかじ
め回転方向を定めた間欠回転駆動装置を提供するもので
あり、請求項２に記載の発明では、必要に応じて回転方
向を選択使用できる間欠回転駆動装置を提供するもので
ある。。

［課題を解決するための手段］ 前述した目的を達成するために、請求項１に記載の発
明は、ケースと、このケース内部を空気圧により往復動
する移動体と、この移動体の略中央部を大きく繰り抜い
て形成したホールと、このホールを貫通するようにケー
スに軸支された出力軸と、出力軸のホール内に位置する
部分に固定された支持体と、出力軸から等距離に位置と
なり、かつ出力軸と平行となるように支持体に軸支され
た複数のローラーとを設けると共に、前記ホール内部に
相当する移動体に、ローラーを押圧して支持体を所定角
度だけ回転させる爪片を２つづつ対向するように軸支
し、更に前記移動体には、４つの爪片のうち対角線方向
で対向する爪片に、移動体の移動に伴ってローラーに押
圧される位置から爪片を外すことができるようなピスト
ンを設けたことを特徴とする。

また請求項２に記載の発明は、ケースと、このケース
内部を空気圧により往復動する移動体と、この移動体の
略中央部を大きく繰り抜いて形成したホールと、このホ
ールを貫通するようにケースに軸支された出力軸と、出
力軸のホール内に位置する部分に固定された支持体と、
出力軸から等距離に位置となり、かつ出力軸と平行とな
るように支持体の軸支された複数のローラーとを設ける
と共に、前記ホール内部に相当する移動体に、ローラー
を押圧して支持体を所定角度だけ回転させる爪片を２つ
づつ対向するように軸支し、更に前記移動体には、爪片
をローラーに押圧される位置から流体圧によって外すこ
とができるようなピストンを、すべての爪片に設けたこ
とを特徴とする。

［実施例］ 以下本発明の実施例を、図示例に従って説明する。

第１図及び第２図は各々異なった方向からの断面図で
ある。

まず第１図及び第２図に従って本発明の構成を説明す
る。

この実施例に係る間欠回転駆動装置は、ケース10と、
このケース10内部を空気圧により往復動する移動体20
と、この移動体20の略中央部を大きく繰り抜いて形成し
たホール21と、このホール21を貫通するようにケース10
に軸支された出力軸30と、出力軸30のホール21内に位置
する部分に固定された支持体31と、出力軸30から等距離
の位置となるように支持体31に軸支された４つのローラ
ー32とを設けると共に、前記ホール21内部に相当する移
動体20に、ローラー32を押圧して支持体31を所定角度だ
け回転させる爪片40を２つづつ対向するように全部で４
個軸支し、更に前記移動体20には、爪片40をローラー32
に押圧される位置から外すことができるようなピストン
50を、対角線方向で対向する爪片40各々に設けて形成し
てある。

なおここで以下の説明の便宜上、各々第１図の左上、
右上、右下、左下の順で、ローラー32についてはローラ
ー321、ローラー322、ローラー323、ローラー324とし、
爪片40については、爪片401、爪片402、爪片403、爪片4
04として説明する場合もある。また更に、右上、左下の
順で、ピストン50についてはピストン501、ピストン502
として説明する場合もある、 更に詳述すると、ケース10は、角筒状の本体11と、こ
の角筒状の本体11の筒部両端に気密的に固定された蓋体
12,13とから形成されてい。またこの蓋体12,13には、移
動体20を左右方向に移動させるために、ケース10内部に
高圧空気を送り込み、移動体20を左方向に移動させる移
動ポート14及び右方向に移動させる移動ポート15と、ピ
ストン50を爪片40側に押圧するためにケース10内部に高
圧空気を送り込むための４つの押圧ポート16とが設けて
ある。ただこの実施例においては、この押圧ポート16か
らは高圧空気が供給されないものである。また更に４つ
の押圧ポート16各々には、内部でピストン50を移動自在
に内装させるためのピストン筒17が蓋体12,13からケー
ス10内部方向に突出するようにして、蓋体12,13に固定
されて設けてある。なおここで説明の便宜上、第１図の
左上、右上、右下、左下の順で、ピストン筒17について
は、ピストン筒171、ピストン筒172、ピストン筒173、
ピストン筒174として説明する場合もある。

移動体20は、角筒状のケース10内部を左右方向に移動
自在に形成され、かつケース10の蓋体12,13に固定され
た４つのピストン筒17が摺動する筒孔22が、移動体20の
外部からホール21に貫通するようにして穿設されてい
る。またここで筒孔22は、説明の便宜上、第１図の左
上、右上、右下、左下の順で、筒孔221、筒孔222、筒孔
223、筒孔224として説明する場合もある。

またこの実施例においては、４本のローラー32が各々
90度の角度で支持体31に軸支されているものである。

また爪片40は、全体形状が略Ｌ字状に形成されたもの
が４つ設けられ、各々の爪片が角柱の角部を成す４隅に
設けられたように配置されている。またこの各々の爪片
40はＬ字状に形成された一辺である接触片41を蓋体12,1
3方向のホール21面に接するような状態で直行部分を支
軸42によって移動体20のホール21に軸支されている。ま
たこの４つの爪片40のＬ字状に形成された他辺である突
出片43の先端が、第１図に示すように、各々の先端が接
近するように若干中心に向って折曲させた折曲部44とし
て形成してある。更にこの各々の爪片40は、引っ張りス
プリング45の弾発力によって蓋体12,13方向のホール21
側面に接触片41が接するように成っている。更にこの各
々の爪片40には、引っ張りスプリング45の弾発力に抗し
て爪片40を支軸42を中心に回転させるために、ピストン
50の先端部を圧接させるためのピン46が突設させてあ
る。なお前述した蓋体12,13に固定されたピストン筒17
が進退するための筒孔22は、各々の爪片40の位置に相当
する移動体20位置に穿設されているものである。

またピストン50は、４つの設けられたピストン筒171,
172,173,174の内で、左下から右上の方向の対角線方向
に対向する２のピストン筒172,174のみに内装されてい
ると共に、各々のピストン50がピストン筒17からホール
21側に突出するような圧縮スプリング51が内装されてい
る。

更にここで、ピストン50の突出距離は、移動体20の移
動距離よりも短く形成してあると共に、移動体20の筒孔
22の長さは、ピストン筒17の長さとほぼ同一の長さに形
成してある。

次に本発明に係る間欠回転駆動装置の実際の作動につ
いて説明する。

まず第１図に示した状態をスタート状態として説明す
る。

この第１図に示した状態は、移動体20が最も左側に移
動している状態である。

この状態では、ケース10の右側に高圧空気が供給され
るように移動ポート14に高圧空気が供給されているもの
である。

またこの時、右上のピストン501はピストン筒172から
最大限突出しているものの、ピス トン501の突出距離
は、移動体20の移動距離よりも短く形成してあるので、
このピストン501の先端は移動体20の筒孔222からは突出
していないものである。

更に左下のピストン502は、圧縮スプリング51の弾発
力によってピストン筒174から最大限突出しようとする
ものの、その先端が左下の爪片404のピン46に押圧する
ので、爪片404がケース10内壁に衝接するところまでし
か押せず、突出長さが制限されるものである。

更にこの状態では、移動体20が左側に移動しているの
で、右側の２つの爪片402,403は、接触片41を蓋体12,13
方向のホール21面に接するような状態で、突出片43に連
続 した折曲部44が出力軸30よりも突出し、折曲部44先
端が左側の２つのローラー321,324各々に接触している
ものである。従ってこの状態においては、出力軸30にい
ずれかの方向の回転モーメントが加わっていたとして
も、出力軸30に固定された支持体31に軸支された２つの
ローラー321,324に爪片401,404が接触しているので、出
力軸30はいずれの方向にも回転できないものである。

またこのとき左上側の爪片401は、接触片41を蓋体12,
13方向のホール21面に接するような状態で、突出片43に
連続した折曲部44先端が左上のローラー321に接触する
直前となっている。

このような状態で、移動体20が徐々に右方に移動する
場合を説明する。またこのような右側への移動は、ケー
ス10の左側に高圧空気が供給されるように移動ポート15
に高圧空気が供給されることよって行なうものである。

このような高圧空気の供給によって、移動体20が右側
に移動を開始すると、左側の２つのローラー321,324か
ら右側の２つの爪片 402,403が離れると共に、左上の
爪片401が左上のローラー321に接触することとなる。

このような状態で更に右側に移動を行なうと、左上の
爪片401によって、左上のローラー321が押され、支持体
31を介して出力軸30が回転を開始することとなる。

このように出力軸30が回転を開始するまでに移動体20
を移動させると、この移動体20の移動に伴なって、左下
のピストン502が移動体20の左下の筒孔224内部に徐々に
戻されることとなる。また同時に、右上のピストン501
が移動体20の右上の筒孔222から徐々に突出し、やがて
右上の爪片402のピン46に接触することとなる。

またこのような移動体20の移動があっても、右方向に
移動し、左上にローラー321を押す左上の爪片401は、接
触片41を蓋体12,13方向のホール21面に接するような状
態で直行部分を支軸42によって移動体20のホール21に軸
支された状態である。またこの時、右下の爪片403は、
その爪片403自体が右方向に移動すると共に、右下のロ
ーラー323が支持体31の回転に従って右方向に回転する
ので、やがてこの右下の爪片403の接触部内側がローラ
ー323に衝接することとなる。

従って更に移動体20の移動を続けると、 左上の爪片401が左上のローラー321を押しながら、 右上の爪片402が、突出しくるピストン501によってピ
ン46が押され、支軸42を中心に折曲部44が上方に移動す
るように回転し、 右下の爪片403が右下のローラー323によて支軸42を中
心に折曲部44が下方に移動するように回転し、かつ回転
を終った時点、即ち折曲部44をローラー323が通過し終
った時点で接触片41を蓋体12,13方向のホール21面に接
するような状態となり、 更には左下の爪下404が、左下のローラー324の退行に
従って支軸42を中心に上方に 回転し、接触片41を蓋体
12,13方向のホール21面に接するような位置となるもの
である。

またこのような、移動体の20の右方向への移動の終了
によって、出力軸30に固定された支持体31が右方向に90
度回転することとなる。

更にこのように右方向に90度回転した状態は、第１図
に示した断面図を上下さかさまにした状態と同一な状態
である。

従って、次いで移動体20を左方向に移動させると、更
に出力軸30が90度回転するので、この移動体20の左右方
向への移動を交互に繰り返すことによって出力軸30を順
次90度づつ間欠回転させることができるものである。

なお以上の説明において、出力軸30に回転モーメント
が加わっているか否かについては言及しない状態で説明
した。

ただ仮りに出力軸30に、出力軸30を右方向に回転させ
ることを阻止するような回転モーメントが加わっていた
としても、移動体20の第１図の右方向への移動に伴なっ
て、右下のローラー323に圧接している右下の爪片403が
右方向に移動して、ローラー323を固定した支持体31が
若干左方向に回転したとしても、すぐに支持体31に軸支
された左上のローラー321が左上の爪片401に衝接し、こ
の爪片401の右方向への移動によってローラー321を固定
した支持体31が右回転を行なうので、全体としては右回
転を行なうこととなる。

また逆に、出力軸30に、出力軸30を左方向に回転させ
ることを阻止するような回転モーメントが加わっていた
としても、移動体20の第１図の右方向への移動に伴なっ
て、右上のローラー322の圧接している右上の爪片402が
右方向に移動し、同時にローラー322を固定した支持体3
1が右方向に回転したとしても、やがてその右方向への
回転は左下の爪片404の右下のローラー323への圧接によ
って阻止されるので、全体としては極めて規則性を持っ
た右回転を行なうこととなる。

なお以上の説明において、ピストン50を、４つ設けら
れたピストン筒171,172,173,174の内で、左下から右上
の方向の対角線方向に対向する２つのピストン筒172,17
4のみに内装されているとして説明したので、移動体20
の左右方向への移動によって出力軸30が右方向に回転す
るが、逆に、ピストン50を、４つ設けられたピストン筒
171,172,173,174の内で、右下から左上の方向の対角線
方向に対向する２つのピストン筒171,173のみに内装さ
れているとすると、移動体20の左右方向への移動によっ
て出力軸30が左方向に回転するものである。

また更に以上の説明では、ピストン50の進退を、圧縮
スプリング51によって行なうこととしたので、他の動力
が不要となるものの、すべてのピストン筒17にピストン
50を内装させ、かつピストン50の進退を押圧ポート16か
らの高圧空気によって行なうように形成すると、４つの
押圧ポート16への高圧空気の送入を制御することによっ
て、同一の間欠回転駆動装置を用いて、左右何れの方向
への回転を行なわせることも可能である。

更に、上述の説明ではローラー32を４本として説明し
たが、６本として、かつこの６本のローラー32に合致し
た左右方向への移動距離とすると、移動体20の左右方向
への移動によって、出力軸30を60度づつ間欠回転させる
ことも可能である。

また更に、第１図及び第２図に示した実施例であって
も、ピストン50の移動距離、及び移動体20の移動距離を
半分にすると、ローラー32が45度しか回転しないことと
なるので、支持体31に固定された出力軸30に45度づつの
間欠回転を行なわせる間欠回転駆動装置を提供すること
もできる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明は、いずれの方向にも回
転させることができると共に、出力軸に負荷が加わった
り、あるいは回転モーメントが加わったりしたような場
合でも、出力軸が回転しないような間欠回転駆動装置を
提供することを目的とし、特に請求項１に記載の発明で
は、あらかじめ回転方向を定めた間欠回転駆動装置を提
供するものであり、請求項２に記載の発明では、必要に
応じて回転方向を選択使用できる間欠回転駆動装置を提
供するものある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すものであって、第１図及
び第２図は各々異なった方向からの断面図である。 10……ケース、11……本体 12,13……蓋体、14,15……移動ポート 16……押圧ポート 17,171〜174……ピストン筒 20……移動体、21……ホール 22,221〜224……筒孔 30……出力軸、31……支持体 32,321〜324……ローラー 40,401〜404……爪片 41……接触片、42……支軸 43……突出片、44……折曲部 45……引っ張りスプリング、46……ピン 50,501〜504……ピストン 51……圧縮スプリング

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ケースと、 このケース内部を空気圧により往復動する移動体と、 この移動体の略中央部を大きく繰り抜いて形成したホー
   ルと、 このホールを貫通するようにケースに軸支された出力軸
   と、 出力軸のホール内に位置する部分に固定された支持体
   と、 出力軸から等距離の位置となり、かつ出力軸と平行とな
   るように支持体に軸支された複数のローラーとを設ける
   と共に、 前記ホール内部に相当する移動体に、ローラーを押圧し
   て支持体を所定角度だけ回転させる爪片を２つづつ対向
   するように軸支し、 更に前記移動体には、４つの爪片のうち対角線方向で対
   向する爪片に、移動体の移動に伴ってローラーに押圧さ
   れる位置から爪片を外すことができるようなピストンを
   設けたことを特徴とする空気圧による間欠回転駆動装
   置。
2. 【請求項２】ケースと、 このケース内部を空気圧により往復動する移動体と、 この移動体の略中央部を大きく繰り抜いて形成したホー
   ルと、 このホールを貫通するようにケースに軸支された出力軸
   と、 出力軸のホール内に位置する部分に固定された支持体
   と、 出力軸から等距離の位置となり、かつ出力軸と平行とな
   るように支持体に軸支された複数のローラーとを設ける
   と共に、 前記ホール内部に相当する移動体に、ローラーを押圧し
   て支持体を所定角度だけ回転させる爪片を２つづつ対向
   するように軸支し、 更に前記移動体には、爪片をローラーに押圧される位置
   から流体圧によって外すことができるようなピストン
   を、すべての爪片に設けたことを特徴とする空気圧によ
   る間欠回転駆動装置。