JP4840581B2 - 往復追従動作装置 - Google Patents

Description

この発明は部品等を１個ずつに分離するエスケープ機構等に用いる往複追従動作装置に関する。

この種の装置はエスケープ用として多用されており、本出願人は先に特許第１８９５８８９号（特許文献１）を提案している。
先に提案の往復追従動作装置（図１，２）は、枠体１に並べて案内される直線移動自在の第１、第２の前後移動部材２，３と、前後移動部材２，３に形成し、２つの突合せで円形の溝４及び移動方向と直交する直線の溝５と、円形溝４に嵌る円弧状のロッキング部６と、直線溝５に嵌るピンもしくはローラー７からなる駆動部とを備えた駆動ホイール８（図３）、及び枠体側に取付け、駆動ホイール８を往復回転させる駆動源を備えたものであり、駆動源で駆動ホイール８を、その回転軸９を中心に回転すると、ピンもしくはローラー７が直線溝５を移動しながら、一方の前後移動部材２を後退させ、その間、円弧状のロッキング部６で他方の前後移動部材３が前後方向へ移動するのを阻止しているという構造である。

このものは、円形溝４に円弧状のロッキング部６をはめ込むことで、ロッキング部６が位置する側である他方の前後移動部材３では、ロッキング部６が駆動ホイール８と共に回転しても、他方の前後移動部材３の移動を阻止でき（ロック作動）、しかも、そのまま回転することで他方の前後移動部材３から一方の前後移動部材２へ乗り移り、今度は前記の他方に対して一方の前後移動部材２の移動を阻止することができる構造とした点で優れる（図１，２）。

円形溝４とこれに嵌め込まれたロッキング部６によるロック機能は、ロッキング部６の円弧角度ａ(図３)が大きいほど効果的であり、通常１８０〜２３０°である。この角度であると、駆動ホイール８の往復回転の間、どの位置でも一方又は他方あるいは双方の前後移動部材２，３の移動を阻止することができる。ただし、一方の前後移動部材２が後方終点位置にあるとき（図２）、他方の前後移動部材３側にある円弧状のロッキング部６の回動側先端Ａが一方の前後移動部材２側に張り出してこの前後移動部材２と干渉する恐れがあるので、前記の円形溝４とは別に駆動ホイール８の回転軸９を挟んだ反対側に逃し溝１０を作成している。

ロッキング部６の円弧角度ａは、１８０度より小さな角度でもロック効果はあるが、ロック効果は急激に低下する。逆に、２３０°よりも大きくすることもできる。しかし、逃し溝１０が大きくなり、加工上の無駄が生じる。
また、駆動ホイール８の回転軸９の位置は、平面視において、図１，２のように、２本の前後移動部材２，３の突き合わせ面上でなくても、ロッキング部６の直径との関係で、駆動ホイール８が回転するとき、ロッキング部６が、他方の前後移動部材３から双方の前後移動部材２，３、さらに、一方の前後移動部材２へと移動していくものであればよい。しかし、いずれの前後移動部材２，３にも均等にロック作用をおよぼすには、前記のように、平面視で、２本の前後移動部材２，３の突き合わせ面上となる箇所が好ましい。

特公平５-８１７８２号公報

前記のように、先の往復追従動作装置は種々の優れた点を有するが、駆動源によって一方の前後移動部材３が移動され、後端終点位置に到達して停止するとき、前後移動部材３を受け止めるものが何もないので、前後移動部材３及びその先端に取り付けた作業機器の質量による慣性力が直接に駆動源に作用し、その回転方向の衝撃により駆動源を早期に損耗させる。特に、駆動源が往復回転される一枚のベーンを備えた流体ロータリーアクチュエータである場合、ベーンの基部が折損する事故がおきやすい。
この発明は、前後移動部材が停止するときの慣性力がロータリーアクチュエータなどの駆動装置へ直接に伝わらないようにすることを課題とする。

先の往復追従動作装置における逃し溝を、ロッキング部の回転先端側部との衝突を避ける空間と回転の終端位置にあるロッキング部と接する溝壁を備えたものとする。

一方の前後移動部材が、後方終端位置となったとき、他方の前後移動部材の側にあるロッキング部はその回転先端側部が一方の前後移動部材の逃し溝に少し突出し、その外周側に逃し溝の溝壁が接した状態で停止する。このため、一方の前後移動部材に作用する停止時の慣性力はロッキング部によって支持され、結局は、駆動軸を支持する枠体側に支持され、駆動装置に影響することはきわめて少なくなる。これにより、流体アクチュエータなどの駆動装置の寿命を大幅に延ばすことができる。

以下図面により本発明の一実施例を説明する。
図４は、実施例の外観を示したものであり、往復追従動作装置１１は、使用する機器等にネジで取付けられる。この装置１１は、駆動源としてのロータリーアクチュエータ１２、枠体１、第１と第２の前後移動部材２，３及び枠体１の内部にロータリーアクチュエータ１２と回転軸９で連結させた駆動ホイール８（図５イ）、ロッキング部６、ローラー７を備える。

ロータリーアクチュエータ１２は、回転軸９に固定された一枚のベーンがエア圧によって１８０度の範囲で往復作動されるもので、枠体１の上面に回転軸９を垂直にして取り付けられている。回転軸９は、枠体１の上面から内部に貫通し、先端部に駆動ホイール８が取り付けられている。
駆動ホイール８には、下面側にロッキング部６が一体に形成されていると共にやはり下面側にローラー７を回転自在に備えている。ロッキング部６は回転軸９と同心の円弧状壁の形態であり、円弧角度は、この実施例において２１４度としてある。ローラー７は、回転軸９に対してロッキング部６と反対側に固定した軸１３に回転自在に取り付けられている。

第１と第２の前後移動部材２，３は、図５のように、突き合わせ面（Ｌ）を基準に図の上下方向で対称となった形態であり、前方部（左）が枠体１の前端から突出して、その端部にワークを取り扱う作業器が取付けられる。これらは、枠体１によって前後方向（図で左右）で移動自在に案内されており、ロータリーアクチュエータ１２により交互に駆動される。これら２つの前後移動部材２，３を突き合わせると、円形となるロック用溝１４（１４ａ，１４ｂ）（前記の円形溝相当）及び前後移動部材２，３の移動方向と直交する直線の溝となる駆動用溝１５（１５ａ，１５ｂ）（前記の直線溝相当）に加え、それぞれに逃し兼用当接溝１６（１６ａ，１６ｂ）が形成されている。

この実施例において、ロック用溝１４は、駆動用溝１５と一部重なっている。また、ロック用溝１４と逃し兼用当接溝１６は比較的浅く、かつ、逃し兼用当接溝１６の底面はロック用溝１４の底面よりも高くならないように設定されている（図６）。これに対して駆動用溝１５は深く形成されている。

逃し兼用当接溝１６はロッキング部６の一部を弦で切り取ったような三日月形であって、溝壁１７がロッキング部６と同じ径の弧となる空間である。逃し兼用当接溝１６ａ，１６ｂとも溝壁１７ａ，１７ｂの最も前方箇所は、回転軸９からローラー７の軸１３までの距離（前後移動ストローク）ｄのほぼ２倍の距離２ｄとしてある。
そして、前記の駆動ホイール８が、ロッキング部６をロック用溝１４に嵌め、ローラー７を駆動用溝１５に嵌めて配置される（図７）。回転軸９は２つの前後移動部材２,３の突き合わせ面（Ｌ）上に位置する。

第１、第２の前後移動部材２，３が共に前方にある図７の状態（説明上の初期状態）では、ローラー７、ロッキング部６は前後移動部材２,３の両方に跨って位置し、駆動用溝１５ａ，１５ｂが一直線に整合している。前後移動部材２,３は共に前方に移動して前端位置となっており、両部材２，３に当接しているローラー７とロッキング部６によって、前後移動部材２，３の前端位置が維持されている。

初期状態から、駆動ホイール８が反時計方向に回転すると（図８）、ローラー７は、駆動用溝１５ａに移り、第１の前後移動部材２を後方へ移動させる。しかし、第２の前後移動部材３は、そのロック用溝１４ｂへロッキング部６が９０°を超えて廻りこんでくるので、ロック用溝１４ｂの溝壁との関係で前後方向に移動することはできず、前後移動部材２に連れられて移動してしまうことがない。つまり、第２の前後移動部材３は前端位置が維持される。

駆動ホイール８が回転を続け、反時計方向に９０°近くまで回転すると、第２の前後移動部材３を廻りこんできたロッキング部６の回転先端側（Ａ）が前記の突き合わせ面（Ｌ）を越えて第１の前後移動部材２側に入り込んでくる。しかし、そのとき、逃し兼用当接溝１６ａがその位置に移動してきており、回転先端側（Ａ）はその空間に入りこみ第１の前後移動部材２との干渉が防止される。

そして、駆動ホイール８の回転が反時計方向へ９０°に達すると、第１の前後移動部材２の後退移動は停止される。そのとき、ロッキング部６の回転先端側は約１７°分だけ、第１の前後移動部材２側に突出して逃し兼用当接溝１６ａに入り込むと共に逃し兼用当接溝１６ａの溝壁１７ａがロッキング部６の外周面に同じ弧を持つ面で接触する。このため、第１の前後移動部材２が停止するときの、後方に向いた慣性力はロッキング部６で受け止められ、結局は枠体１に吸収されるので、ロータリーアクチュエータ１２の駆動部に回転方向の衝撃を与えることがない。

駆動ホイール８が前記の初期状態から時計方向へ９０°回転されるときも反時計方向回転の場合と同様であり（図９）、今度は第２の前後移動部材３が後方へ移動され、後端位置では、ロッキング部６の回転方向先端部が第２の前後移動部材３における逃し兼用当接溝１６ｂに入り込み、逃し兼用当接溝１６ｂの溝壁１７ｂがロッキング部６の外周面に接触する。この結果、第２の前後移動部材３が後端位置で停止したときの慣性力はロッキング部６に受け止められ、駆動装置に対する慣性力の悪影響が防止される。
このようにして、駆動ホイール８の往復回転に伴い、第１、第２の前後移動部材２，３が、初期状態を挟んで、必ず交互に後退、前進する追従動作を繰り返す。

前記した、第１、第２の前後移動部材２，３が後方移動の端部に達すると、逃し兼用当接溝１６の溝壁１７がロッキング部６の外周面に同じ弧を持つ面で接触する点を、模式化して示す図１０イ、同ロに基づいて説明する。なお、図ロでは、第１、第２の前後移動部材２,３を分離して示してある。

初期状態（図イ）から、ロッキング部６が回転軸９を中心に９０°反時計方向に回転されると（図ロ）、ローラー７の軸１３は図において回転軸９の直下となるから、このときの第１前後移動部材２の後退量（すなわち、エスケープメントのストローク）は回転軸９と軸１３間の距離ｄである。
ロッキング部６が反時計方向へ９０°回転された状態（図ロ）では、ロッキング部６の回転先端側部（Ａ）が突き合わせ面（Ｌ）を越えて第１の前後移動部材２の逃し兼用当接溝１６ａに入り込む。このとき、逃し兼用当接溝１６ａも距離ｄだけ後方へ移動しているから、その溝壁１７ａはロッキング部６の外周面に接する。溝壁１７ａの円弧形状はロッキング部６と同じ径の弧であるから、溝壁１７ａは同じ弧を持つ面でぴったりとロッキング部６に接触することになる。

なお、この機構では、前後移動部材２,３の移動が直線的であることにより、ロッキング部６の円弧角度が１８０°を越えると、初期状態から、駆動ホイール８が回転を始めるとき、例えば、第１の前後移動部材２が後方へ移動する初期にロッキング部６の外周面とロック用溝１４端部との間でこじりを生じるようになるが、１８０°を超過する角度が５０°程度までは、両者間にクリアランスを設けることで、全体としてのロック機能に影響を与えることなく、これを解決することができる。

以上、実施例について説明した。実施例ではロック用溝１４の一部と駆動用溝１５とが重なっているが、ロッキング部６とローラー７との大きさによっては重ならない。
逃し兼用当接溝１６は、三日月形に限らない。ロッキング部６の回転先端側部（Ａ）との衝突を避ける空間と回転の終端位置にあるロッキング部６と接する溝壁１７を備えたものであればよい。
この装置は、エスケープメント以外の交互操作を必要とする処理装置に利用可能である。
ローラー７は、ピンであってもよい。

従来例の動作を説明するための平面図（初期状態） 従来例の動作を説明するための平面図（反時計方向回転時） 駆動ホイールの平面図（従来例） 装置の全体を示した斜視図 イは、駆動ホイールの平面図、ロは、第１、第２の前後移動部材を突き合わせた状態で示した平面図 駆動ホイールと前後移動部材との組合せ状態を示す側面図（一部を断面で示している） 実施例の動作を説明するための平面図（初期状態） 実施例の動作を説明するための平面図（反時計方向回転時） 実施例の動作を説明するための平面図（時計方向回転時） 動作を説明するための模式図であって、イは初期状態、ロは反時計方向回転時を分解して示している。

符号の説明

１ 枠体
２ 第１の前後移動部材
３ 第２の前後移動部材
４ 円形溝
５ 直線溝
６ ロッキング部
７ ローラー
８ 駆動ホイール
９ 回転軸
１０ 逃し溝
１１ 往復追従動作装置
１２ ロータリーアクチュエータ
１３ 軸
１４，１４ａ，１４ｂ ロック用溝
１５，１５ａ，１５ｂ 駆動用溝
１６，１６ａ，１６ｂ 逃し兼用当接溝
１７，１７ａ，１７ｂ 逃し兼用当接溝の溝壁

Claims (2)

1. 枠体に並べて案内される直線移動自在の第１、第２の前後移動部材と駆動ホイール及び駆動源を有し、第１と第２の前後移動部材は、これら２つの前後移動部材を突き合わせたとき円形となるロック用溝及び前後移動部材の移動方向と直交する直線の溝となる駆動用溝とそれぞれに逃し溝が形成されており、駆動ホイールは、ロック用溝に嵌る円弧角度が１８０度以上２３０°の円弧状のロッキング部と、駆動用溝に嵌るピンもしくはローラを備え、駆動源は枠体側に取り付けられ、駆動ホイールを１回転以内で往復回転させるものであり、逃し溝は、ロッキング部の回転先端側部との衝突を避ける空間と回転の終端位置にあるロッキング部と接する溝壁を備えていることを特徴とした往復追従動作装置。
2. ロック用溝の一部と駆動用溝を重ね、駆動用溝をロック用溝よりも深くしてあることを特徴とした請求項１記載の往復追従動作装置。

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