JP2904057B2 - リモート式ハンドホイールシステム及びリモート式ハンドホイール体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機械装置の調整等に際
して、作業個所からリモート式にその装置の主駆動軸を
調整回転させることができるリモート式ハンドホイール
システム及びそのためのリモート式ハンドホイール体に
関する。

【０００２】

【従来の技術】モータ等の動力で駆動される機械装置に
おいて、その調整、型換、メンテナンスに際して、その
装置の可動部分を僅かつづ動かして確認しながら作業す
る場合が多い。その場合、装置の駆動源（主駆動モー
タ）を作動させることなく、主駆動軸とハンドホイール
（主駆動軸を手動で回転させるためのハンドル又はホイ
ール）を連結して手動で主駆動軸を回転させて行なって
いる。しかしながら、装置が大型の場合、作業個所とハ
ンドホイール位置が離れていると、その都度作業位置と
ハンドホイール位置とを往復しなければならず、作業効
率が悪い。また、作業を短時間に行うには、ハンドホイ
ール操作を行う補助作業員が必要とされるが、その場合
互いの連絡の不徹底による危険も生じる。

【０００３】例えば、図７に示す従来の缶巻締装置にお
いて、缶巻締装置３０は缶供給コンベヤ３１で搬送され
て来る缶に缶蓋を供給する缶蓋供給ターレット３２、缶
蓋が被冠された缶を搬送しながら巻締する巻締ターレッ
ト３３、巻締られた缶を排出コンベヤに排出する排出タ
ーレット３４を有し、それらが主駆動モータにより同期
駆動されるようになっている。このような巻締装置にお
いて、例えば巻締する缶種を変更する場合、それらの各
ターレットを取り替え、各ターレットタイミングを調節
したりする等、巻締装置を取り巻くように多くの作業位
置での作業を必要とし、その都度装置に装着されたハン
ドホイール３５により、手動で主駆動軸を回転させなが
ら調整をしている。その場合、各作業位置とハンドホイ
ール位置が離れているため、２人で行うか、あるいは１
人でその都度作業位置から離れてハンドホイールを操作
しなければならず、調整に非常に時間を要していた。

【０００４】一方、機械装置のスピンドルに螺子で取り
付けられている部品等を脱着する場合、部品に加えたト
ルクによりスピンドルが回転してしまい、部品が外れな
いことがある。その場合、従来はブレーキを設けてスピ
ンドルの回転を阻止するか、補助作業員がハンドホイー
ルを支えることによりスピンドルの回転を阻止して対応
していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、上記
従来の固定のハンドホイール方式に代えて、上記問題点
を解決できる新規なリモート式ハンドホイールシステム
を提供しようとするものであり、例えば巻締装置等にお
いて、型変え作業や調整作業等に際して装置に取り付け
られたハンドホイール位置までその都度移動してハンド
ホイールを操作しなくても、作業位置で手許に携帯して
いるリモート式ハンドホイールを操作することにより主
駆動軸を調整回転させることができ、作業効率を高め且
つ省人化と安全性を図ることができ、また、スピンドル
に螺子で取り付けられている部品を脱着する場合にも、
装置に取り付けられたハンドホイールを押さえていなく
ても、主駆動軸の回転を阻止して効率的に作業ができる
ようにしたリモート式ハンドホイールシステム及びその
ためのリモート式ハンドホイール体を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決する本
発明のリモート式ハンドホイール体システムは、主駆動
モータ及び主駆動軸を備えた装置本体に、該主駆動モー
タとは別のハンドホイール作動用モータを設け、該ハン
ドホイール作動用モータの出力軸と装置本体の主駆動軸
とを連断手段を介して連結・切離し可能とし、前記ハン
ドホイール作動用モータを手持ちのリモート式ハンドホ
イール体で遠隔制御することにより、作業場所で前記装
置本体の主駆動軸をハンドホイール作動用モータにより
任意に回転駆動できるようにしたことを特徴とするもの
である。

【０００７】前記リモート式ハンドホイール体は、ハン
ドホイール、該ハンドホイールの回転を検出する回転検
出手段、及び押し続けている場合のみ前記ハンドホイー
ル用モータの駆動を可能にする安全押釦とを備え、且つ
前記ハンドホイール作動用モータがサーボモータであ
り、前記リモート式ハンドホイール体からの信号を演算
処理してハンドホイール作動用モータの制御信号を送出
する制御演算装置、及び該制御演算装置からの制御信号
に基づき前記サーボモータを駆動するサーボドライバを
介して、前記リモート式ハンドホイール体で前記サーボ
モータを駆動制御するようにするのが望ましい。そし
て、本発明のリモート式ハンドホイールシステムを缶巻
締装置に適用することによって、例えば型変え作業時間
を従来と比べて大幅に短縮することができ、特に有用で
ある。

【０００８】そして、上記システムで使用される本発明
のリモート式ハンドホイール体は、主駆動モータ及び主
駆動軸を備えた装置本体に、該主駆動モータとは別のハ
ンドホイール作動用モータを設け、有線又は無線により
遠隔制御で主駆動軸を回転駆動させるためのリモート式
ハンドホイール体であって、手で保持できる大きさのボ
ックスケース、該ボックスケースにハンドホイール、該
ハンドホイールの回転を検出する回転検出手段、押し続
けている場合のみ前記ハンドホイール用モータの駆動を
可能にする安全押釦を備えていることを特徴とするもの
である。

【０００９】前記ボックスケースに、装置本体に設けら
れた連断手段を介してハンドホイール作動用モータの出
力軸と装置本体の主駆動軸とを連結状態又は切離し状態
に切替える切替スイッチを設けるのが望ましい。また、
前記ハンドホイールは、低速範囲で該ハンドホイールの
回転が前記主駆動軸の回転と同期するように設定されて
いるのが、取扱が容易で望ましい。さらに、前記リモー
ト式ハンドホイール体は、片手で安全押釦を押し、他方
の手でリモートハンドルを操作する両手操作でのみ前記
ハンドホイールモータ作動用モータの制御が可能である
ようにするのが、安全上望ましい。

【００１０】

【作用】本発明によれば、作業場所でリモート式ハンド
ホイール体を操作することによって、ハンドホイールの
回転方向に応じて、回転速度、回転角度に比例して装置
本体の主駆動軸が回転する。従って、従来の装置本体に
取り付けられているハンドホイールを操作したのと同じ
ように、装置本体の主駆動軸を適宜回転させることがで
きるので、作業能率の向上、且つ単独作業が可能となる
ため、連絡の不徹底による事故の発生も防げ、安全性の
向上が得られる。例えば、缶巻締装置に適用することに
よって、従来型変え作業で２名で約７０分、１名換算１
４０分要していたのを、本発明のリモート式ハンドホイ
ールシステムを採用することにより、１名で約８０分に
短縮することが可能である。

【００１１】また、ハンドホイール作動用モータにサー
ボモータを採用すると、サーボモーダが外力に対抗して
現位置を維持しようとする力が発生するので、スピンド
ルに螺子で取り付けられている工具等を脱着する場合、
工具に加えたトルクによりスピンドルが回転してしまう
ことがない。従って、従来のように補助作業員がハンド
ホイールを支えたり、特別なブレーキ装置を設けたりす
る必要がない。また、サーボドライバの電子ギア機能を
用い、ハンドホイールを高速で回しても、十分安全な速
度でしか主駆動軸は回らないように設定することができ
る。

【００１２】リモート式ハンドホイール体に設けられて
いるハンドホイールを回すことにより、ハンドホイール
作動用モータが回転追従するので、装置本体に設けられ
た従来のハンドホイールを操作するのと同様な感覚で操
作できて安全である。しかも、押し続けている間だけハ
ンドホイール作動用モータの駆動が可能な安全押釦を、
例えば、左手でボックスを握ったときに親指で押せる位
置に配置してあるので、左手でボックスを把持して安全
押釦を押し、右手でハンドホイールを回転させるという
両手操作が要求され、床にボックスを置いたまま片手操
作を行うことが防止され安全である。

【００１３】また、リモート式ハンドホイール体に連断
手段を連結開放する切替スイッチを設けることによっ
て、完全にリモート式ハンドホイール体の操作のみで、
装置本体の主駆動軸を回転駆動させることができる。し
かしながら、アイドラギアを連結開放するための操作レ
バーや切替スイッチ等を装置本体に備えて、作業開始前
にそれらを操作するようにしてもよい。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を基に詳細に説
明する。図１は本発明の実施例に係るリモート式ハンド
ホイールシステムを示すブロック線図であり、例えば図
５に示す巻締装置に装着されたハンドホイール２５に代
わって手許で操作できるようにしたものである。本実施
例に係るリモート式ハンドホイールシステムは、装置本
体に備えられる駆動部分及び制御装置部分と手持ちのリ
モート式ハンドホイール体から構成されている。

【００１５】まず、本発明が適用される装置本体の主駆
動軸駆動部分の実施例を図２により説明する。図中、１
は装置の主駆動モータであり、該主駆動モータにより主
駆動軸２が回転駆動されて、装置全体が駆動される。３
はハンドホイール作動用モータであるサーボモータであ
り、その出力軸に固定された駆動歯車５から連断手段で
あるアイドラギア６を介して前記主駆動軸２に固定され
ている従動歯車７に回転力を伝えることができるように
なっている。前記アイドラギア６は、図示しないモータ
などのアイドラギア切替アクチュエータによりその軸８
を摺動することによって駆動歯車５と従動歯車７との間
に自在に着脱できるように構成されており、通常は図示
のように、従動歯車と噛みあってない状態にあり、主駆
動モータを停止して、型変えや調整を行うときに噛み合
い状態に移動させて、サーボモータを回転させることに
よって、主駆動軸を回転させることができるようになっ
ている。なお、アイドラギア切替アクチュエータとして
は、モータの外に電磁ソレノイド、油圧又は空圧シリン
ダ等が採用できる。また、上記実施例ではアイドラギア
の切り替えはアイドラギア切替アクチュエータにより行
っているが、手動のレバーやハンドルにより操作するよ
うにしてもよい。さらに、ハンドホイール作動用モータ
は、サーボモータに限るものでなく、他の適宜のモータ
を採用することができる。

【００１６】次に、リモート式ハンドホイール体の実施
例を図３により説明する。リモート式ハンドホイール体
１０は、前記装置本体内に装着されている前記ハンドホ
イール作動用モータを駆動制御するための制御パネルを
構成するもので、全体として、そのボックスケース１１
が片手で握れる大きさに形成され、内部に収納された回
転検出手段であるロータリーエンコーダ１２に直結して
ハンドホイール１３が外方に突出して設けられ、ハンド
ホイールを回すことによりハンドホイール作動用モータ
が回転追従するようになっている。

【００１７】１４は連断手段を連結開放する切替スイッ
チであり、１５は安全押しボタンであり、安全のため該
安全ボタンを押した状態でハンドホイールを操作したと
きのみハンドホイール作動用モータが作動するようにな
っている。該安全押釦は、左手でボックスを握ったとき
に親指で押せる位置に配置してある。これにより、左手
はボックス、右手はハンドルの両手操作を必要とし、床
にボックスを置いたまま片手操作を行うことを防止でき
る。１６はリモート式ハンドホイール体１０と装置本体
を連結する信号線である。前記切替スイッチは、本実施
例では連断手段を作動及び停止させる専用のスイッチで
あるが、該切替スイッチを押すと装置本体の主駆動が作
動しないように、主駆動運転禁止信号用スイッチも兼ね
るように構成するとより安全性が確保される。なお、本
実施例では、リモート式ハンドホイール体は有線式に構
成してあるが、電波、光通信等の無線式も勿論可能であ
る。

【００１８】上記リモート式ハンドホイールを使用した
本実施例のリモート式ハンドホイール体システムは、図
１にブロック線図で示すように、リモート式ハンドホイ
ール体１０、制御演算装置１６、サーボドライバ１７、
サーボモータ３、アイドラギア切替アクチュエータとか
ら構成されている。制御演算装置１６はシーケンサ又は
センサコントローラを構成するものであり、リモート式
ハンドホイール体１０を操作することによって、ロータ
リーエンコーダ１２、安全押釦１５及び切替スイッチ１
４の出力が入力されると、制御則に基づき出力として制
御信号をサーボドライバ１７及びアイドラギア切替アク
チュエータに送られるようになっている。前記制御演算
装置１６は、適宜の半導体チップで構成され、リモート
式ハンドホイール体のボックスケース内、又は装置本体
内の何れに装着してもよい。

【００１９】以上のように構成されたリモート式ハンド
ホイールシステムの作動について、図４のタイミングチ
ャートを基に説明する。まず、リモート式ハンドホイー
ル体１０の切替スイッチ１４が回転されてオンされると
逆回転されてオフされるまでの間、波形ａに示すハイレ
ベル区間のパルスが制御演算装置１６に入力される。そ
れによって、アイドラギア切替アクチュエータの作動信
号が発せられて波形ｅで示すハイレベル区間、即ち波形
ａのパルス発生区間だけアイドラギアアクチュエータが
作動し、アイドラギア６を介してハンドホイール作動用
モータと主駆動軸が連結された状態となる。

【００２０】次に、安全ボタン１５を押すと、それが押
され続けられている間、波形ｂに示すパルスが発せられ
る。この状態で、ハンドホイールを例えば時計方向に回
転（正転）すると、ロータリーエンコーダのＡ相から波
形ｃに示すパルスが、Ｂ相から波形ｃのパルスより半ピ
ッチ遅れて波形ｄに示すパルスが発信され、波形ｃのパ
ルスと波形ｄのパルスとの位相差より、正転方向が認識
され、ハンドホイールの回転に比例した正転信号ｆが前
記Ｂ相のパルスが立ち上がる都度発せられて、サーボド
ライバ１７に送られる。それにより、サーボモータ３が
前記パルス数に応じて正転方向に回転する。サーボモー
タ及びロータリーエンコーダの分解能に応じて１パルス
当たりの回転角度は決まっているので、パルス数によっ
てサーボモータの回転角度が制御される。従って、分解
能が高いエンコーダ及びサーボモータを採用することに
よって、主回転駆動軸の回転を微細に調節することがで
き、従来のハンドホイールで熟練を要していた微細な回
転角度の調整も容易にできる。

【００２１】また、ハンドホイール１３を反時計方向に
回転（逆転）すると、逆にＡ相のパルスがＢ相のパルス
より半ピッチ遅れ、それに対応して逆転信号ｇが発せら
れ、サーボモータ３がが逆転する。ロータリーエンコー
ダ１２はハンドホイール１３の回転方向、回転速度、回
転角度に比例して波形ｃ，ｄのパルスを発し、それに対
応して正転信号ｆ又は逆転信号ｇが発生するので、ハン
ドホイール作動用モータもそれに比例して回転する。従
って、ハンドホイールの回転角度と主駆動軸の回転角度
が一致するように、前記各歯車の歯数比、及びハンドホ
イール作動用モータとエンコーダの分解能を設定するこ
とによって、ハンドホイールの回転と全く同じ角度、方
向、速度で回転させることができ、安全に作業ができ
る。

【００２２】しかしながら、ハンドホイールを高速で回
転させた場合、それに対応して装置本体の主駆動軸も高
速回転すると危険であるので、本実施例ではサーボドラ
イバ１７の電子ギア機能を用い、ハンドホイールを一定
以上の高速で回しても、十分安全な速度でしか主駆動軸
は回転しなように設定してある。

【００２３】図４から明らかなように、正転信号又は逆
転信号が発するのは、波形ａ〜波形ｅのすべての波形に
おいて、パルスが発せられている場合のみであり、上記
何れかのパルスが発生してない場合は、正転信号又は逆
転信号は発せられない。従って、例えば、安全押釦を押
してない状態で、ハンドホイールを回転させて波形ｃ、
波形ｄのパルスが生じても正転信号ｅ又は逆転信号ｆが
生じることはないので、安全である。

【００２４】以上のリモート式ハンドホイールシステム
を缶巻締装置に適用した結果、型替え時に必要な作業で
ある、各ターレットの着脱、蓋切りタイミングの調節、
各ターレットの心出し、巻締タイミング調節、パッドの
着脱時等に、その都度作業位置からハンドホイール位置
まで移動することなく、手許のリモート式ハンドホイー
ル体を作業位置で操作することによって主駆動軸を回転
させることができたので、各調整具合を直ぐその場で確
認しながら作業することができ、従来と比べて一人で短
時間に効率的にできた。

【００２５】本発明の好適な実施例を説明したが本発明
上記実施例に限るものでなく、その技術思想の範囲内で
種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施例でハ
ンドホイール作動用モータの出力軸と主駆動軸との連断
手段として、アイドラギアを設けたが、図５に示すよう
に、クラッチ機構を採用することもできる。図５の実施
例においては、ハンドホイール作動用モータ３の出力軸
４にクラッチ１８を介して連接される軸１９に駆動歯車
５を固定し、該駆動歯車５を主駆動軸に設けられた従動
歯車に噛み合い状態に構成し、通常の運転時にはクラッ
チ１８を断状態にして、駆動歯車が自由に回転するよう
にし、調整時にクラッチを連状態にすることによって、
ハンドホイール作動用モータ３によって主駆動軸を回転
させるようにした。クラッチ機構としては、電磁クラッ
チ、エアクラッチ等適宜のものが採用できる。

【００２６】さらに、ハンドホイールの回転検出手段と
して、ロータリーエンコーダに代えて、レゾルバや図６
に示すような、カム式の検出手段を採用しても良い。図
６に示す実施例においては、ハンドホイールの回転軸に
固定したカム２０の外周に該カムのカム山２１を検出す
る第１センサ２２及び第２センサ２４を所定の角度で配
置し、第１カム及び第２カムの検出信号により、その回
転方向と回転角度を検出するように構成しても良い。ま
た、本発明は、缶巻締装置に限らず、種々の機械装置に
適用可能であることは云うまでもない。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、作業場所でリモート式
ハンドホイール体を操作することによって、任意の回転
方向、回転速度、回転角度で装置本体の主駆動軸を回転
せさることができるので、従来と比べて作業能率を飛躍
的に向上させることができ、且つ単独作業が可能となる
ため、連絡の不徹底による事故の発生も防げ、安全性の
向上が得られる。

【００２８】また、ハンドホイール作動用モータにサー
ボモータを採用することによって、スピンドルに螺子で
取り付けられている工具等を脱着する場合、従来のよう
に補助作業員がハンドホイールを支えたり、特別なブレ
ーキ装置を設けたりする必要がない。さらに、ハンドホ
イールを高速で回しても、十分安全な速度でしか主駆動
軸は回らないように設定することができ、安全である。

【００２９】リモート式ハンドホイール体に設けられて
いるハンドホイールを回すことにより、ハンドホイール
作動用モータが追従回転するので、装置本体に設けられ
た従来のハンドホイールを操作するのと同様な感覚で操
作ができて安全である。しかも、リモート式ハンドホイ
ールは、安全押釦の操作とハンドホイールの操作を同時
に行う両手操作が要求されるので、床にボックスを置い
たまま等片手操作を行うことが防止され安全である。

【００３０】また、リモート式ハンドホイール体にアイ
ドラギアあるいはクラッチなどの連断手段を連結開放す
る切替スイッチを設けることによって、完全にリモート
式ハンドホイール体の操作のみで、装置本体の主駆動軸
の回転駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るリモート式ハンドホイー
ルシステムのブロック線図である。

【図２】装置本体の駆動部の要部概略図である。

【図３】本発明の実施例に係るリモート式ハンドホイー
ル体を示し、（ａ）はその正面図、（ｂ）は側面図であ
る。

【図４】作動時の波形線図である。

【図５】連断手段の他の実施例を示す要部概略図であ
る。

【図６】ハンドホイールの回転検出手段の他の実施例を
示す要部概略図である。

【図７】従来の缶巻締装置の概略平面図である。

【符号の説明】

１ メインモータ ２ 主駆動軸 ３ サーボモータ（ハンドホイール作動用モータ） ６ アイドラギア（連断手段） １０ リモート式ハンドホイール体 １２ ロータリーエンコーダ １３ ハンドホイール １４ 切替スイッチ １５ 安全押釦 １６ 制御演算装置 １７ サーボドライバ １８ クラッチ ２０ ハンドホイールの回転検出用のカム ２２ 第１センサ ２３ 第２センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−47469（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−123795（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−127263（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−14363（ＪＰ，Ａ) 実公 昭38−23216（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B21D 51/30 H04Q 9/00 301

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主駆動モータ及び主駆動軸を備えた装置
   本体に、該主駆動モータとは別のハンドホイール作動用
   モータを設け、該ハンドホイール作動用モータの出力軸
   と装置本体の主駆動軸とを連断手段を介して連結・切離
   し可能とし、前記ハンドホイール作動用モータを手持ち
   のリモート式ハンドホイール体で遠隔制御することによ
   り、作業場所で前記装置本体の主駆動軸をハンドホイー
   ル作動用モータにより任意に正逆回転駆動できるように
   したことを特徴とするリモート式ハンドホイールシステ
   ム。
2. 【請求項２】 前記リモート式ハンドホイール体は、ハ
   ンドホイール、該ハンドホイールの回転を検出する回転
   検出手段、及び押し続けている場合のみ前記ハンドホイ
   ール用モータの駆動を可能にする安全押釦とを備え、且
   つ前記ハンドホイール作動用モータがサーボモータであ
   り、前記リモート式ハンドホイール体からの信号を演算
   処理してハンドホイール作動用モータの制御信号を送出
   する制御演算装置、及び該制御演算装置からの制御信号
   に基づき前記サーボモータを駆動するサーボドライバを
   介して、前記リモート式ハンドホイール体で前記サーボ
   モータを駆動制御する請求項１記載のリモート式ハンド
   ホイールシステム。
3. 【請求項３】 前記装置本体が缶巻締装置である請求項
   １又は２記載のリモート式ハンドホイールシステム。
4. 【請求項４】 主駆動モータ及び主駆動軸を備えた装置
   本体に、該主駆動モータとは別のハンドホイール作動用
   モータを設け、有線又は無線により遠隔制御で主駆動軸
   を回転駆動させるためのリモート式ハンドホイール体で
   あって、手で保持できる大きさのボックスケース、該ボ
   ックスケースにハンドホイール、該ハンドホイールの回
   転を検出する回転検出手段、押し続けている場合のみ前
   記ハンドホイール用モータの駆動を可能にする安全押釦
   を備えていることを特徴とするリモート式ハンドホイー
   ル体。
5. 【請求項５】 前記ボックスケースに、装置本体に設け
   られた連断手段を介してハンドホイール作動用モータの
   出力軸と装置本体の主駆動軸とを連結状態又は切離し状
   態に切替る切替スイッチが設けられている請求項４記載
   のリモート式ハンドホイール体。
6. 【請求項６】 前記ハンドホイールは、低速範囲で該ハ
   ンドホイールの回転が前記主駆動軸の回転と同期するよ
   うに設定されている請求項４又は５記載のリモート式ハ
   ンドホイール体。
7. 【請求項７】 前記リモート式ハンドホイール体は、片
   手で安全押釦を押し、他方の手でリモートハンドルを操
   作する両手操作でのみ前記ハンドホイールモータ作動用
   モータの制御が可能である請求項４〜６何れか記載のリ
   モート式ハンドホイール体。