JPS6377641A - 位置割出装置 - 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） この発明は位置割出装置に関するものである。

（従来の技術） 従来の位置割出装置の具体例としては、例えば特開昭６
０−４４２５０号公報に記載された装置を挙げることが
できる。この装置は第４図及び第５図に示すように、両
軸駆動モータ７１の上部回転軸７２にギヤ７３及び７４
を介して被割出体７５が連結されており、上記上部回転
軸７２を回転することにより、上記被割出体７５を回転
駆動し得るようになされている。そして、上記両軸駆動
モータ７１の下部回転軸７６にカム７７を取着し、この
カム７７のカム面にローラ７８を当接させである。

このローラ７８は第５図に示すようにＬ形しバー７９の
一方のレバ一部材８０先端部に取着されており、上記ロ
ーラ７８が上記カム面上を転勤する際の変位が、ケーシ
ング８１に枢着されている上記り形レバー７９により、
このＬ形しバー７９の他方のレバ一部材８２先端部の溝
に嵌着されているビン８３に伝えられるようになされて
いる。このビン８３には、上記駆動モータ７１への作動
流体の循環量を制御するための流量制御弁８４のスプー
ル８５の端部が取着されており、第５図で示すような状
態では、上記ローラ７８はカム７７のカム面の、割出位
置に対応する位置に設けた四部８６内に嵌入しており、
このときには上記流量制御弁８４は閉状態となされて上
記駆動モータ７１は停止されている。そして、ローラ７
８が上記凹部８６から離脱してカム７７の円弧状部８７
を転勤するときには、上記し形レバー７９は、上記凹部
８６嵌入時よりもやや右回りに旋回した状態となされ、
上記スプール８５は第５図の状態より押し込まれること
となる。このとき流量制御弁８４は開状態となされて、
上記駆動モータ７１に作動流体が供給されて、駆動モー
タ７１は回転作動される。そして、再び上記ローラ７８
が上記凹部８６に嵌入するような位置まで回転されたと
きに、再び第５図の状態となって駆動モータ７１は停止
される。このように、被割出体７５の割出位置に対応す
る位置にカム７７の凹部８６が位置するように、駆動モ
ータ７１の回転軸７６に上記カム７７を取着し、駆動モ
ータ７１を回転作動する間に、ローラ７８が上記凹部に
嵌入した時を割出位置として、駆動モータ７１への作動
流体の供給を停止し、これにより被割出体を割出を行な
うものである。

（発明が解決しようとする問題点） ところで旋盤の刃物台等のように比較的大きな慣性負荷
を被割出体とする位置割出装置においては、上記したよ
うに、被割出体への駆動モータの回転伝達を減速ギヤ列
を介して行なうことにより、被割出体の慣性力が駆動モ
ータ側で低減されるようになされている。しかしながら
、上記のようなギヤ列を介することによって、双方の軸
にラジアル方向の力が作用し、したがって、ラジアル方
向の強度を持たせるために各軸径を大きくすること、さ
らに軸受も大きな径のものが必要となり、小型化できな
いという問題がある。さらにギヤのバックラッシュによ
り位置決め精度を容易には向上できないという問題もあ
る。そこでギヤ列を介さずに駆動モータの回転軸と被割
出体の軸とを直結することにより上記のような問題点の
解消を図ることができるが、この場合には、上記被割出
体の慣性力がそのまま駆動モータ側に伝わるために次の
様な問題点が生ずる。それは、割出位置で停止するとき
に上記被割出体の慣性力をカムの凹部に嵌入するローラ
で受けることとなるため、このローラの強度が必要とな
り、したがってローラ径を大きくせねばならないことで
ある。このとき上記のような大きな径のローラが嵌入す
る凹部の形状も大きくなり、このためにカムには割出し
位置決めするための凹部を数多くは形成できないという
問題がある。すなわち、従来装置においては、例えばカ
ムに一箇所の凹部を形成した場合においても、駆動モー
タから被割出体への運動を伝達するギヤのギヤ比を換え
ることにより、被割出体の多点割出が可能であったが、
上記のように軸を直結する構成においては、カムに多点
割出しに対応する数の四部を形成する必要があるにもか
かわらず、上記のように、その数に制限が生じるのであ
る。またカム及びローラより成る割出機構が多点割出を
するために大型化することが必要となり、装置の小型化
ができなくなる。

この発明は上記した従来の問題点を解消するためになさ
れたものであって、その目的は、装置の小型化が可能で
あると共に、より多くの割出点数を構成し得る位置割出
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の位置割出装置は、被割出体８を駆動す
る駆動モータ１の回転軸４に第１位置決め機構１５を取
着すると共に、第２位置決め機構１７を上記回転軸４の
軸心方向摺動自在に設け、上記第１、第２位置決め機構
１５．１７の一方にはカム面を形成し、他方に取着した
複数の接触子２１を上記カム面に当接させることにより
、上記第１位置決め機構１５の回転位置に上記第２位置
決め機構１７の軸心方向移動を連動させると共に、上記
駆動モータ１への作動流体の供給・停止を制御する開閉
弁１９を開閉するスプール２２を−ヒ記第２位置決め機
構１７に連動させ、さらに上記カム面に設けた複数の凹
部２４に上記複数の接触子２１が嵌入する際に、上記開
閉弁１９が閉じて上記駆動モータ１への作動流体の供給
が停止すべく構成している。

（作用） 上記構成の位置割出装置においては、駆動モータ１の回
転軸４に取着されている第１位置決め機構１５の回転位
置に連動して第２位置決め機構１７が上記回転軸４の軸
心方向に移動するようになされている。そして、駆動モ
ータ１の回転作動時に割出位置に達して、上記第１、第
２位置決め機構１５．１７の一方に形成したカム面の複
数の凹部２４に、他方に取着している複数の接触子２１
が嵌入する際に、上記駆動モータ１への作動流体の供給
が停止されて被割出体８の回転駆動を停止するようにな
されている。すなわち、停止時の慣性力を、従来装置の
ような一点受けではなく、複数の接触子で受ける構成で
ある。したがって、停止時の慣性力は分散され、一点当
たりの接触子の受ける荷重は小さくなるので、その分小
さな部材構成とすることができ、このことにより、割出
位置を一つのカム面上により多く形成でき、より多くの
多点割出が可能な装置として構成することができるので
ある。

（実施例） 次にこの発明の位置割出装置の具体的な実施例について
、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図はこの発明の一実施例における装置の全体構成を
示す断面図であり、同図において１はトロコイドモータ
あるいはギヤモータ等の低速高トルク特性を有する駆動
モータであり、この駆動モータ１は、本体ケーシング２
の一端側（図において下端側）を覆う端板３に取着され
ている。上記駆動モータ１は、上記端板３を貫通して上
記本体ケーシング２内を、図において上方へと延びる回
転軸４を有しており、この回転軸４は上記端板３側にテ
ーバ形状部５、その上方にはストレート軸部６、そして
先端部（図において上端部）には角形スプライン軸７と
して形成されている。・一方ターレット旋盤の刃物台等
のような被割出体８の軸９の下部には、上記角形スプラ
イン軸７に嵌合し得るスプライン溝が形成されており、
第１図のように上記被割出体８の軸９を上記本体ケーシ
ング２の上端部側より挿入して上記スプライン軸７との
嵌合状態として組立てることにより、駆動モータ１の回
転作動が上記被割出体８に伝達されるようになされてい
る。

上記被割出体８の軸９の下部側外周と上記本体ケーシン
グ２の上部側内周とは液圧シリンダ１０として構成され
ている。すなわち、軸９に鍔状部１１が形成され、その
軸方向上下にそれぞれＯリングにより適当にシールされ
た作動流体導入室１２．１３が上記軸９と本体ケーシン
グ２との間に形成されているのである。また、上記鍔状
部１１の周側面が摺動する本体ケーシング２の内周面に
は、圧力流体出口ボート１３ａが開口しており、この圧
力流体出口ボート１３ａは、本体ケーシング２内を通し
て、ｆ＆述するように駆動モータ１に接続されている。

一方、上記本体ケーシング２の上端面と被割出体８の下
面との相対向する面に互いに咬合し得るカップリング歯
１４が円周上にそれぞれ形成されている。上記液圧シリ
ンダ１０の上部作動流体導入室１２に圧力流体を導入す
ることにより、被割出体８が下降されて上記カップリン
グ歯１４が咬合状態となされ、被割出体８は本体ゲージ
ング２に対して最終的な位置止定かなされ、一方下部の
作動流体導入室１３に圧力流体が導入されたときには、
上記被割出体８は上昇されて上記カップリング歯１４が
離間し、咬合状態が解除されるようになされている。そ
してこのとき、上記鍔状部１１の被圧下端面は、上記圧
力流体出口ボートｉ３ａの開口位置を超えて上方に位置
するようになされている。したがって、下部作動流体導
入室１３と上記圧力流体出口ボート１３ａとが連通状態
となり、下部作動流体導入室１３に導入された圧力作動
流体は、上記被割出体８を上昇位置に位置すべ（上記鍔
状部１１に上昇圧力を作用させながら、」二記圧力流体
出ロポート１３ａより流出し、さらに駆動モータ１に供
給されるようになされているのである。

そして上記駆動モータ１の回転軸４のテーバ形状部５と
ストレート軸部６とに、被割出体８の割出位置決め機構
が設けられている。まず第１位置決め機構となる回転板
１５が上記テーバ形状部５に中心テーバ穴を嵌着させた
状態でナツト１６により固定されている。この回転板１
５の外周部は、この回転板１５の軸と同心円周上を上方
へ延びる円筒状に形成され、その上端面は、カム面とな
されている。

一方回転軸４のストレート軸部６には、第２位置決め機
構を構成する軸方向移動板１７が、その中心穴を上記ス
トレート軸部６が貫通する状態で配置されている。この
軸方向移動板１７と前記回転板１５との間には、中心貰
通孔を有する本体ケーシング２の内方突出壁が形成され
ており、この内方突出壁の同心円周上四環配点にそれぞ
れ貫通孔が形成され、第２図に示すように、中心軸対称
の２つの貫通孔には、ローラ支持軸１８が軸方向摺動自
在に挿入されている。他方の２つの貫通孔は、後述する
開閉弁としての機能をも有する流量方向制御弁１９のス
プール摺動室２０として形成されている。そして第１図
のように、上記各ローラ支持軸１８の下端部には、前記
した回転板１５のカム面に当接し、このカム面上を転勤
し得る接触子、すなわちローラ２１がそれぞれ取着され
ている。また上記各ローラ支持軸１８の上端は上記軸方
向移動板１７に取付けられている。一方上記各スブール
摺動室２０にはこの流量方向制御弁１９の開度を制御す
るためのスプール２２が軸方向摺動自在にそれぞれ挿入
されており、そしてこれらのスプール２２の上端部も上
記軸方向移動板１７に取付けられている。したがって、
上記ローラ支持軸１８下端部のローラ２１が回転板１５
のカム面に当接し、カム変位が与えられてローラ支持軸
１８が軸方向の移動をする場合には、この移動は軸方向
移動板１７を介してスプール２２に伝達され、これによ
り流量方向制御弁１９の開度が回転軸４の回転位置に応
じて自動的に可変するようになされているのである。そ
して軸方向移動板１７とこれに連結されているローラ支
持軸１８とスプール２２とを下方へ押圧するために、ロ
ーラ支持軸１８の回りには本体ケーシング２との間にば
ね２３が配置されており、また流量方向制御弁１９のス
プール摺動室２０にも後述するようにスプール２２を上
方、また下方へ押圧するためのパイロット室がそれぞれ
設けられている。

また、上記した回転板１５のカム面には、被割出体８が
割出位置に位置するときに各ローラ２１が嵌入し得る凹
部２４が形成されている。さらに、回転板４には、上記
カム面の形成されている外周部の上方突出円筒部とは別
に、さらに小径の同心円周上に円筒状上方突出部２５が
形成されており、一方、軸方向移動板１７には、上記回
転軸４のストレート軸部６外周と本体ケーシング２の前
記内方突出壁の内周面との間に配置された軸方向垂下部
２６が取着されている。そして、上記円筒状上方突出部
２５と軸方向垂下部２６との相対向する面の円周上にそ
れぞれカップリング歯形状の互いに咬合い得る凹凸嵌合
部２７が形成されている。

上記した回転板１５のカム面の凹部２４にローラ２１が
嵌入するときに、軸方向移動板１７が下降し、これと共
にスプール２２も下降して流量方向制御弁１９が閉弁状
態となされると共に、上記凹凸嵌合部２７が互いに咬合
状態となって、割出位置への位置決めがなされるように
なっている。なお第１図中、３０及び３１は後述する電
磁切換弁、３２は駆動モータ１の回転量を電気信号とし
て取り出すためのエンコーダである。

次に第３図を参照して上記装置の液圧回路構成について
説明する。液圧ポンプ（図示せず）に接続された吐出ラ
イン４１とタンクライン４２とは、前記流量方向制御弁
１９のポンプボートＰとタンクポートＴとに接続されて
おり、この流量方向制御弁１９は二次側に３つのボート
Ａ、Ｂ、Ｍを有している。上記流量方向制御弁１９は、
第２図で示したように、軸対称位置に二分割構成されて
おり、それらの三部分を合わせて第３図の流♀方向制御
弁１９として構成されている。上記吐出ライン４１とタ
ンクライン４２より分岐したライン４３．４４は第２電
磁切換弁３１を介して、上記流量方向制御弁１９のパイ
ロット室４５とバネ室４６にそれぞれ接続されており、
スプール２２の切換移動をし得るようになされている。

そして、スプール２２が第３図左側に移動した中立状態
においてはシンボル位置Ｓ１に位置し、ポンプボートＰ
はポートＡに、タンクポートＴはボートＢにそれぞれ連
通し、またポートＭはブロックされている。

そして切換状態においてはシンボル位置Ｓ２、Ｓ３で図
示した連通状態が与えられ、まずスプール２２がシンボ
ル位置Ｓ２に位置するときには、ポンプボートＰはポー
トＢに、タンクボートＴはボートＡ及びＭにそれぞれ連
通ずる。またこの状態からスプール２２が徐々に左側へ
と移動していく過程においては、シンボル位置Ｓ３に位
置し、流路が徐々に絞られるようなされている。

上記流量方向制御弁１９のポートＡは上記した被割出体
８を上下動する液圧シリンダ１０の上部作動流体導入室
１２にライン６３により接続されている。一方ボートＢ
は上記液圧シリンダ１０の下部作動流体導入室１３にラ
イン６４により接続されている。また上記液圧シリンダ
１０の前記圧力流体出口ボー）Ｉ３ａと、上記流量方向
制御弁１９のボートＭとが、ライン６５．６６を介して
上記駆動モータ１に接続されている。上記ライン６５．
６６には、駆動モータ１の正転、逆転を切り換えるため
の第１電磁切換弁３０が介設されている。また流量方向
制御弁１９のポートＭとボートＴとは、絞り６７の介設
されたバイパスライン６８で接続されている。

上記構成の位置割出装置における割出操作は次のように
して行なわれる。まず第１図に示す割出位置止定状態に
おいては、第２電磁切換弁３１は第３図に示すシンボル
位置ＤＩに位置し、流量方向制御弁１９のスプール下降
押圧側のバネ室４６に吐出ライン４１の高圧流体が導入
されている。したがって、上記流体圧力と前記したロー
ラ支持軸１８に周設されているばね２３のばね力とによ
って軸方向移動板１７は下降位置に位置し、スプール２
２も下方に押し下げられて、流量方向制御弁１９内の各
ポートは第３図のシンボル位置Ｓ１で示す中立位置に位
置し、吐出ライン４１の流体は、ボートＡからライン６
３を介して液圧シリンダ１０の上部作動圧力導入室１２
へと伝えられ、また下部作動圧力導入室１３はライン６
４を通じてタンクライン４２に開放されており、被割出
体８は押し下げられ、被割出体８と本体ケーシング２と
に設けた力・ノブリング歯１４を互いにかみ合わせて、
その割出位置に、機械的に位置固定した状態、すなわち
止定状態にある。−刃駆動モータ１に通ずるライン６５
には流体の供給はなく、この駆動モータ１は停止状態に
保持されている。

そして、割出操作の開始に当たっては、まず第２電磁切
換弁３１をシンボル位置Ｄ２に切換える。

この操作によって流量方向制御弁１９のスプール上昇押
圧側のパイロット室４５に高圧流体が切換導入されると
共に、バネ室４６がタンクへと開放されることから、軸
方向移動板１７が上昇される。

これに伴って凹凸嵌合部２７が離間して嵌合状態が解除
されると共に、ローラ２１が上記したカム面の凹部２４
より離脱する。さらに上記軸方向移動板１７の上昇移動
と共に、流量方向制御弁１９のスプール２２が引き上げ
られ、内部の各ポートの連通状態が、第３図のシンボル
位置Ｓ２で示すように、吐出ライン４１はポンプボート
Ｐを介してボートＢへと連通し、このとき液圧シリンダ
１゜の下部作動流体導入室１３に、ライン６４を介して
吐出ライン４１の流体が供給されることとなる。

また上部作動流体導入室１２はライン６３を通じてタン
クライン４２に開放されるので、被割出体８が上昇され
、カップリング歯１４の咬合状態が解除されて、被割出
体８は回転可能状態となる。

さらに、被割出体８が上記上昇泣面に位置するときには
、液圧シリンダ１０内で、前記したように下部作動流体
導入室１３と圧力流休出ロポー目３ａとが連通状態とな
り、ライン６５を介して圧力流体を駆動モータ１へ供給
し得る状態となる。ここで第１電磁切換弁３０を中立位
置から、例えば正転倒位置（シンボル位置Ｅｌ）に切換
えることにより駆動モータ１への流体循環経路が形成さ
れ、駆動モータ１が回転を開始して、被割出体８の回転
駆動が開始される。

その後一定時間経過後に、第２電磁切換弁３１をシンボ
ル位置Ｄ１の切換位置に切換復帰する。これにより、再
び軸方向移動板１７は下降する。しかしながら、この時
までに回転板１５はある程度回転されており、したがっ
て初めにローラ２１が嵌入していた凹部２４はローラ２
】の位置には位置せず、凹部以外のカム形状領域にロー
ラ２１が当接した状態で上記軸方向移動板１７の下降は
阻止される。この状態においては、流量方向制御弁１９
のスプール２２はやや押し込まれた状態にあり、第３図
のシンボル位置Ｓ３で示す状態となり、各ボートの連通
状態はシンボル位置Ｓ２と同じであるが、やや流路が絞
られた状態となる。したがって駆動モータ１への流体循
環量が減少し、回転速度がやや低下した状態で回転を継
続する。

そして、上記状態でローラ２１がカム面を転勤していく
うちに、凹部２４に到達し、その凹部２４へと上記ロー
ラ２１が嵌入すると共に、スプール２２が押し込まれて
流量方向制御弁１９はシンボル位置Ｓ１で示す中立位置
に位置し、駆動モータ１への流体供給が停止される。そ
してこのとき、回転板１５と軸方向移動板１７の相対向
する面にそれぞれ形成されている凹凸嵌合部２７が嵌合
することとなり、この凹凸嵌合部２７の嵌合溝で回転板
１５の回転停止位置が位置決めされることとなる。この
状態においてはローラ２１は凹部２４内に遊嵌状態にあ
り、とまたがって上記位置止定時の被割出体８の慣性力
は上記凹凸嵌合部２７で受け、上記ローラ２１には回転
方向の力は作用しないようになされている。また、上記
のように流量方向制御弁１９が中立位置Ｓ１に位置する
ことによって、液圧シリンダ１０への作動流体の供給状
態が切換わるので、被割出体８が下降され、カップリン
グ歯１４が咬合状態となされて被割出体８の最終的な位
置決めが行なわれ、これにより割出操作を完了する。

上記説明では、便宜上、軸対象位置に一対のローラ２１
を配置し、そしてカム面には二点割出に対応する二箇所
に上記ローラ２１の嵌入し得る凹部２４を形成した装置
について説明したが、多点割出装置としてさらに数多く
の凹部を形成することも可能である。このとき従来、一
対のローラと凹部との嵌合により位置止定していた装置
においては、例えば被割出体等の慣性力を受けるために
、これに耐える強度、すなわち径の大きなローラを必要
としており、したがってカム面上の凹部の幅も大きなも
のが必要であったが、上記実施例においでは、複数のロ
ーラで上記のような慣性力を受ける構成であり、−箇当
たりのローラにかかる荷重は小さくなるので、ローラ径
を小さくできる。

したがって凹部の幅も小さくできることによって、カム
面における周上の割出位置点数を従層よりも多く形成す
ることができ、またコンパクトに構成することができる
。さらに、上記実施例のように、ローラを中心軸対象位
置に配置する等、全ての構成を略中心軸対称に構成する
ことによって、偏った集中荷重が生じないので、各接触
部分の摩耗が少なく、初期組立精度を維持することがで
きる。

さらに上記実施例においては、流量方向制御弁を、スプ
ール移動方向が軸方向移動板の軸方向の移動と平行にな
るように構成しており、これによってスプール移動量は
カム面の変位と１対１に対応することとなるので、流量
方向制御弁の構造とカム形状とが容易に対応づけられ、
設計・製作が容易となる。

なお上記実施例においては、被割出体８の軸と駆動モー
タ１の軸とを同軸上に配置する構成とすることにより、
ギヤ列を介さず、したがってギヤ列を有する従来装置の
前記した問題点を解消することが可能であるが、この発
明は、ギヤ列やその他の伝達機構を介して被割出体を駆
動する装置にも適用することができる。また流量方向制
御弁１９は軸対称位置に設けた２分割構成とし、さらに
ローラ２１も軸対称位置に一対設けた例について説明し
たが、これらの配置構成はこの発明を限定するものでは
な（、この発明の範囲内で種々の変更が可能である。さ
らに上記実施例における軸方向移動板１７側にカム面を
、また回転板１５側に接触子を取着する構成とすること
もでき、また両軸駆動モータを用いて、被割出体が連結
される回転軸とは別の回転軸側に各位置決め機構を配置
する構成とすることもできる。

（発明の効果） 以上の説明のように、この発明の位置割出装置において
は、割出位置に達したときには、複数の接触子がそれぞ
れ凹部に嵌入して被割出体の回転が停止するようになさ
れている。したがって、停止時の慣性力は、上記複数の
接触子に分散され、−個当りにかかる荷重は小さなもの
となるので、その分上記接触子の径は小さくすることが
でき、さらに凹部の形状も小さくすることができるので
、割出位置を一つのカム面上により多く形成でき、より
多くの多点割出しの可能な装置として構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例における位置割出装置の全
体構成を示す一部切欠正面図、第２図は第１図の■−■
線における平面図で、ローラと流量方向制御弁及び凹凸
嵌合部の配置を示す図、第３図は第１図の装置の回路図
、第４図は従来装置の一部切欠正面図、第５図は第４図
の装置の位置割出機構部を示す平面図である。 １・・・駆動モータ、４・・・回転軸、８・・・被割出
体、１５・・・回転板（第１位置決め機構）、１７・・
・軸方向移動扱く第２位置決め機構）、１９・・・流量
方向制御弁（開閉弁）、２１・・・ローラ（接触子）、
２２・・・スプール、２４・・・凹部。 特許出願人　　　　　　　ダイキン工業株式会社代　理
　人　　　　　　西　　森　　正　　博ｊ　−。 賢−−− 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、被割出体（８）を駆動する駆動モータ　（１）の回
   転軸（４）に第１位置決め機構（１５）を取着すると共
   に、第２位置決め機構（１７）を上記回転軸（４）の軸
   心方向摺動自在に設け、上記第１、第２位置決め機構（
   １５）（１７）の一方にはカム面を形成し、他方に取着
   した複数の接触子（２１）を上記カム面に当接させるこ
   とにより、上記第１位置決め機構（１５）の回転位置に
   上記第２位置決め機構（１７）の軸心方向移動を連動さ
   せると共に、上記駆動モータ（１）への作動流体の供給
   ・停止を制御する開閉弁（１９）を開閉するスプール（
   ２２）を上記第２位置決め機構（１７）に連動させ、さ
   らに上記カム面に設けた複数の凹部（２４）に上記複数
   の接触子（２１）が嵌入する際に、上記開閉弁（１９）
   が閉じて上記駆動モータ（１）への作動流体の供給が停
   止すべく構成していることを特徴とする位置割出装置。