JP3411820B2 - クランク機構のストローク量可変装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はクランク機構を利用
した各種装置、例えばタイヤの製造工程において帯状の
ゴム材料を所定長さに切断する装置等に用いられるクラ
ンク機構のストローク量可変装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、クランク機構において回転部材の
回転中心から連結部材との連結点までの距離を変えるこ
とにより、連結部材に連結された移動部材の移動量、即
ちストローク量を変更可能なクランク機構が知られてい
る。このようなクランク機構を工作機械等に利用する場
合には、回転部材に径方向に移動可能な可動部材を設
け、この可動部材に連結部材の一端を連結し、可動部材
を回転部材の回転軸から任意の距離の位置に移動するこ
とによりストローク量を変更している。この場合、スト
ローク量の変更は人手によって行ったり、或いはモータ
等の動力を用いて機械的に行うことが可能である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ス
トローク量を人手によって変更する場合は、可動部材の
固定を解除し、可動部材を任意の位置に移動して再度固
定するといった煩雑な作業を伴い、しかもこの変更作業
によって機械の稼働が長時間中断し、生産性を低下させ
るという問題点がある。また、ストローク量の変更をモ
ータ等の動力を用いて行う場合は作業時間を短縮するこ
とができるが、専用の動力を必要とするため、コストの
増加及び装置の大型化を来すという問題点がある。

【０００４】本発明は前記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、ストローク量の変更
を専用の動力を必要とせずに自動で行うことのできるク
ランク機構のストローク量可変装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、請求項１では、回転軸に固定された回転部
材と、一端を回転部材に連結された連結部材と、連結部
材の他端に連結された移動部材とからなり、回転部材の
回転中心から連結部材との連結点までの距離を変えるこ
とにより、移動部材のストローク量を変更するようにし
たクランク機構のストローク量可変装置において、前記
回転部材に径方向に移動自在に設けられ、連結部材の一
端側に連結された可動部材と、回転部材に回動自在に取
付けられ、可動部材に螺合する螺合部材と、螺合部材と
一体に回転する回転側歯車と、回転部材の回転軸を中心
に非回転状態に形成され、回転側歯車に着脱自在に噛み
合う固定側歯車とを備えている。これにより、回転側歯
車に固定側歯車を噛み合わせ、回転部材を回転させて回
転側歯車と一体に螺合部材を回転させることにより、螺
合部材に螺合する可動部材が回転部材の径方向に移動
し、回転部材の回転中心から連結部材との連結点までの
距離、即ち移動部材のストローク量が自動で変更され
る。この場合、回転部材を回転させることによってスト
ローク量が変更されることから、ストローク量の変更に
専用の動力を必要としない。

【０００６】また、請求項２では、請求項１または２記
載のクランク機構のストローク量可変装置において、前
記回転側歯車をロック可能なロック機構を備えている。
これにより、請求項１の作用に加え、回転側歯車と固定
側歯車との噛み合わせを解除した後は、ロック機構によ
り回転側歯車をロックすることにより、クランク機構の
通常の動作において可動部材が位置ずれを生ずることが
ない。

【０００７】また、請求項３では、請求項１または２記
載のクランク機構のスライド量可変装置において、前記
回転側歯車と固定側歯車との噛み合い位置を検出する噛
み合い位置検出手段を備えている。これにより、請求項
１または２の作用に加え、噛み合い位置検出手段によっ
て回転側歯車と固定側歯車との噛み合い位置を検出する
ことにより、回転側歯車に固定側歯車を常に確実に噛み
合わせることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１乃至図９は本発明の一実施形
態を示すもので、図１は本発明のストローク量可変装置
を用いた帯状ゴム材料の切断整列装置の正面図、図２は
その平面図、図３はストローク量可変装置の一部断面側
面図、図４はその一部断面平面図、図５はその一部断面
背面図、図６乃至図９は動作説明図である。

【０００９】図１及び図２に示す帯状ゴム材料の切断整
列装置は、帯状ゴム材料１を摺動自在に載置するテーブ
ル１０と、テーブル１０上の帯状ゴム材料１を所定長さ
ずつ送り出す送り出し機構２０と、所定長さずつ送り出
された帯状ゴム材料１を切断する切断機構３０と、切断
された帯状ゴム材料１の切断片１ａを幅方向に整列させ
るコンベア４０と、送り出し機構２０及び切断機構３０
を駆動するモータ５０と、送り出し機構２０の送り出し
量（ストローク量）を変更するストローク量可変装置６
０とから構成されている。

【００１０】テーブル１０は切断整列装置本体の幅方向
に延び、その上面には帯状ゴム材料１がテーブル１０の
一端側から他端側に向かって送り出されるようにセット
されている。

【００１１】送り出し機構２０は、テーブル１０に沿っ
て移動する移動部材としてのスライダ２１と、モータ５
０によって回転する回転部材としての円板２２と、スラ
イダ２１と回転板２２とを連結する連結部材としてのロ
ッド２３とからなる。スライダ２１はテーブル１０に設
けられたガイドレール２１ａに摺動自在に支持され、ガ
イドレール２１ａに沿って直線運動するようになってい
る。また、スライダ２１は、帯状ゴム材料１に一方向の
み係止可能な係止部２１ｂと、係止部２１ｂを上下動さ
せる駆動機構（図示せず）とを有し、テーブル１０の一
端側に移動するときは係止部２１ｂを帯状ゴム材料１に
対して非接触状態にし、テーブル１０の他端側に移動す
るときは係止部２１ｂを帯状ゴム材料１に接触させて帯
状ゴム材料１を送り出すようになっている。円板２２は
軸受け２２ａによって支持された回転軸２２ｂを有し、
回転軸２２ｂにはプーリ２２ｃが取付けられている。ロ
ッド２３は両端を結合部材２３ａを介してそれぞれスラ
イダ２１及び円板２２側に回動自在に連結され、円板２
２側には円板２２の回転中心から径方向に距離をおいて
連結されている。

【００１２】切断機構３０はテーブル１０とコンベア４
０との間に配置され、帯状ゴム材料１を所定角度だけ幅
方向に傾斜して切断するようになっている。切断機構３
０はモータ５０の駆動力を伝達する回転軸３２を有し、
回転軸３２には計２つのプーリ３１ａ，３１ｂが取付け
られている。また、切断機構３０はモータ５０の駆動力
によって動作する切断刃３１を有し、切断刃３１を上下
動させることにより帯状ゴム材料１を切断するようにな
っている。

【００１３】コンベア４０はテーブル１０の他端側に配
置され、帯状ゴム材料１の切断片１ａをその切断面に沿
って幅方向に移動させるようになっている。即ち、コン
ベア４０はテーブル１０の送り出し方向に対して斜めに
設けられ、テーブル１０側から帯状ゴム材料１の切断片
１ａを受容するようになっている。

【００１４】モータ５０は回転量及び回転方向を制御可
能なサーボモータからなり、その回転軸にはプーリ５０
ａが取付けられている。プーリ５０ａはベルト５１を介
して切断機構３０の一方のプーリ３１ａに連結され、切
断機構３０の他方のプーリ３１ｂはベルト５２を介して
送り出し機構２０のプーリ２２ｃに連結されている。即
ち、モータ５０の回転により、送り出し機構２０の回転
軸２２ｂと切断機構３０の回転軸３１が回転し、送り出
し機構２０におけるスライダ２１の往復動作と、切断機
構３０における切断刃３１の切断動作とが互いに連動す
るようになっている。

【００１５】ストローク量可変装置６０は、送り出し機
構２０の円板２２に径方向に移動自在に取付けられた可
動部材６１と、円板２２に回動自在に取付けられた螺合
部材としてのスクリューシャフト６２と、スクリューシ
ャフト６２の一端に取付けられた回転側歯車６３と、回
転側歯車６３に着脱自在に噛み合う固定側歯車６４と、
回転側歯車６３をロックするロック機構６５と、回転側
歯車６３と固定側歯車６４との噛み合い位置を検出する
噛み合い位置センサ６６とから構成されている。

【００１６】可動部材６１は、円板２２に設けられた径
方向に延びる長孔２２ｄに摺動自在に係合しており、そ
の一側部にはロッド２３の結合部材２３ａが連結されて
いる。また、可動部材６１にはスクリューシャフト６２
に螺合するためのネジ孔６１ａが設けられている。

【００１７】スクリューシャフト６２は円板２２の長孔
２２ｄに沿って配置され、その両端を支持板６２ａを介
して円板２２に回動自在に支持されている。スクリュー
シャフト６２には可動部材６１が螺合しており、スクリ
ューシャフト６２の回転により、可動部材６１が長孔２
２ｄに沿って移動するようになっている。

【００１８】回転側歯車６３はスクリューシャフト６２
の一端に設けられ、スクリューシャフト６２と一体に回
転するようになっている。

【００１９】固定側歯車６４は円板２２の回転軸２２ｂ
を中心に形成され、基板６４ａによって非回転状態に支
持されている。固定側歯車６４はシリンダ６４ｂの一端
に支持板６４ｃを介して取付られ、シリンダ６４ｂによ
って円板２２の回転軸２２ｂに沿って移動するようにな
っている。即ち、固定側歯車６４を円板２２側に移動さ
せると、固定側歯車６４が回転側歯車６３に噛み合い、
固定側歯車６４を円板２２の反対側に移動させると、固
定側歯車６４と回転側歯車６３との噛み合いが解除され
るようになっている。

【００２０】ロック機構６５は回転側歯車６３に着脱可
能な係合部材６５ａを有し、係合部材６５ａは円板２２
に設けられたガイドレール６５ｂに摺動自在に支持され
ている。係合部材６５ａは支持板６５ｃを介してシリン
ダ６５ｄに取付けられ、シリンダ６５ｄによりガイドレ
ール６５ｂに沿って移動するようになっている。即ち、
係合部材６５ａを回転側歯車６３側に移動すると、係合
部材６５ａが回転側歯車６３に噛み合い、回転側歯車６
３がロックされるようになっている。また、シリンダ６
５ｄは回転軸２２ｂ内に形成された空気通路２２ｅの一
端に通気管６５ｅを介して接続されるとともに、空気通
路２２ｅの他端は回転軸２２ｂの端部の接続器具６５ｆ
に接続され、接続器具６５ｆには図示しない空気供給源
から圧縮空気が供給されるようになっている。この場
合、接続器具６５ｆは回転軸２２ｂに回動自在に取付け
られており、円板２２の回転を許容するようになってい
る。

【００２１】噛み合い位置センサ６６は光学素子からな
り、円板２２の回転軸２２ｂに取付けられた位置検出用
歯車６６ａに向かって配置されている。即ち、噛み合い
位置センサ６６は位置検出用歯車６６ａの歯数を検知す
ることにより、位置検出用歯車６６ａの回転位置を検出
するようになっている。

【００２２】以上のように構成された帯状ゴム材料の切
断整列装置においては、モータ５０を作動すると、送り
出し機構２０の円板２２が回転し、スライダ２１がテー
ブル１０上を往復移動する。その際、スライダ２１の往
復移動により、テーブル１０上の帯状ゴム材料１がスラ
イダ２１のストローク量だけコンベア４０側に送り出さ
れ、コンベア４０上に送り出された部分が切断機構３０
によって切断されるとともに、その切断片１ａはコンベ
ア４０によって幅方向に移動される。この動作を繰り返
すことにより、帯状ゴム材料１の切断片１ａがコンベア
４０上に幅方向に整列され、これら切断片１ａを環状に
接合することにより、タイヤのベルト層が形成される。

【００２３】また、前記帯状ゴム材料の切断整列装置に
おいては、図６に示すようにスライダ２１のストローク
量Ｌ1 は、円板２２の回転中心Ａからロッド２３との連
結点Ｂまでの距離Ｌ2 によって決まるため、ストローク
量可変装置６０によってスライダ２１のストローク量Ｌ
1 を変更することにより、帯状ゴム材料１の切断片１ａ
の長さを任意に変えることができる。

【００２４】即ち、ストローク量可変装置６０では、図
３乃至図５に示すように回転側歯車６３をロック機構６
５によってロックするとともに、回転側歯車６３と固定
側歯車６４との噛み合いを解除した状態で円板２２を回
転することにより、前記送り出し機構２０によるスライ
ダ２１の往復動作が行われる。また、スライダ２１のス
トローク量を変更する場合は、まず噛み合い位置センサ
６６によって位置検出用歯車６６ａの回転位置を検出
し、円板２２を回転側歯車６３が固定側歯車６４の歯と
噛み合う位置まで回転させる。次に、図７に示すように
固定側歯車６４を移動して回転側歯車６３と噛み合わせ
るとともに、図８に示すようにロック機構６５の係止部
材６５ａを移動して回転側歯車６３のロックを解除す
る。この状態で図９に示すように円板２２を回転させる
と、回転側歯車６３が固定側歯車６４との噛み合いによ
り回転する。これにより、スクリューシャフト６２が回
転し、可動部材６１が円板２２の径方向一方に移動す
る。この場合、可動部材６１は円板２２の回転量に応じ
て移動するため、噛み合い位置センサ６６によって円板
２２の回転量を検出し、可動部材６１を移動させたい分
だけ円板２２を回転させればよい。また、可動部材６１
を他方に移動させたい場合は、モータ５を逆転して円板
２２を反対方向に回転させればよい。この場合、スライ
ダ２１の係止部２１ｂは、その駆動機構により、スライ
ダ２１の移動方向に拘わらず常に帯状ゴム材料１に接触
しない状態にしておく。前記動作により可動部材６１を
任意の位置まで移動させた後は、噛み合い位置センサ６
６によって位置検出用歯車６６ａの回転位置を検出し、
回転側歯車６３をロック機構６５の係止部材６５ａと噛
み合うように位置決めする。次に、ロック機構６５の係
止部材６５ａを回転側歯車６３に噛み合わせて回転側歯
車６３をロックし、固定側歯車６４を移動して回転側歯
車６３と固定側歯車６４との噛み合いを解除することに
より、送り出し機構２０によるスライダ２１の往復動作
が可能となる。

【００２５】このように、本実施形態のストローク量可
変装置によれば、円板２２側に取付けた回転側歯車６３
に固定側歯車６４を噛み合わせ、円板２２を回転させて
回転側歯車６３と一体にスクリューシャフト６２を回転
させることにより、スクリューシャフト６２に螺合する
可動部材６１を円板２２の径方向に移動させるようにし
たので、円板２２の回転中心から可動部材６１とロッド
２３との連結点までの距離を変え、スライダ２１のスト
ローク量を自動で変更することができる。この場合、円
板２２を回転させることによってストローク量の変更を
行うことができるので、ストローク量の変更に専用の動
力を必要とせず、コストの低減及び装置の小型化を図る
ことができる。また、回転側歯車６３と固定側歯車６４
との噛み合わせを解除した後は、ロック機構６５により
回転側歯車６３をロックするようにしたので、通常の送
り出し動作において可動部材６１が位置ずれを生ずるこ
とがなく、設定されたストローク量を確実に保持するこ
とができる。更に、噛み合い位置センサ６６によって回
転側歯車６３と固定側歯車６４との噛み合い位置を検出
するようにしたので、回転側歯車６３に固定側歯車６４
またはロック機構６５を常に確実に噛み合わせることが
できる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１のクラン
ク機構のストローク量可変装置によれば、移動部材のス
トローク量を自動で変更することができるので、クラン
ク機構を用いた各種装置においてストローク量の変更を
短時間で行うことができ、生産性の向上に有利である。
この場合、ストローク量の変更に専用の動力を必要とし
ないので、コストの低減及び装置の小型化を図ることも
できる。

【００２７】また、請求項２のクランク機構のストロー
ク量可変装置によれば、請求項１の効果に加え、クラン
ク機構の通常の動作において可動部材が位置ずれを生ず
ることがないので、設定されたストローク量を確実に保
持することができ、信頼性の向上を図ることができる。

【００２８】また、請求項３のクランク機構のストロー
ク量可変装置によれば、請求項１または２の効果に加
え、回転側歯車に固定側歯車を常に確実に噛み合わせる
ことができるので、動作不良の防止を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すストローク量可変装
置を用いた帯状ゴム材料の切断整列装置の正面図

【図２】帯状ゴム材料の切断整列装置の平面図

【図３】ストローク量可変装置の一部断面側面図

【図４】ストローク量可変装置の一部断面平面図

【図５】ストローク量可変装置の一部断面背面図

【図６】帯状ゴム材料の切断整列装置の動作を示す概略
説明図

【図７】ストローク量可変装置の動作を示す一部断面側
面図

【図８】ストローク量可変装置の動作を示す一部断面平
面図

【図９】ストローク量可変装置の動作を示す一部断面背
面図

【符号の説明】

２１…スライダ、２２…円板、２３…ロッド、６０…ス
トローク量可変装置、６１…可動部材、６２…スクリュ
ーシャフト、６３…回転側歯車、６４…固定側歯車、６
５…ロック機構、６６…回転位置センサ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に固定された回転部材と、一端を
   回転部材に連結された連結部材と、連結部材の他端に連
   結された移動部材とからなり、回転部材の回転中心から
   連結部材との連結点までの距離を変えることにより、移
   動部材のストローク量を変更するようにしたクランク機
   構のストローク量可変装置において、 前記回転部材に径方向に移動自在に設けられ、連結部材
   の一端側に連結された可動部材と、 回転部材に回動自在に取付けられ、可動部材に螺合する
   螺合部材と、 螺合部材と一体に回転する回転側歯車と、 回転部材の回転軸を中心に非回転状態に形成され、回転
   側歯車に着脱自在に噛み合う固定側歯車とを備えたこと
   を特徴とするクランク機構のストローク量可変装置。
2. 【請求項２】 前記回転側歯車をロック可能なロック機
   構を備えたことを特徴とする請求項１記載のクランク機
   構のストローク量可変装置。
3. 【請求項３】 前記回転側歯車と固定側歯車との噛み合
   い位置を検出する噛み合い位置検出手段を備えたことを
   特徴とする請求項１または２記載のクランク機構のスト
   ローク量可変装置。