JP6787276B2

JP6787276B2 - 連結機構

Info

Publication number: JP6787276B2
Application number: JP2017156387A
Authority: JP
Inventors: 純貴西野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2017-08-14
Filing date: 2017-08-14
Publication date: 2020-11-18
Anticipated expiration: 2037-08-14
Also published as: JP2019035451A

Description

本発明は、連結機構に関するものである。

特許文献１には、駆動力を伝達するための連結機構が開示されている。詳細には、特許文献１の連結機構は、通常時では、カムのローラがハウジングの定着溝に嵌合されることで、回転部材の駆動力がハウジングに伝達可能であり、回転部材に一定大きさ以上の外力が印可された過負荷時は、カムのローラがハウジングの定着溝から抜け出すことで、回転部材の駆動力を逃がす構成とされている。

特開２００９−２２０２６６号公報

特許文献１の連結機構は、回転部材の駆動力を逃がすことはできるが、他のハウジングに組み替えて、カムを介して当該他のハウジングを回転部材と連結できる構成ではない。つまり、特許文献１の連結機構は、駆動力の伝達部を他の被伝達部と組み替えて連結することができない。そのため、特許文献１の連結機構をワークの加工装置に用いた場合、被伝達部を組み替えて複数の加工に対応することができない。

本発明の目的は、複数の加工に対応することができる連結機構を実現することである。

本発明に係る連結機構は、駆動源と、精密部品を加工する加工部材とを連結する連結機構であって、前記連結機構は、前記駆動源に連結される第１連結部材と、第１の回転軸を中心に公転する複数の前記加工部材にそれぞれ連結される第２連結部材と、を備え、前記第１連結部材および前記第２連結部材のいずれか一方は、前記第１の回転軸を中心とする円弧片を有し、前記第１連結部材および前記第２連結部材のいずれか他方は、前記円弧片が嵌合される被嵌合部を有し、前記被嵌合部に前記円弧片が嵌合された状態で、前記駆動源の駆動力を前記加工部材に伝達して第２の回転軸を中心に当該加工部材を回転させ、前記被嵌合部における前記第１の回転軸を中心とする周方向の両端は、前記加工部材が公転したときに前記円弧片を前記被嵌合部に挿入又は前記被嵌合部から抜去するための開放部を有することを、特徴としたものである。

本発明に係る連結機構においては、駆動源に第１連結部材が連結されており、加工部材に第２連結部材が連結されている。第１連結部材および第２連結部材のいずれか一方は、第１の回転軸を中心とする円弧片を有しており、第１連結部材および記第２連結部材のいずれか他方は、円弧片に嵌合される被嵌合部を有する。このため、第１連結部材と第２連結部材は嵌合する。そして、第１連結部材と第２連結部材とが嵌合されると、駆動源の駆動力を加工部材に伝達して当該加工部材を第２の回転軸を中心に回転させる。さらに、被嵌合部における周方向の両端は、加工部材が第１の回転軸を中心に公転した際に円弧片を被嵌合部に挿入又は被嵌合部から抜去するための開放部を有している。
このため、本発明に係る連結機構では、加工部材が第１の回転軸を中心に公転することによって、駆動源に連結される加工部材を組み替えることができ、複数の加工に対応することができる。

本発明により、複数の加工に対応することができる連結機構を提供することができる。

本実施形態に係る連結機構を用いた加工システムの全体図である。図１に示した加工治具の構成を示す斜視図である。本実施形態に係る第１連結部材の斜視図である。本実施形態に係る第２連結部材の斜視図である。図３に示した第１連結部材と図４に示した第２連結部材が嵌合したときの斜視図である。

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載および図面は、適宜、簡略化されている。

図１は、本実施形態に係る連結機構を用いた加工システム１の全体構成を示し、水平面上に置いた加工システム１の斜視図である。図１に示すように、加工システム１は、回転台２０と、駆動部３０と、加工治具４０と、を備える。なお、図１には加工治具４０が４個の例を示しているが、加工治具４０の個数は４個に限らない。

回転台２０は、加工システム１の最下部に位置し、加工治具４０を載置する台である。回転台２０の上面は、略水平である。回転台２０は、図示しないモータで駆動されて回転軸Ｃ２を中心に回転する。回転軸Ｃ２は鉛直方向に延在しており、大凡、回転台２０の中心を通っている。

駆動部３０は、加工システム１の最上部に位置し、加工治具４０に駆動力を伝える。駆動部３０は、駆動源３１と、駆動源３１の出力部に連結された第１連結部材３２と、を備える。駆動源３１は、図示しないモータや減速機を備えており、駆動回転軸Ｃ３を中心に第１連結部材３２を回転させる。駆動回転軸Ｃ３は鉛直方向に延在しており、大凡、第１連結部材３２の中心を通っている。

図１において、駆動源３１の上部は省略されているが、駆動源３１は、回転台２０の回転に伴って公転しないように固定されている。例えば、駆動源３１は、加工システム１全体を格納する筐体の天井に連結されていてもよいし、回転台２０の回転に伴って公転しない支持部材に連結されていてもよい。

加工治具４０は、駆動部３０から駆動力を受け、精密部品であるワークの加工等を行う。加工治具４０は、大凡、回転台２０の上面で回転軸Ｃ２を中心とする同一円周上に複数配置されており、回転台２０の回転に伴って回転軸Ｃ２の中心として公転する。加工治具４０は、第１連結部材３２と嵌合され、且つ第１連結部材３２とで連結機構を構成する第２連結部材４１を備える。すなわち、駆動部３０と加工治具４０とは、第１連結部材３２が第２連結部材４１と嵌合されることで連結される。そして、第１連結部材３２が第２連結部材４１と嵌合された状態で、駆動部３０の駆動力が加工治具４０に伝わり、ワークの加工が行われる。

このような加工システム１は、詳細は後述するが、加工するワークに応じて、回転台２０を回転させることで加工治具４０を連続的に切り替える。

次に、図２を用いて、本実施形態に係る加工治具４０の具体的な構成の例を説明する。図２は、図１で示した加工治具４０を水平面上に置いたときの斜視図である。図２に示す加工治具４０は、針金状のワークＷ（例えば、バスバーなどの精密部品）を金型に押し当てて、金型に沿った形状に加工する。図２に示すように、加工治具４０は、第２連結部材４１と、第２連結部材４１から下方に延びる軸部４２と、ステージ上段４３と、押し当て部（加工部材）４４と、ステージ下段４５と、複数の支柱４６と、金型部４７と、を備える。

第２連結部材４１は、押し当て部４４と軸部４２を介して連結されている。軸部４２は、ステージ上段４３に形成された貫通孔を貫通しているとともに、ステージ上段４３に、加工回転軸Ｃ４の周りに回転可能に保持されている。換言すると、ステージ上段４３は、第２連結部材４１と軸部４２とを、加工回転軸Ｃ４を中心に回転可能に支持している。加工回転軸Ｃ４は鉛直方向に延在しており、大凡、第２連結部材４１の中心を通っている。

軸部４２の下端部は、押し当て部４４の上端部と連結されている。このため、第２連結部材４１が加工回転軸Ｃ４を中心に回転すると、軸部４２を介して回転が伝わり、押し当て部４４も加工回転軸Ｃ４を中心に回転する。

ステージ下段４５は、ステージ上段４３の下方において、複数の支柱４６を介してステージ上段４３と対向配置されており、ステージ下段４５の上面に金型部４７が固定されている。金型部４７は、ワークＷを加工したい形に沿った溝が形成された斜面を備える。また、押し当て部４４の底部も、金型部４７の斜面と対応する斜面を有しており、押し当て部４４の回転によって、斜面同士は重なることができる。

ワークＷを加工する際は、例えば、ワークＷを図示しない固定治具によって固定し、押し当て部４４の底面と金型部４７の斜面の間にワークＷの被加工部を設置する。その状態で、押し当て部４４を回転させると、ワークＷの被加工部は押し当て部４４によって金型部４７の斜面に押し当てられ、金型部４７の溝に沿って変形する。このようにして、加工治具４０はワークＷを所定の形に加工することができる。

次に、図３〜図５を用いて、本実施形態に係る第１連結部材３２と第２連結部材４１の具体的な構成の例を説明する。
図３は、図１における第１連結部材３２を下から見たときの斜視図である。図３に示すように、第１連結部材３２は、例えば、本体部３２１と、本体部３２１の下面から突出した円弧片３２２と、を備える。円弧片３２２は、第２連結部材４１と嵌合する嵌合部に相当する。円弧片３２２の形状は、回転台２０の回転軸Ｃ２から駆動部３０の駆動回転軸Ｃ３までの距離を半径とし、且つ回転軸Ｃ２を中心とした円弧Ａ２に沿っている。つまり、円弧片３２２は、回転軸Ｃ２を中心とする円弧状である。

図４は、図１における第２連結部材４１を上から見たときの斜視図である。図４に示すように、第２連結部材４１は、例えば、本体部４１１と、本体部４１１の上面に設置された複数の内ローラ４１２および複数の外ローラ４１３と、を備える。図４の二点鎖線で囲まれた領域４１４は、第１連結部材３２と嵌合する被嵌合部に相当し、円弧片３２２の少なくとも一部が内接する形状を有する。また、領域４１４における円弧Ａ２に沿った両端（すなわち、領域４１４における回転軸Ｃ２を中心とする周方向の両端）は開放されており、円弧片３２２を領域４１４に挿入又は領域４１４から抜去するための開放部に相当する。
内ローラ４１２と外ローラ４１３とは、領域４１４に外接し、対向配置されている。図４の円弧Ａ２は、図３の円弧Ａ２と同一の形状である。

図５は、連結機構の第１連結部材３２と第２連結部材４１とが嵌合したときの斜視図である。なお、図５において外部から見えない部分については破線で表している。
第１連結部材３２の駆動回転軸Ｃ３と第２連結部材４１の加工回転軸Ｃ４とが重なるように、第１連結部材３２の円弧片３２２が第２連結部材４１の領域４１４に嵌合されると、図５に示すように、円弧片３２２における回転軸Ｃ２を中心とする径方向内側の面が第２連結部材４１の内ローラ４１２に接触し、円弧片３２２における回転軸Ｃ２を中心とする径方向外側の面が第２連結部材４１の外ローラ４１３に接触する。これにより、駆動源３１が駆動すると、第１連結部材３２、第２連結部材４１及び軸部４２を介して、駆動源３１の駆動力が押し当て部４４に伝達される。そして、押し当て部４４は、駆動回転軸Ｃ３及び加工回転軸Ｃ４を中心に回転してワークＷの被加工部を金型部４７に押し当てる。

次に、他の加工治具４０を用いて異なるワークを加工する際の流れを説明する。１つのワークＷの加工が終了すると、例えば、駆動部３０の駆動力、又はバネなどの弾性体の弾性力によって、第１連結部材３２の円弧片３２２は、回転軸Ｃ２を中心とした円弧上に復帰する。
この状態で、回転台２０を回転させる。これにより、回転軸Ｃ２を中心に、現在、使用している加工治具４０は公転する。このとき、第２連結部材４１の領域４１４における回転軸Ｃ２を中心とする周方向の両端に開放部を備えているので、加工治具４０の公転に伴って、第１連結部材３２の円弧片３２２は、第２連結部材４１の一方の開放部から抜去される。
それと共に、他の加工治具４０も公転し、他の加工治具４０における第２連結部材４１の他方の開放部から第１連結部材３２の円弧片３２２が挿入される。

このように本実施の形態の連結機構は、加工治具４０を公転させると、他の加工治具４０を駆動部３０に容易に連結することができる。そのため、本実施の形態の連結機構は、他のワークＷを加工する際に容易に対応することができる。
しかも、他のワークＷを加工するために連結機構を分解して、駆動部と他の加工治具とを連結する場合に比べて、加工治具４０の切り替え時間を短縮することができる。
また、本実施の形態の連結機構は、加工治具４０を公転させる際に、第１連結部材３２の円弧片３２２と内ローラ４１２及び外ローラ４１３とが接触した状態で当該内ローラ４１２及び外ローラ４１３が回転するので、連結機構のガタが少なく、摩耗を抑制できる。さらに、第１連結部材３２の円弧片３２２が回転軸Ｃ２を中心とした円弧上に精度良く復帰しなくても、内ローラ４１２及び外ローラ４１３が回転して、第１連結部材３２の円弧片３２２を第２連結部材４１の領域４１４に良好に導くことができる。

以上のように、本発明に係る連結機構では、それぞれ異なる押し当て部４４および金型部４７を備えた複数の加工治具４０が回転軸Ｃ２を中心に公転することによって、駆動源３１に連結される加工部材を組み替えることができ、複数の加工に対応することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本実施形態では、第１連結部材３２が円弧片３２２を有し、第２連結部材４１が被嵌合部を有する構成について説明したが、第２連結部材４１が円弧片３２２を有し、第１連結部材３２が被嵌合部を有する構成であっても構わない。

また、本実施形態では、第２連結部材４１の領域４１４に外接するように内ローラ４１２と外ローラ４１３を対向配置させたが、被嵌合部と開放部を備える構成であれば、上記の例に限らない。例えば、第２連結部材４１は、内ローラ４１２および外ローラ４１３の代わりに、円弧片３２２における回転軸Ｃ２を中心とする径方向内側の面及び径方向外側の面に略面接触可能であり、且つ回転軸Ｃ２を中心とする周方向が開放された嵌合溝を備えていてもよい。この場合は、第１連結部材３２の円弧片３２２と第２連結部材４１の被嵌合溝とが面接触するため、より確実に駆動力を伝達することができる。

１加工システム
２０回転台
３０駆動部
３１駆動源
３２第１連結部材
４０加工治具
４１第２連結部材
４２軸部
４３ステージ上段
４４押し当て部
４５ステージ下段
４６支柱
４７金型部
３２１本体部
３２２円弧片
４１１本体部
４１２内ローラ
４１３外ローラ
４１４領域
Ａ２円弧
Ｃ２回転軸
Ｃ３駆動回転軸
Ｃ４加工回転軸
Ｗワーク

Claims

駆動源と、精密部品を加工する加工部材とを連結する連結機構であって、
前記連結機構は、前記駆動源に連結される第１連結部材と、第１の回転軸を中心に公転する複数の前記加工部材にそれぞれ連結される第２連結部材と、を備え、
前記第１連結部材および前記第２連結部材のいずれか一方は、前記第１の回転軸を中心とする円弧片を有し、
前記第１連結部材および前記第２連結部材のいずれか他方は、前記円弧片が嵌合される被嵌合部を有し、前記被嵌合部に前記円弧片が嵌合された状態で、前記駆動源の駆動力を前記加工部材に伝達して第２の回転軸を中心に当該加工部材を回転させ、
前記被嵌合部における前記第１の回転軸を中心とする周方向の両端は、前記加工部材が公転したときに前記円弧片を前記被嵌合部に挿入又は前記被嵌合部から抜去するための開放部を有する、
連結機構。