JPH02221746A - 直線往復動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〕 本発明は、回転運動を直線往復運動に変換し、その行程
量の無段変化を調節できるようにした直線往復動装置に
関する。

〔従来の技術〕

従来、回転運動を直線往復運動に変換する装置としては
、例えば第４図及び第５図に示すような二重偏心機構が
使用されている。

この直線往復動装置２１は、筺体２２の内部に内歯車２
４が小ねじ２４ｎにより固着されており、該内歯車２４
の２分の１の歯数を有し、これに噛合する外歯車部２５
ｇを備えた駆動ブロック２５が組み付けられている。な
お、内歯車２４と外歯車部２５ｇとのピッチ円２４ｐ、
２５ｐのそれぞれの直径り、ｄの比率は、２：１の関係
にある。（第６図参照） 駆動ブロック２５は、外歯車部２５ｇ後面に、モータの
回転軸（図示省略）に直結固着された人力軸２３に偏心
量Ｈをもって偏心軸支され、回転可能な軸部２５ｊを突
設する一方、前面には、先端部を偏心駆動軸部２５ｈに
形成した駆動腕部２５ｋを突設してなる。なお、外歯車
部２５ｇと偏心駆動軸部２５ｈとの偏心量は、前記偏心
量Ｈと同一の値となっている。また、外歯車部２５ｇは
、外歯車を駆動ブロック２５本体にキーにより固着して
なる。

そして、前記偏心駆動軸部２５ｈは、往復動ブロック２
６の受動環２６Ｕにベアリング２６ｂを介して連結され
ている。なお、第４図ではピストンポンプ４０を片方に
装備している状態を示している。

この往復動ブロック２６は、前記受動環２６Ｕの周外側
に一対の摺動杆２６Ｓを突き合わせ、結合してなるもの
で、前記筺体２２の両側壁に形成された軸受孔２２ａの
軸受２２ｊに摺動杆２６Ｓを支持され、横方向へ往復動
可能となっている。

なお、摺動杆２６Ｓの中心線２６Ｓｃは、前記入力軸２
３の中心線２３ｃと常に６点において直交する位置にあ
゛る。

次に、上記の構成による駆動ブロックの動作について、
第６図の要部概略正面図により説明する。

今、同図１に示すように、内歯車２４に噛合している駆
動ブロック２５に往復動ブロック２６を組み付けるには
、該往復動ブロック２６の中心線２６Ｓｃに６点におい
て直交する平面Ｆ上に外歯車部２５ｇの中心線２５ｇｃ
と偏心駆動軸部２５ｈの中心線２５ｈｃとを位置させ（
この場合、中心線２５ｈｃは６点に一致させる）、該偏
心駆動軸部２５ｈに受動環２６Ｕを外嵌して往復動ブロ
ック２６を設定する。この状態を基準姿勢とし、この姿
勢から発進させる。

そこで、人力軸２３を矢印Ｍ方向へ回転させると、同図
Ｈに示すように、これに伴って外歯車部２５ｇは矢印Ｎ
方向へ連動回転し、その中心線２５ｇｃは６点を中心と
し半径Ｈ（＝ｄ／２＝Ｄ／４）とした円周Ｅ（同図Ｉ参
照）に沿って矢印Ｍ方向へ進む一方、偏心駆動軸部２５
ｈの中心線２５ｈｃ、すなわち受動環２６Ｕの中心線２
６［ＪＣは中心線２６Ｓｃに沿って矢印り方向へ移動す
るので往復動ブロック２６を同方向へ移動させる。続い
て、同図■に示すように、中心線２５ｇｃが中心、ｌ１
２６Ｓｃに交差すると中心線２６Ｕｃは、同図■に示す
ように、内歯車２４のピッチ円２４ｐに対向する中心線
２６Ｓ（、のａ点に一致する。更に外歯車１１１２５ｇ
の回転が進むと中心線２６ＵＣは引き返して矢印Ｒ方向
へ進み、６点を通過して右方でピッチ円２４ρに対向す
る中心線２６３Ｃのｂ点に一致する。更に外歯車部２５
ｇの回転が進むと中心線２６υＣは引き返し、中心線２
５ｇｃが前記平面Ｆ上に一致する基準姿勢に復帰したと
ころで中心線２６０ｃも６点に復帰し往復動ブロック２
６の２行程量作が終了する。

すなわち、人力軸２３の１回転により往復動ブロック２
６は１往復するわけで、この場合の行程量はａ点とｂ点
との距離、つまり内歯車２４の直径Ｄ　（＝４８）の寸
法となる。

（発明が解決しようとする課題） 従来の直線往復動装置は、往復動ブロックの行程量が内
歯車のピッチ円直径（偏心量の４倍）となり、しかもこ
れに限定されるため、行程量を変更するには、内歯車、
駆動ブロック及び入力軸等の構成部品を寸法の異なった
ものに交換しなければならず、しかも、各中心線間の偏
心量の誤差は組付は後、４倍の行程量誤差となるため、
両偏心量は精密加工により完全に一致させる必要があり
、もし、一致していなければ無理が生じ円滑な直線往復
動を行わず、摺動面にかじ、りが発生し機能しなくなり
、また、内歯車への外歯車部の組付けは基準姿勢以外で
は不可能であるという問題点がある。、 本発明は、上記の問題点に着目してなされたもので、直
線往復動の行程量を、停止中、運転中を問わず外部操作
により、自在に無段階変化させて正確な値に設定できる
だけでなく、異なった二重偏心量を有する構成部品にお
いても円滑に機能し、しかも内歯車のピッチ円直径に限
定されない長行程量が得られ、かつ、かじりや無理を生
じないばかりか、内歯車に対し任意の位置で外歯車部を
組み付けできる直線往復動装置を提供することを目的と
する。

（課題を解決するための手段） 本発明に係る直線往復動装置は、外壁に行程量調節手段
を備えた筺体に回動可能に内設された内歯車と、該内歯
車の２分の１の歯数を有しこれに噛合する外歯車部、駆
動源の回転軸に直結する人力軸に回動可能に連結する軸
部及び偏心駆動軸部を有する駆動腕部とから形成された
駆動ブロックと、前記偏心駆動軸部に回転可能に結合す
る摺動駒を縦方向に摺動させ保持する受動枠及び該摺動
枠の両側に突き合わして固着される摺動杆からなる往復
動ブロックと、前記筺体前面に付設され、前記往復動ブ
ロックを横方向へ摺動させ保持する前部金具とにより構
成したものである。

（作用） 本発明における直線往復動装置においては、人力軸の回
転により連動逆回転する駆動ブロックの偏心駆動軸部が
、回転可能に結合している摺動駒を受動枠内で縦方向へ
摺動させつつ押したり引いたりして往復動させることに
より往復動ブロックを横方向へ往復動させる。

また、行程量調節手段を操作して摺動駒の移動する軌跡
の方向を変更することにより、往復動ブロックの行程量
を自在に選定することができ、前記方向が摺動杆の中心
線に平行な場合に最大値が得られ、直交時には最小とな
る。なお、人力軸の１回転につき１行程が行われるので
、往復の速度は最大行程時最高となり、最小行程時最低
となる。

なお、内歯車への外歯車部の組付けは任意の位置で行い
、行程量調節手段を操作すれば、駆動ブロックを所望の
姿勢に設定することができる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

まず、構成を述べる。

本実施例の直線往復動装置１は、第１図に見られるよう
に、可変容量定圧ピストンポンプ４０に通用したもので
、筺体２に回動可能に内設された内歯車４と、該内歯車
４にその２分の１の歯数を存し噛合する外歯車部５ｇ、
該外歯車部５ｇの後面に突出して人力軸３に偏心量〇ｌ
　　（外歯車のピッチ円５ｐの半径に相当する。第３図
■参照）をもって偏心軸支される回転可能な軸部５ｊ及
び前記外歯車部５ｇの前面に突設された駆動腕部５にと
からなる駆動ブロック５と、該駆動ブロック５により横
方向に摺動する往復動ブロック６と、前記筺体２の前面
に付設され、前記往復動ブロック６を摺動させ保持する
前部金具７と、筺体２の上部外壁に設けられ、前記内歯
車４を回動し位置決めさせて往復動ブロック６の行程量
を調節する行程量調節手段８とにより主要構成されてい
る。

筺体２は、上部外壁にウオーム歯車ケース２ｗを形成し
ていて、手動ハンドル８Ｈを有するウオーム８Ｗを内設
するとともに、該ウオーム８Ｗに噛合するウオームホイ
ール歯４ｗを外周に刻設した内歯車４を保持している。

また、第２図に示すように、筺体２の後面に駆動源とし
て取付金具３２を介して装着されたモータ３０の回転軸
３１に外嵌してキー３ｋにより固着された人力軸３をベ
アリング３ｂ、３ｄを介して保持している。

駆動ブロック５は、その軸部５ｊを人力軸３の前面に穿
設された偏心軸穴３ａにベアリング５ｂを介して装着さ
れており、軸部５ｊの中心線、すなわち、外歯車部５ｇ
の中心線５ｇｃは、人力軸３の中心線３ｃに対し偏心量
Ｈ３をもって偏心されている。

なお、外歯車部５ｇのピッチ円５ｐ直径ｄは、内歯車４
のピッチ円直径りの２分の１であり、前記偏心ｉｔ　ｉ
’ｉ　ｌは、前記ピッチ円５ｐ直径ｄの２分の１に等し
い。

また、駆動腕部５にの先端部は、偏心駆動軸部５ｈを形
成しており、その中心線５ｈＣは、前記中心線５ｇｃに
対し偏心量Ｈ２（Ｈｌ　＋α）をもって偏心されている
。（第３図■参照）往復動ブロック６は、前記偏心駆動
軸部５ｈとベアリング６ｂを介して結合する摺動駒６Ｋ
を縦方向に摺動保持する案内溝６ｍを備えた受動枠６Ｗ
と、該受動枠６Ｗの両性側に前記案内ｔＲ６ｍに対し直
角をなして結合される一組の摺動杆６Ｓとからなる。

前部金具７は、前記筺体２の前面に付設される保持枠７
Ｗと、その前面を蔽って取り付けられる蓋板７Ｆとから
なり２上下内面に前記受動枠６Ｗを横方向へ摺動する案
内機構として案内溝７ｍを形成するとともに、保持枠７
Ｗの両側壁に摺動杆６Ｓを貫通させ保持する軸受孔７ａ
及び軸受７ｊを設けている。

そして本実施例では、一方の軸受孔７ａには、ｔｎ記ピ
ストンポンプ４０のシリンダ４１が連結されるとともに
、その側の摺動杆６Ｓの先端には、ピストン４２が取り
付けられている。

なお、前記摺動杆６Ｓの中心線６Ｓｃは、人力軸３の中
心線３Ｃと常に０点において直交する位置にある。

ちなみに、面記ピストンポンプ４０において、４３は吸
入口、４４は吸入弁、４５は排出弁、４６は排出口であ
る。

次に、要部の組立について述べる。

内歯車４に噛合している駆動ブロック５に往復動ブロッ
ク６を組み付けるには、まず、筺体２の前面に保持枠７
Ｗを付設する。そして、第３図工に示すように、前記０
点において摺動杆６Ｓの中心線６Ｓｃに直交する平面Ｆ
上に外歯車部５ｇの中心線５ｇｃと偏心駆動軸部５ｈの
中心線５ｈｃが位置するようにした駆動ブロック５の基
準姿勢をとらせる。ただし、内歯車４と外歯車部５ｇと
の組付けは、任意の位置で行い、行程量調節手段８を操
作して駆動ブロック５に基準姿勢をとらせてもよい。

偏心量がＨ，＝Ｈ２の場合、この基準姿勢では中心線５
ｈｃは入力軸３の中心線３Ｃと一致している。そこで、
受動枠６Ｗの案内溝６ｍに保持された摺動駒６Ｋをベア
リング６ｂを介して偏心駆動軸部５ｈの外嵌結着すると
ともに、受動枠６Ｗを保持枠７Ｗの案内溝７ｍに設定し
、両軸受孔７ａから貫入させた摺動杆６Ｓを受動枠６Ｗ
に連結した後、蓋板７Ｆを取り付ける。

上記組立となっているので、この基準姿勢において、人
力軸３が矢印Ｍ方向へ回転すると、連動して矢印Ｎ方向
へ駆動ブロック５が回転し、その偏心駆動軸部５ｈの中
心線５ｈＣ，すなわち同中心線を有する摺動駒６にはＩ
Ｊ動杆６Ｓの中心線６ＳＣに沿って矢印し方向へ移動し
受動枠６Ｗを介して摺動杆６Ｓを同方向へ移動させる。

そして外歯車部５ｇの中心線５ｇｃが基準姿勢位置から
９０度回って前記中心線６Ｓｃと直交する位置に来たと
き摺動駒６にの中心線５ｈｃは、内歯車４のピッチ円４
Ｐ上に達しており、そのときの中心線６Ｓｃとの交点は
ａ点である。更に外歯車部５ｇが１８０度進んだところ
で摺動駒６には矢印Ｒ方向へ移動して０点に戻り、続い
て２７０度進んだところで０点につき対称位置のｂ点に
達し、ｂ点から引返して再び矢印り方向へ向い、外歯車
部５ｇが中心線５ｇｃｖ−而Ｆ上に面ったとき摺動駒６
には０点に復帰している。この一連の摺動駒６にの往復
動の軌跡は直線ａｂとなっていて、その長さは内歯車４
のピッチ円直径りと等しく、これが往復動ブロック６の
最大行程量に該当している。この最大行程量Ｓ、１８は
、２　（Ｈ，＋Ｈ，）＝４８＋　＝Ｄ　（Ｈ＋　＝８２
につき）である。ただし、以上の動作は、従来例と同様
である。

次に、往復動ブロック６の行程量Ｓを調節するには、手
動ハンドル８Ｈを操作してウオーム８Ｗ及びウオームホ
イール歯４Ｗにより、前記基準姿勢から例えば矢印Ｑ方
向へ内歯車４を、同図Ｈに示すように角度βだけ回動す
ると、これに追従して外歯車部５ｇと人力軸３とは一体
となって回動し、中心線５ｇｃ及び偏心駆動軸部５ｈの
中心線５ｈｃを含む平面Ｆ１と基準姿勢の平面Ｆとは円
周角β度を形成する。このとき前記中心線５ｈｃは０点
に一致したままである。

この前記平面Ｆ、を初期姿勢の平面として入力軸３を回
転した場合、摺動駒６にの中心線５ｈｃは平面Ｆ１に対
し直角方向に移動するので、その軌跡となる直線ｅｆ　
（＝Ｄ）は、摺動杆６Ｓの中心線６ＳＣに対して０点を
通り、角度βだけ傾斜していることとなる。したがって
、入力軸３の回転に伴って摺動駒６には受動枠６Ｗの案
内溝６ｍ内を慴動して直線ｏｆを辿る動作を行うが、受
動枠６Ｗの横方向の移動量、すなわち往復動ブロック６
の行程量Ｓは、５＝Ｄ−ｔａｎβとなり、ｔａｎβの値
は１〜０であるため、β＝９０度の場合にはＳ＝０とな
り、直線ｅｆは基準姿勢の平面Ｆに重なり摺動駒６には
０点の垂直方向に上下するだけなので、往復動ブロック
６は不動である。

また、β＝０度の場合は、ｔａｎβ＝１の基準姿勢であ
り、前述したとおりＳ＝Ｄで、最大行程量Ｓ、□が得ら
れる。

また、偏心量においてＨ２＝Ｈ１＋αの場合には、摺動
駒６にの描く軌跡は、同図ｍに示すように、厚み２αで
長手方向の中心線ｇｈｃの長さが　２　　（Ｈｌ　　＋
Ｈ２）　　＝２　　（Ｈ鳳　＋　Ｈ，＋　α　）　＝４
８、＋２α＝Ｄ＋２αである凸レンズ縦断面の外周線Ｇ
となり、前記中心線ｇｈＣは常に０点をその中心点に置
いている。

そして、基準姿勢において人力軸３を回転したとき最大
行程量Ｓ、、、＝Ｄ＋２αが得られ、行程量調節に際し
ては初期姿勢の平面Ｆ１と基準姿勢の平面Ｆとのなす角
度βにより行程量Ｓ＝　（Ｄ＋２α）　ｔａｎβで得ら
れるが、摺動駒６にの移動軌跡が凸レンズ状であるため
、前記平面Ｆに平行で距離αの２平面Ｆ、、Ｆ３間に前
記中心線ｇｈｃの両端が位置する場合、行程量Ｓは２α
の近似値であり、β＝１８０度のとき最低行程量Ｓ、。

が２αとして得られる。

なお、行程量の調節は、人力軸３の停止中９回転中を問
わず行うことができる。

また、行程量調節手段として本実施例ではウオーム機構
を用いたが、これに限定されるものでなく、内歯車の外
周に凸部を設け、該凸部に回動可能なてこ棒を取り付け
、放射線方向に起立させて内歯車を回動するてことして
用いる一方、これを倒して外筐周縁に刻設した複数の凹
部の１つに係止して固定する機構など、その他種々の手
段が考えられる。

さらにまた、本実施例では要部の組立に際し、最初に駆
動ブロック５の基準姿勢をとらせるように、内歯車４に
外歯車部５ｇを噛み合わせているが、まず駆動ブロック
５を任意の姿勢で内歯車４に組み付けた後、行程量調節
手段８を操作して内歯車４を回動し、基準姿勢にすれば
よく、従来のように、最初の組付けは５基準姿勢の場合
のみ一つに限定されるに対し、任意の姿勢で組み付けす
ることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明は、筺体内に内歯車を設け
、該内歯車の２分の１の歯数を有する外歯車部を備えた
駆動ブロックと横方向に摺動する往復動ブロックとの連
結を、縦方向に摺動可能とした受動枠に設けた摺動駒を
介して行い、かつ、行程量調節手段により往復動ブロッ
クの行程量を入力軸の１回転において適宜に選定できる
構成としたため、二重偏心の相互の偏心量を一致させる
必要がなくなり、伝動における誤差や無理は受動枠で吸
収緩和されるので摺動面にかじりは発生しない。また、
外歯車部の偏心量よりも偏心駆動軸部の偏心量を大きく
することにより２装置全体を小型化することができる。

なお、内歯車への駆動ブロックの組付けは、内歯車の任
意の位置で行うことができ、極めて簡便である。

さらになお、行程量が選定できることから、行程量の微
調整も可能となり、正確な行程量を常に得られるだけで
なく、ピストンポンプに適用した場合には、運転中、停
止中を問わず即座に流量の無段階変化を行うことが可能
となっている。また、行程量だけでなくそのストローク
速度も無段階に変化させることができるので、鋸盤に適
用した場合には、硬質ワークや軟質ワークにそれぞれ適
した切削速度を自在に選定できるなど数々の効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例の直線往復動装置の一
部切断正面図、第２図は、同じく要部切断側面図、第３
図は、同じく駆動ブロックの動作を説明するための要部
を示す概略正面図で、同図工は、二重偏心量が等しい条
件における基準姿勢の場合の図、同図■は、同じく外歯
車部が基準姿勢から円周角β度進められて行程量を調節
された場合の図、同図ｍは、偏心駆動軸部の偏心量が外
歯車部の偏心量が大きい条件における基準姿勢の場合と
、行程量調節の場合との図、同図■は、同じく外歯車部
が基準姿勢から円周角９０度進められて最小行程量を得
る場合の図、第４図は、従来の直線往復動装置の駆動ブ
ロックが最左端に達した姿勢におけるピストンポンプ装
着の場合の横断平面図、第５図は、同じく往復動ブロッ
クが中間位置にある場合の一部切欠縦断正面図、第６図
は、同じく駆動ブロックの動作を説明するための要部を
示す概略正面図で、同図工は、基準姿勢の場合の図、同
図■は、外歯車部が基準姿勢から円周角４５度進んだ場
合の図、同図■は、同じく９０度進んだ場合の図である
。 １−−−−−−直線往復動装置 ２−−・−筺体 ３・・・−・入力軸 ４−−−−−内歯車 ５−−−−−駆動ブロック ５　ｇ　−−−−−外歯車部 （３−−−一軸部 ５　ｋ　−−−−一駆動腕部 ５　ｈ　−・・・−偏心駆動軸部 ６−−−−−一往復動ブロック ６に−・−摺動駒 ａ　Ｗ　−−−−−受動枠 Ｓ　Ｓ　−・・−摺動杆 ７・・・−前部金具 ７　Ｗ　−−−−一保持枠 ７ｍ・・・・−案内溝 ７ａ・−・−軸受孔 ７Ｆ−一・−蓋板 ８・−・−行程量調節手段 ３０−−モータ ３１−−−一回転軸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 筺体に回動可能に内設された内歯車と、該内歯車の２分
   の１の直径を有しこれに噛合する外歯車部及び該外歯車
   部後面に突出して入力軸に偏心軸支される軸部並びに外
   歯車部前面に突設され先端に偏心駆動軸部を形成した駆
   動腕部とからなる駆動ブロックと、前記偏心駆動軸部を
   回転可能に保持する摺動駒及び該摺動駒を縦方向に直線
   摺動させる受動枠並びに該受動枠の両外側に前記縦方向
   に対し直角をなして結合する複数の摺動杆とからなる往
   復動ブロックと、前記筺体の前面に付設され受動枠に横
   方向の往復動をさせる案内機構及び摺動杆を貫通させ保
   持する軸受孔を設けた保持枠に蓋板を取り付けてなる前
   部金具と、筺体外壁に設けられ前記内歯車を回動して往
   復動ブロックの行程量を変化させる行程量調節手段と、
   駆動源の回転軸に連結固着される前記入力軸とにより構
   成したことを特徴とする直線往復動装置。