JPH0751972A - 回転運動機構 - Google Patents

回転運動機構

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JPH0751972A
JPH0751972A JP5197113A JP19711393A JPH0751972A JP H0751972 A JPH0751972 A JP H0751972A JP 5197113 A JP5197113 A JP 5197113A JP 19711393 A JP19711393 A JP 19711393A JP H0751972 A JPH0751972 A JP H0751972A
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JP
Japan
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axis
moving body
output
specific plane
output shafts
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JP5197113A
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Takeshi Yanagisawa
健 柳沢
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SOUZOUAN KK
Original Assignee
SOUZOUAN KK
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25BTOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B21/00Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose
    • B25B21/002Portable power-driven screw or nut setting or loosening tools; Attachments for drilling apparatus serving the same purpose for special purposes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/04Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes for assembling or disassembling parts
    • B23P19/06Screw or nut setting or loosening machines
    • B23P19/069Multi-spindle machines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H21/00Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/10Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane
    • F16H21/12Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for conveying rotary motion
    • F16H21/14Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides all movement being in, or parallel to, a single plane for conveying rotary motion by means of cranks, eccentrics, or like members fixed to one rotary member and guided along tracks on the other
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の出力軸を同時に同条件で回転させ得る
回転運動機構を提供する。 【構成】 駆動機構部16a、16b、18a、18
b、20、26は、移動体36を特定平面内で周回させ
る。複数の出力軸40は、前記特定平面に対して直角に
配設されると共に、所定位置において軸線を中心として
回転可能である。出力レバー42は、一部分が各前記出
力軸40へ連結されると共に、他の部分が前記移動体3
6の面であって、前記特定平面と平行な面へ軸着され、
前記一部分と他の部分との間の距離が等しく形成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は回転運動機構に関し、一
層詳細には複数の出力軸を同時に回転させるための回転
運動機構に関する。
【0002】
【従来の技術】複数の出力軸を同時に回転させるための
回転運動機構としては、例えば複数のボルトを同時に締
めつける作業に用いる、ボルト締め用多軸ヘッドが知ら
れている。ボルト締め用多軸ヘッドは先端に複数の回転
ビットが設けられている。各回転ビットは、個々に複数
のモータで回転駆動されるか、1個のモータと、ギアを
組み合わせて成る伝達機構を介して回転駆動される。こ
のように構成される多軸ヘッドの場合、各ビットを同方
向へ同速度で回転させることにより同時に複数のボルト
を同程度に締めつけることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の多軸ヘッドには次のような課題がある。各ビット
を個々に複数のモータで駆動する場合、複数のモータを
全て同条件で回転させなければならない。ところが実際
にはモータの性能にはばらつきが有るので複数のモータ
を全て同条件で回転させるのは困難である。また、ギア
を組み合わせて成る伝達機構を介して複数のビットを駆
動する場合、ビットによりギアの伝達段数が異なるた
め、回転トルクの伝達に時間差が生じるので、複数のビ
ットを全て同条件で回転させるのは不可能である。この
ように、ビットにより回転条件が異なると、ボルトの締
付状態にばらつきが生じてしまい、均一に締めつけるこ
とができないという課題がある。従って、本発明は複数
の出力軸を同時に同条件で回転させ得る回転運動機構を
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。第1の構成は、移動体
を特定平面内で周回させる駆動機構部と、前記特定平面
に対して直角に配設されると共に、所定位置において軸
線を中心として回転可能な複数の出力軸と、一部分が各
前記出力軸へ連結されると共に、他の部分が前記移動体
の面であって、前記特定平面と平行な面へ軸着され、前
記一部分と他の部分との間の距離が等しく形成された複
数の出力レバーとを具備することを特徴とする。
【0005】一方、第2の構成は、特定平面内で周回可
能な移動体と、前記特定平面に対して直角に配設される
と共に、所定位置において軸線を中心として回転可能な
複数の出力軸と、一部分が各前記出力軸へ連結されると
共に、他の部分が前記移動体の面であって、前記特定平
面と平行な面へ軸着され、前記一部分と他の部分との間
の距離が等しく形成された複数の出力レバーと、前記特
定平面に対して直角に配設されると共に、所定位置にお
いて軸線を中心として回転可能な入力軸と、一部分が前
記入力軸へ連結されると共に、他の部分が前記移動体の
面であって、前記特定平面と平行な面へ軸着された入力
レバーとを具備することを特徴とする。なお、第2の構
成において、前記入力軸を回転させるための回転駆動手
段を設けてもよい。
【0006】
【作用】作用について説明する。移動体が周回すると、
各レバーは、連結された出力軸を中心として、移動体へ
軸着された他の部分が周回軌跡を描くよう回転する。そ
の際、各出力軸は所定位置で軸線を中心に回転する。各
レバーは、出力軸へ連結された一部分と、移動体の面で
あって、特定平面と平行な面へ軸着された他の部分との
間の距離が等しく形成されているので、移動体の周回に
伴って全ての出力軸を同条件で回転させることが可能に
なる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に説明する。 (第1実施例)第1実施例を図1(平面図)、図2(平
面断面図)および図3(正面断面図)と共に説明する。
まず、構成について説明する。10は上部プレートであ
り、例えば金属板で形成され、本実施例の回転駆動機構
の本体上面を形成している。12は下部プレートであ
り、例えば金属板で形成され、本実施例の回転駆動機構
の本体下面を形成している。14はギアボックスであ
り、各隅に配設され、上部プレート10および下部プレ
ート12を連結している。ギアボックス14内には後述
する笠歯車等が内蔵されている。
【0008】16a、16bはX軸ボールネジであり、
X軸方向へ平行に配設されている。X軸ボールネジ16
a、16bは、ギアボックス14間へ軸線を中心として
回転可能になっている。18a、18bはY軸ボールネ
ジであり、Y軸方向へ平行に配設されているY軸ボール
ネジ18a、18bは、ギアボックス14間へ軸線を中
心として回転可能になっている。20はX軸モータであ
り、サーボモータが用いられている。X軸モータ20
は、X軸ボールネジ16aを直接駆動する。一方、X軸
ボールネジ16bは、笠歯車22a、22b、22c、
22dおよび連結シャフト24aから成る伝達機構を介
してX軸モータ20により駆動される。この構成によ
り、X軸ボールネジ16a、16bは同速度で同方向へ
回転する。
【0009】26はY軸モータであり、サーボモータが
用いられている。Y軸モータ26は、Y軸ボールネジ1
8aを直接駆動する。一方、Y軸ボールネジ18bは、
笠歯車22e、22f、22g、22hおよび連結シャ
フト24bから成る伝達機構を介してY軸モータ26に
より駆動される。この構成により、Y軸ボールネジ18
a、18bは同速度で同方向へ回転する。28a、28
bはX軸ナットであり、X軸ボールネジ16a、16b
が螺合、挿通されている。X軸ナット28a、28b
は、回転不能になっており、X軸ボールネジ16a、1
6bの回転に伴ってX軸方向へ移動する。30a、30
bはY軸ナットであり、Y軸ボールネジ18a、18b
が螺合、挿通されている。Y軸ナット30a、30b
は、回転不能になっており、Y軸ボールネジ18a、1
8bの回転に伴ってY軸方向へ移動する。
【0010】32はX軸ロッドであり、X軸方向へ平行
に配され、端部はY軸ナット30a、30bへ固定され
ている。従って、X軸ロッド32は、Y軸ナット30
a、30bの移動に伴って、X軸に対して平行状態を保
持しつつY軸方向へ移動可能になっている。34はY軸
ロッドであり、Y軸方向へ平行に配され、端部はX軸ナ
ット28a、28bへ固定されている。従って、Y軸ロ
ッド34は、X軸ナット28a、28bの移動に伴っ
て、Y軸に対して平行状態を保持しつつX軸方向へ移動
可能になっている。
【0011】36は移動体であり、X軸ロッド32およ
びY軸ロッド34が軸受を介して挿通されている。移動
体36はX軸ロッド32およびY軸ロッド34上を移動
可能になっている。従って、X軸ロッド32がY軸方向
へ移動するに伴い移動体36もY軸方向へ移動する。ま
た、Y軸ロッド34がX軸方向へ移動するに伴い移動体
36もX軸方向へ移動する。このX−Y方向への移動を
組み合わせることにより移動体36を、X軸ボールネジ
16a、16bおよびY軸ボールネジ18a、18bに
囲繞されて成る矩形の特定平面38で移動させることが
できる。本実施例の場合、X軸モータ20およびY軸モ
ータ26の駆動をコンピュータ制御することにより、移
動体36を特定平面38内で可及的に円に近似する軌跡
で周回させることができる。その際、X軸ロッド32お
よびY軸ロッド34が移動体へ挿通されているので、移
動体36のX軸方向およびY軸方向の姿勢は同一のまま
周回(以下、旋回と記すことがある)させることができ
る。
【0012】なお、上記のX軸ボールネジ16a、16
b、Y軸ボールネジ18a、18b、X軸モータ20、
Y軸モータ26、X軸ナット28a、28b、Y軸ナッ
ト30a、30b、笠歯車22a、22b、22c、2
2d,連結シャフト24a、笠歯車22e、22f、2
2g、22h、連結シャフト24b、X軸ロッド32お
よびY軸ロッド34等から成る機構で、移動体36を特
定平面38内で旋回させる駆動機構部が構成される。駆
動機構部としては上記の構成に限定されるのではなく、
例えばタイミングベルトで駆動する方式(米国特許第
4、995、277号参照)等を採用可能である。40
は出力軸であり、上部プレート10および下部プレート
12へ回転可能に挿通されている。出力軸40は、特定
平面38に対して直角に配設され、所定位置において軸
線を中心として回転可能になっている。本実施例では、
出力軸40が上側5本、下側5本の計10本設けられて
いる。出力軸40は少なくとも2本設けられていればよ
く、配設位置も上側のみ、または下側のみでもよい。
【0013】42は出力レバーであり、一端部が各出力
軸40へ一体に連結されている。出力レバー42の他端
部は、特定平面38と平行な移動体36の上面および下
面へ連結軸44を介して軸着されている。従って、移動
体36が特定平面38内を旋回すると、出力レバー42
はクランク状に形成されているので出力軸40が当該位
置において、軸線を中心に回転を行う。全ての出力レバ
ー42は、出力軸40へ連結された一端部と連結軸44
が突設されている他端部との間の距離が等しく形成され
ているので、全ての出力レバー42は同方向へ同速度で
回転する。なお、出力レバー42の前記一端部と他端部
との間の距離で移動体36の旋回半径が規定される。出
力軸40に、例えばボルト締付用の回転ビットを取り付
けると、同時に複数個のボルトと締めつけるボルト締め
用多軸ヘッドを実現可能となる等、用途の広い回転運動
機構である。
【0014】次に第1実施例の回転運動機構の動作につ
いて説明する。コンピュータが、プログラムに従ってX
軸モータ20およびY軸モータ26の駆動を制御する。
コンピュータは、移動体36が特定平面38内において
円に近似する軌跡で移動するようX軸モータ20および
Y軸モータ26の駆動を制御する。X軸モータ20およ
びY軸モータ26を駆動すると、X軸ロッド32はX軸
方向に対して平行な状態でY軸方向へ移動する。一方、
Y軸ロッド34はY軸方向に対して平行な状態でX軸方
向へ移動する。従って、移動体36は前述のように移動
中、X軸方向およびY軸方向の姿勢を変えることなく円
に近似する軌跡で旋回を行う。
【0015】移動体36が旋回を行うと、出力レバー4
2の連結軸44は移動体36へ軸着され、出力軸40は
出力レバー42に固定されると共に、上部プレート10
および下部プレート12へ回転可能かつ移動不能になっ
ているので出力レバー42は移動体36と共に出力軸4
0を中心に回転する。その結果、出力軸40は当該位置
において軸線を中心に回転を行う。その際、全ての出力
レバー42の長さが等しいので全ての出力軸40は同方
向へ同速度で回転を行う。従って、本実施例の回転運動
機構をボルト締め用多軸ヘッドに用いた場合、出力軸4
0へ取り付けた回転ビットは全て同方向へ同速度で回転
させることができるので、複数のボルトを同時に均一な
締付力で締めつけることが可能となる。
【0016】(第2実施例)第2実施例について図4
(部分破断平面図)および図5(正面断面図)と共に説
明する。なお、第1実施例と同一の部材については第1
実施例と同一の符号を附し、説明は省略する。第1実施
例では出力軸40を回転させるために、移動体36を旋
回させるためのX軸モータ20、Y軸モータ26等から
成る駆動機構部が設けられていた。第2実施例では、駆
動機構部を用いることなく複数の出力軸40を回転させ
る実施例である。移動体36には第1実施例の駆動機構
部に相当する機構は設けられていない。X軸ロッド32
は、各端部がY軸スライド体46a、46bへ固定され
ている。Y軸スライド体46a、46bは、ブロック1
5間に架設されたY軸ガイド50a、50b上をY軸方
向へスライド可能になっている。
【0017】Y軸ロッド34は、各端部がX軸スライド
体48a、48bへ固定されている。X軸スライド体4
8a、48bは、ブロック15間に架設されたX軸ガイ
ド52a、52b上をX軸方向へスライド可能になって
いる。従って、移動体36は外力を受けて特定平面38
内を周回可能である。その際、X軸ロッド32およびY
軸ロッド34は移動体36を挿通されているので、移動
体36のX軸方向およびY軸方向の姿勢は変化しない旋
回が可能となっている。54は入力軸であり、上部プレ
ート10へ回転可能に挿通されている。入力軸54は、
特定平面38に対して直角に配設され、所定位置におい
て軸線を中心として回転可能になっている。入力軸54
は、特に上部プレート10側に設ける必要はなく、下部
プレート12側に設けてもよいし、複数の入力軸54を
設ける場合は、上部プレート10と下部プレート12の
両方に設けてもよい。なお、第2実施例では第1実施例
の出力軸40の一本を入力軸54としたものである。
【0018】56は入力レバーであり、一端部が入力軸
54へ一体に連結されている。入力レバー56の他端部
は、特定平面38と平行な移動体36の上面および下面
へ連結軸44aを介して軸着されている。従って、入力
レバー56はクランク状に形成されているので入力軸5
4が当該位置において、軸線を中心に回転されると、移
動体36は入力軸54を中心に特定平面38内で旋回を
行う。入力レバー56は、入力軸54へ連結された一端
部と連結軸44aが突設されている他端部との間の距離
が、全ての出力レバー42のそれと等しく形成されてい
る。58は回転駆動手段の一例であるサーボモータであ
り、入力軸54を回転させる。モータ58は上部プレー
ト10へ取付フレーム60を介して固定されている。モ
ータ58の出力軸62はカプラ64を介して入力軸54
へ連結されている。なお、本実施例では入力軸54を精
密に回転させるため、回転駆動手段としてサーボモータ
58を用いたが、単に回転力を与えるだけであれば、油
圧モータや内燃機関等を回転駆動手段として用いること
が可能である。
【0019】次に第2実施例の回転運動機構の動作につ
いて説明する。コンピュータが、プログラムに従ってモ
ータ58の回転駆動を制御する。モータ58の回転出力
は、出力軸62から入力軸54へ伝達される。入力軸5
4が回転すると、入力レバー56を介して移動体36が
特定平面38内で旋回を行う。モータ58を駆動する
と、X軸ロッド32は移動体36と一体となってX軸方
向に対して平行な状態でY軸方向へ移動する。一方、Y
軸ロッド34は移動体36と一体となってY軸方向に対
して平行な状態でX軸方向へ移動する。従って、移動体
36は第1実施例と同様、移動中にX軸方向およびY軸
方向の姿勢を変えることなく円形の軌跡で旋回を行う。
【0020】移動体36が旋回を行うと、出力レバー4
2の連結軸44は移動体36へ軸着され、出力軸40は
出力レバー42に固定されると共に、上部プレート10
および下部プレート12へ回転可能かつ移動不能になっ
ているので出力レバー42は移動体36と共に出力軸4
0を中心に回転する。その結果、出力軸40は当該位置
において軸線を中心に回転を行う。その際、全ての出力
レバー42の長さが等しいので全ての出力軸40は同方
向へ同速度で回転を行う。第2実施例では入力軸54を
上側の1本としたが、任意の出力軸40を入力軸とする
ことができ、他の回転駆動手段で回転させると出力軸4
0の出力トルクを増大させることができる。また、第2
実施例ではX軸ロッド32およびY軸ロッド34を移動
体36に挿通させているが、必ずしも移動体36へX軸
ロッド32およびY軸ロッド34を挿通させる必要はな
い。高速で安定的な運転を行う場合には移動体36へX
軸ロッド32およびY軸ロッド34を挿通させることに
より、振動等を防止でき有利である。
【0021】(第3実施例)第3実施例について図6
(正面断面図)と共に説明する。なお、先行実施例と同
一の部材については先行実施例と同一の符号を附し、説
明は省略する。第3実施例は、第2実施例の応用例であ
る。第3実施例において、移動体36の上面積を広くし
てより多くの出力軸40を設けている。移動体36の上
面には拡張テーブル66が固定され、移動体36と一体
に旋回可能になっている。各出力レバー42の連結軸4
4はそれぞれ拡張テーブル66の上面に軸着されてい
る。出力軸40は、先行実施例のように上部プレート1
0へ軸線を中心に回転可能に設けてもよいが、第3実施
例では回転運動機構外の外部部材68へ軸線を中心に回
転可能に設けられている。
【0022】X軸スライド体48a、48b(図6には
X軸スライド体48bを図示せず)およびY軸スライド
体46a、46bは、直動ガイド70上をX軸方向およ
びY軸方向へ移動可能になっている。第3実施例では、
第2実施例と同様、モータ58を駆動すると、移動体3
6は移動中にX軸方向およびY軸方向の姿勢を変えるこ
となく円形の軌跡で旋回を行う。移動体36が旋回を行
うと、出力レバー42は移動体36と共に出力軸40を
中心に回転する。その結果、出力軸40は外部部材68
の当該位置において軸線を中心に回転を行う。やはり全
ての出力レバー42の長さが等しいので全ての出力軸4
0は同方向へ同速度で回転を行う。以上、本発明の好適
な実施例について種々述べて来たが、本発明は上述の実
施例に限定されるのではなく、発明の精神を逸脱しない
範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【0023】
【発明の効果】本発明に係る回転運動機構を用いると、
移動体が周回すると、各レバーは、連結された出力軸を
中心として、移動体へ軸着された他の部分が周回軌跡を
描くよう回転する。その際、各出力軸は所定位置で軸線
を中心に回転する。各レバーは、出力軸へ連結された一
部分と、移動体の面であって、特定平面と平行な面へ軸
着された他の部分との間の距離が等しく形成されている
ので、移動体の周回に伴って全ての出力軸を確実に同条
件で回転させることが可能になる等の著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る回転運動機構の第1実施例を示し
た平面図。
【図2】第1実施例の平面断面図。
【図3】第1実施例の正面断面図。
【図4】第2実施例の部分破断平面図。
【図5】第2実施例の正面断面図。
【図6】第3実施例の正面断面図。
【符号の説明】
16a、16b X軸ボールネジ 18a、18b Y軸ボールネジ 20 X軸モータ 26 Y軸モータ 32 X軸ロッド 34 Y軸ロッド 36 移動体 38 特定平面 40 出力軸 42 出力レバー 44、44a 連結軸 54 入力軸 56 入力レバー 58 サーボモータ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 移動体を特定平面内で周回させる駆動機
    構部と、 前記特定平面に対して直角に配設されると共に、所定位
    置において軸線を中心として回転可能な複数の出力軸
    と、 一部分が各前記出力軸へ連結されると共に、他の部分が
    前記移動体の面であって、前記特定平面と平行な面へ軸
    着され、前記一部分と他の部分との間の距離が等しく形
    成された複数の出力レバーとを具備することを特徴とす
    る回転運動機構。
  2. 【請求項2】 特定平面内で周回可能な移動体と、 前記特定平面に対して直角に配設されると共に、所定位
    置において軸線を中心として回転可能な複数の出力軸
    と、 一部分が各前記出力軸へ連結されると共に、他の部分が
    前記移動体の面であって、前記特定平面と平行な面へ軸
    着され、前記一部分と他の部分との間の距離が等しく形
    成された複数の出力レバーと、 前記特定平面に対して直角に配設されると共に、所定位
    置において軸線を中心として回転可能な入力軸と、 一部分が前記入力軸へ連結されると共に、他の部分が前
    記移動体の面であって、前記特定平面と平行な面へ軸着
    された入力レバーとを具備することを特徴とする回転運
    動機構。
  3. 【請求項3】 前記入力軸を回転させるための回転駆動
    手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の回転運動
    機構。
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