JPH03209043A - 直線往復駆動部材の回転運動変換装置 - 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、直線的に往復運動する部材を回転運動へ変換
する為の直線往復駆動部材の回転運動変換装置に関する
もので、各種産業用機械に使用される． 〔従来の技術〕 一般的に良く使用される直線往復駆動部材の回転運動変
換装置は、直線的に往復動ずる往復駆動軸と、往復駆動
軸の中心線の延長上に回転自在に支持された回転板と、
往復駆動軸の中心と、回転板の軸心より離れた位置とを
連結する連設棒とにより構成される．（例えば現代工学
社編「現代機械技術の実例機構便覧（上巻）第２０５頁
，第３２１頁に示される．） 〔発明が解決しようとする課題〕 かかる従来の直線往復駆動部材の回転運動変換装置によ
ると、 ■回転板と連設棒との連結部は，往復駆動軸の移動時（
往動時又は復動時）において、回転板の中心を通る線に
よって区分される回転板の片側半円部分より他側半円部
分迄移動させる必要があり、これによると往復駆動軸の
移動ストロークを一定以上の大ストロークとする必要が
ある．従って往復駆動軸のストロークに制限を受けるも
ので、特に移動ストロークが小なる往復駆動軸への適用
が困難なものである． ■連設棒は、往復駆動軸及び回転板の外側方へ配置され
るものでこれによると装置自体が大型化する傾向にあっ
て、装置自体をコンパクトにまとめる点で不都合であり
、且つ設計的自由度が阻害される． ■連設棒は、往復駆動軸，回転板と回転自在に支持する
必要があり、軸受部の費用が増加するとともにこれらを
軸支させる為の作業工数が増加し、製品のコスト高を招
来して好ましいものでない． ■連設棒の長千軸心方向における長さは、作動上比較的
長くなるもので、これによると往復駆動軸の軸心方向の
長さを短くすることが困難となるもので装置自体をコン
パクトにまとめることが困難なものである． 本発明になる直線往復駆動部材の回転運動変換装置は、
直線往復駆動部材の往復移動ストロークが比較的小であ
っても確実に直線運動を回転運動へと変換し得る前記装
置を提供するとともに装置自体が小型でしかも部品点数
が少なく安価な直線往復駆動部材の回転運動変換装置を
提供することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するために、本発明の直線往復駆動部材
の回転運動変換装置においては、直線的に往復移動する
往復軸の端部に円盤を一体的に配置し、円盤の端面に、
円盤の中心より外周に向かって放射状に等間隔の歯を穿
設した爪部を備えた直線往復駆動部材と； 軸受部に回転自在に支持された回転軸の端部に円盤を一
体的に配置するとともに円盤の端面に、一端が円盤の端
面に固定され、他端が自由状態で端面より突起し、円盤
の端面に対して一定方向に傾斜α゜する弾性材料よりな
る片持ち羽根部を備えた回転変換部材と；よりなり 直線往復駆動部材の爪部に回転変換部材の片持ち羽根部
を対応して配置し、直線往復駆動部材の往動作によって
爪部にて片持ち羽根部を押圧し、直線往復駆動部材の復
動作によって爪部による片持ち羽根部の押圧を解除させ
たものである．〔作用〕 直線往復駆動部材の往動作によって、爪部が回転変換部
材の片持ち羽根部を押圧すると、片持ち羽根部の自由端
が爪部に引掛って固定された状態で片持ち羽根部の自由
端は弾性的に曲げられる．これによると片持ち羽根部の
固定端においては片持ち羽根部の自由端における曲げに
相当する反力が回転変換部材に伝達され、回転可能状態
にある回転変換部材が回転する． 一方、直線往復駆動部材の復動作によって、爪部が回転
変換部材の片持ち羽根部より離れ、その押圧を解除する
と、片持ち羽根部は原位置の自由状態に復帰する．この
直線往復駆動部材の復動作時において、回転変換部材に
対し片持ち羽根部は何らの力を付与するものでなく、回
転変換部材の回転は停止する．そして以後直線往復駆動
部材の往復動作を連続的に繰り返すことによって回転変
換部材は回転することになる． 〔実施例〕 以下、本発明になる直線往復駆動部材の回転運動変換装
置の一実施例を第１図〜第４図によって説明する． ■は第１図において垂直方向に往復移動する往復軸であ
って、往復軸ｌの下端部には円盤２が一体的に取着され
る．また、この往復軸１は回転を不能とし直線往復移動
のみ許容させたもので、例えば往復軸ｌの側方に垂直方
向にのびるスプライン軸ＩＡが突起して形成されるとと
もに、往復軸１の外周を支持する軸受部３に垂直方向の
スプライン孔３Ａが穿設されるもので往復軸ｌは、この
スプライン軸ＩＡとスプライン孔３Ａによって、垂直方
向の往復動は許容されるが回転をすることを抑止される
． 円盤２の下側の端面２Ａには端面２Ａの全面に渡って爪
部２Ｂがきざまれるもので、この爪部２Ｂは，円盤の中
心Ａより外周に向かって放射状（Ａ　−　Ａ）に等間隔
の歯が穿設されるもので、例えばピッチ円が平面となっ
た冠歯車、フェースギャ、等である．（この状態は第２
図によく示される．尚、歯の形状には限定されない．）
以上述べた爪部２Ｂを備えた円盤２が取着された往復軸
１にて直線往復駆動部材Ｓが形成される．４は例えばベ
アリング等の軸受部５に回転自在に支持された回転軸で
あり、回転軸４の上端部には直線往復駆動部材Ｓの円Ｉ
Ｉ１２の端面２Ａに対応する円盤６が一体的に取着され
る．この回転軸４は直線往復移動（垂直方向の移動）を
不能とし回転のみを許容したものである． そして、直線往復駆動部材Ｓの円盤２の端面２Ａに対向
する円盤ｔ６の端面６Ａには、円盤６の端面６Ａの中心
Ｂより外周に向かう放射線Ｂ−Ｂ上にあって、一端が円
＠６の端面６Ａに固定され、他端が自由端部６Ｃとして
自由状態で端面６Ａより突起する片持ち羽根部６Ｂが複
数、間隔をもって設けられる．そして、この片持ち羽根
部６Ｂは円＠６の端面６Ａに対しα゜傾斜して配置され
るとともにこの片持ち羽根部６Ｂは弾性力を有する弾性
材料にて形成される． より具体的な一例としては，片持ち羽根部６Ｂはステン
レス薄板で形成され、一端が円ｇ１６の端面６Ａにα゜
傾斜して植設固定される．この状態は第３図，第４図に
良く示される． 以上述べた、片持ち羽根部６Ｂを備えた円盤６が取着さ
れた回転軸４によって回転変換部材Ｒが形成される．そ
して、直線往復駆動部材Ｓの往復軸１の軸心と、回転変
換部材Ｒの回転軸４の軸心とを一致させ、直線往復駆動
部材Ｓの円盤２の爪部２Ｂと、回転変換部材Ｒの円盤６
の片持ち羽根部６Ｂとを間隙を持った状態に配置するこ
とによって直線往復駆動部材の回転運動変換装置となる
． 次にその作用について、第１図．第４図により説明する
．（尚、以後の説明において上方，下方は垂直方向にお
いて上方．下方とする．）まず、直線往復駆動部材Ｓが
上方位置にある状態について説明すると、直線往復駆動
部材Ｓの爪部２Ａは回転変換部材Ｒの片持ち羽根部６Ｂ
の自由端部６Ｃより離れた位置にある．従って、片持ち
羽根部６Ｂは何等タワムことかなく原状態に傾斜α゜保
持される．（尚、かかる状態において、片持ち羽根部６
Ｂの自由端部６Ｃは爪部２Ａに当接しても大きく押圧さ
れてタワマなければ良い．）これによると、回転変換部
材Ｒに対して伺等の外力が加わらないので回転変換部材
Ｒは回転移動することがない．この状態は＄４図の実線
に示される． 次いで、直線往復駆動部材Ｓが前記上方位置より下方位
置へ移動すると、爪部２Ｂは既に傾斜状態α゜に保持さ
れている片持ち羽根部６Ｂを押圧して弾性的に傾斜変形
させる．すなわち、片持ち羽根部６Ｂの自由端部６Ｃは
爪部２Ｂの溝に引掛り、直線往復駆動部材Ｓの下方への
移動分、原位置の傾斜角度α゜よりα１°弾性的にタワ
ムものである． この状態は第４図の点線に示される． このように、片持ち羽根部６Ｂの自由端部６Ｃが爪部２
Ｂに引掛って、自由端部６Ｃが固定された状態において
、片持ち羽根部６Ｂが原位置より弾性的にタフムと、片
持ち羽根部６Ｂのバネ力（曲げ弾性力）が上昇し、片持
ち羽根部６Ｂのタワミに対向する側への片持ち羽根部６
Ｂの基部６Ｄにおける反発弾性力（第４図においてＭ方
尚の力）が発生するもので、これによると軸受部５に回
動自在に支持された回転変換部材Ｒは第４図において右
方、すなわち第１図において反時計方向へ回転するもの
である． 次いで直線往復駆動部材Ｓが再び上方位置へ移動すると
、爪部２Ｂによる片持ち羽根部６Ｂの自由端部６Ｃに対
する押圧が解除されて片持ち羽根部６Ｂが自由状態とな
るので、片持ち羽根部６Ｂは再び原位置状態（傾斜角度
α゜）に復帰するもので、この直線往復駆動部材Ｓ復動
時において、回転変換部材Ｒは回転しないが以後直線往
復駆動部材Ｓが上，下方向の移動を連続的に繰り返すこ
とによって回転変換部材Ｒは回転するもので、この回転
力は回転軸４より回転力として出力できるものである． 第５図には、直線往復駆動部材の回転運動変換装置を具
体的な装置とした具体例を示す．（第１図に示した構造
と同一構造のものは同一符号を使用し説明を省略する．
） ７は、上側カバーであって、下端には取付面としての下
側鍔部７Ａと、下側鍔部７Ａの内側より上方に向かう収
容四部７Ｂが形成されるとともにその上部に軸受部３が
設けられる． ８は下側カバーであって、上端には取付面としての上側
鍔部８Ａと，上側鍔部８Ａの内側より下方に向かう収納
凹部８Ｂが形成されるとともにその下部に軸受部５が設
けられる．そして上側カバー７の軸受部３の軸心と、下
側カバー８の軸受部５の軸心とを同一とする． 而して、上側カバー７の収納凹部７Ｂ内に円盤２の爪部
２Ｂを下方に向けた状態として円ｇ１２を配置するとと
もに往復軸ｌのスプラインＩＡを軸受部３に設けたスプ
ライン孔３Ａ内に配置し、これによって上側カバー７に
直線往復駆動部材Ｓを往復動可能な状態として配置でき
たものである． 一方、下側カバー８の収納凹部８Ｂ内に円盤６の片持ち
羽根部６Ｂを上方に向けた状態として円盤６を配置する
とともに回転軸４をベアリングＬを介して軸受部５に配
置し、これによって下側力八一８に回転変換部材Ｒを回
転可能な状態として配置できたものである． そして、回転変換部材Ｒを配置した下側カバー８の上側
鍔部８Ａと、直線往復駆動部材Ｓを配置した上側カバー
７の下側鍔部７Ａとを対接し、それら鍔部８Ａ，７Ａを
ネジ９にて締めつけて結合することによって、上側カバ
ー７の収納凹部７Ｂと下側カバー８の収納凹部８Ｂとに
よって形成される収容室ｌＯ内に直線往復都動部材Ｓの
爪部２Ｂと、回転変換部材Ｒの片持ち羽根部６Ｂとを対
向させて配置できたもので、前述した如く、直線往復駆
動部材Ｓの往復軸１の往復運動は回転変換部材Ｒの回転
軸４より回転運動として取り出すことができたものであ
る． 尚、片持ち羽根部６Ｂは円盤６の中心Ｂより外周に向か
う放射線Ｂ−Ｂ上に等間隔で複数配置してもよく、又回
転軸４の端部に配置せる円盤６と円盤６より突起する片
持ち羽根部６Ｂ、あるいは往復軸１の端部に配置せる円
ｇ！２と爪部２Ｂ、とをそれぞれ合威樹脂材料にて一体
的に威形しても良い． さらに円盤２及び円盤６はその形状を円形状に限定され
るものでなく、それぞれの端面２Ａ及び６Ａに，爪部２
Ｂ及び片持ち羽根部６Ｂが形成される形状であれば良い
ものである． 又、片持ち羽根部を形成するに、ステンレス薄板等の薄
板金属材料よりなる片持ち羽根基板ｌＯを用い、プレス
切起しによって一端が片持ち羽根基板ｌＯに固定され、
他端が片持ち羽根基板１０より傾斜して突起する自由端
を有する片持ち羽根部１０Ａとし、この片持ち羽根部１
０Ａを備えた片持ち羽根基板１０を回転変換部材Ｒの円
盤６の端面６Ａ上に接着剤、ネジ締め等にて固定的に配
置させてもよい．この羽根部１０Ａを備えた片持ち羽根
基板１０は第６図に示される． 〔発明の効果〕 以］二の如く、本発明になる直線往復駆動部材の回転運
動変換装置によると、次の効果を達威し得る． 往復軸の直線往復移動は，往復軸に一体的に設けた爪部
より、回転軸と一体的に設けた片持ち羽根部に回転運動
として伝達されるもので、往復軸の往復移動（特に片持
ち羽根部をタヮマせる往移動）ストロークは、片持ち羽
根部をタヮマせ、そのタワミによって生ずる片持ち羽根
部の弾性力が回転軸を回転させるに必要な弾性力を生起
させる片持ち羽根部のタワミ量、すなわち往復軸の往復
移動ストローク量であればよいもので、この往復軸のス
トロークは従来の装置の移動ストロークに比較して小ス
トロークで良く、このことは往復軸の移動ストロークの
制限を受けにくいもので、汎用性の高い直線往復駆動部
材の回転運動変換装置を提供できるものである． 又、装置は、往復軸の端部の円盤の端面上に設けた爪部
、回転軸の端部の円盤の端面上に設けた片持ち羽根部を
有すればよいもので、少なくとも円盤より外側方へ延出
する部分がないもので、しかもその往復軸の往復移動ス
トロークを小とできたことは、往復軸の軸心方向及び軸
心から側方への寸法を小とすることができ装置自体をコ
ンパクトにまとめることができたもので設計的自由度が
向上したものである． 又、片持ち羽根部を円盤の中心より外周に向かう放射線
上に等間隔で複数配置したことによると、直線往復駆動
部材の爪部から回転変換部材の片持ち羽根部への力の伝
達を均等とすることができ、直線往復運動の回転運動へ
の変換を円滑に行なうことができたものである． 又．回転軸の端部に配置せる円盤及び片持ち羽根部を合
成樹脂材料にて一体的に成形したことによると、片持ち
羽根部を合成樹脂材料の射出成形時において同時に形成
することができたもので特に片持ち羽根部を安価に製作
できるとともに爪部との当接時において打音の発生を抑
止できたものである． 又、往復移動する往復軸の端部に配置せる円盤及び爪部
を合成樹脂材料にて一体的に成形したことによると爪部
の形成が容易となるとともに片持ち羽根部と爪部との当
接時における打音の発生を抑止できたものである． 又、薄板金属材料よりなる片持ち羽根基板にプレス切起
しによって片持ち羽根部を形成し、この片持ち羽根部を
備えた片持ち羽根基板を回転軸の円盤の端面に配置した
ことによると、円盤に工ヶづつ片持ち羽根を植設するの
に比較し製作コストを大きく低減できたものである． また、板厚を変更することによって、片持ち羽根部のタ
ワミに対する弾性力を容易に変更することができたもの
で、往復軸の往復駆動力の変化に対する回転への変換が
一層容易と成ったものである．

【図面の簡単な説明】

図は本発明になる直線往復駆動部材の回転運動変換装置
を示すもので、第１図は、装置の概念を示す直線往復駆
動部材と、回転変換部材の斜視図、第２図は直線往復駆
動部材の円ｇ１２の端面２Ａを第１図において下方より
みた平面図、第３図は回転変換部材の円盤６の端面２Ａ
を第１図において上方よりみた平面図、第４図は直線往
復駆動部材と回転変換部材との動作を説明する動作図で
あり、第１図における４Ａ−４Ａ線、及び４Ｂ−４Ｂ線
における要部縦断面図である．第５図は直線往復駆動部
材の回転運動変換装置を装置としてまとめたー実施例を
示す縦断面図、＄６図は片持ち羽根基板に片持ち羽根部
を設けた実施例を示す斜視図である． １　．．．．往復軸 ２Ａ．．端面 ４．．．．回転軸 ６・・・・円盤 ６Ｂ．．片持ち羽根部 ２　．．．．円盤 ２Ｂ．．爪部 ５　．．．．軸受部 ６Ａ．．端面 １０．．．．片持ち羽根基板 １０Ａ　．．．．片持ち羽根部 Ｓ　．．．．直線往復駆動部材 Ｒ　．．．．回転変換部材 弟 ｌ 凶 ６Ｂ Ｂ 第 ３ 図 第 ４ 図 １０Ａ １０ 第 ６ 図 第 ５ 図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）直線的に往復移動する往復軸１の端部に円盤２を
   一体的に配置し、円盤２の端面２Ａに、円盤２の中心Ａ
   より外周に向かって放射状に等間隔の歯を穿設した爪部
   ２Ｂを備えた直線往復駆動部材Ｓと； 軸受部５に回転自在に支持された回転軸４の端部に円盤
   ６を一体的に配置するとともに円盤６の端面６Ａに、一
   端が円盤６の端面６Ａに固定され、他端が自由状態で端
   面６Ａより突起し、円盤６の端面６Ａに対して一定方向
   に傾斜α゜する弾性材料よりなる片持ち羽根部６Ｂを備
   えた回転変換部材Ｒと；よりなり 直線往復駆動部材Ｓの爪部２Ｂに回転変換部材Ｒの片持
   ち羽根部６Ｂを対応して配置し、直線往復駆動部材Ｓの
   往動作によって爪部２Ｂにて片持ち羽根部６Ｂを押圧し
   、直線往復駆動部材Ｓの復動作によって爪部２Ｂによる
   片持ち羽根部６Ｂの押圧を解除させてなる直線往復駆動
   部材の回転運動変換装置。
2. （２）前記、片持ち羽根部６Ｂを円盤６の中心Ｂより外
   周に向かう放射線上に等間隔で複数配置してなる請求項
   １項記載の直線往復駆動部材の回転運動変換装置。
3. （３）前記、回転軸４の端部に配置せる円盤６及び片持
   ち羽根部６Ｂを合成樹脂材料にて一体的に成形してなる
   請求項１項記載の直線往復駆動部材の回転運動変換装置
   。
4. （４）前記、往復移動する往復軸１の端部に配置せる円
   盤２及び爪部２Ｂを合成樹脂材料にて一体的に成形して
   なる請求項１項記載の直線往復駆動部材の回転運動変換
   装置。
5. （５）円盤６の端面６Ａ上に薄板金属材料よりなる片持
   ち羽根基板１０を配置するとともに片持ち羽根基板１０
   に、プレス切起しにて片持ち羽根部１０Ａを形成させて
   なる請求項１項記載の直線往復駆動部材の回転運動変換
   装置。