TWI413611B - 止動裝置 - Google Patents

Description

止動裝置

本發明係關於一種使工件在預定位置停止之止動裝置。

在使用輸送帶之生產設備中，係使於輸送帶上移動之工件暫時停止於預定位置而可進行預定作業。在作業結束後工件再次沿著輸送帶而移動。因此，為了使工件暫時停止於預定位置，止動裝置而被廣泛地使用。

止動裝置，係具備：呈圓筒狀之主體(body)；以及在相對於該主體而旋轉受限之狀態下直線移動於主體內的桿(rod)。在桿中內置有減震器(shock absorber)。在桿之前端部，係設置有用以與減震器連動以使工件制止於預定位置的止動槓桿(stopper lever)。止動槓桿，係可與桿一體地直線移動。

在使被搬運於輸送帶上之工件暫時停止於預定位置時，藉由使桿以從主體突出之方式進行直線移動，止動槓桿就可進行直線移動。結果，工件會抵接於止動槓桿，而工件之搬運會受到制止。此時，藉由減震器，可緩衝對被搬運於輸送器上之工件的衝擊。

其中，利用馬達之旋轉運動而使桿進行直線移動的機構，有例如日本實公平3-8827號公報之致動器。該公報之致動器，係在呈圓筒狀之操作軸內插通有進給螺旋軸，並且操作軸與進給螺旋軸可透過滾珠螺桿而螺合。又，電動機之旋轉軸與進給螺旋軸可透過齒輪而連結。然後，當電動機之旋轉軸旋轉時，進給螺旋軸就會透過齒輪而進行旋轉運動。藉由該進給螺旋軸之旋轉運動，滾珠螺桿就會相對於進給螺旋軸前進或後退因此而使操作軸可進行直線移動。結果，被裝設於操作軸之前端部的被動部就會進行直線移動。

然而，上述公報之致動器中，為了使操作軸進行直線移動，係在進給螺旋軸之外側設置有呈圓筒形之操作軸。因此，操作軸，必須至少確保與操作軸之直線移動距離相應的長度。此外，由於在該操作軸之前端裝設有被動部，所以會有使致動器在操作軸之軸方向的長度尺寸大型化的問題。

本發明之目的係在於提供一種不會大型化而可利用馬達之旋轉運動使桿進行直線移動的止動裝置。

為了達成上述目的，依據本發明之一態樣，可提供一種止動裝置。止動裝置係具備：呈筒狀之主體；桿，其係以相對於主體可進退之方式設置之呈筒狀的桿，且在其周面具有至少一個凸輪槽；止動部，其係以可轉動之方式支撐於桿之前端部，並且用以使工件停止；緩衝機構，其係內置於桿之前端部，並且緩和藉由止動部使工件停止時之衝擊；旋轉構件，其係容納於主體內，並且藉由馬達而旋轉，且以可進退之方式容納有桿；以及至少一個凸輪從動件，其係在旋轉構件中以從與桿之周面對向的位置朝向旋轉構件之中心軸線突出的方式設置，並且卡合於凸輪槽，且伴隨旋轉構件之旋轉，凸輪從動件會沿著凸輪槽而導引，藉此，桿可在旋轉構件內直線地移動。

以下，按照圖1至圖5說明本發明一實施形態之止動裝置。如圖1所示，止動裝置10係具備呈筒狀之主體11。在主體11係以沿著主體11之長度方向延伸的方式形成有呈圓形狀之容納孔12。在容納孔12內之前端係設置有呈環狀之桿蓋13。又，在主體11之基端係形成有貫通孔11a。

在主體11之前端面係設置有凸緣14，並且在凸緣14形成有貫通孔14a。在凸緣14之前端面係設置有沿著主體11之長度方向延伸的支柱15。在支柱15之前端係裝設有限制環15a。又，在主體11之基端係安裝有可正反轉之馬達18。馬達18之旋轉軸19，係延伸至到達主體11之貫通孔11a內為止。並且，在容納孔12內係容納有旋轉構件21。

如圖2所示，旋轉構件21係具備：在前端開口並且在基端閉塞之呈現底圓筒狀的本體部22。在本體部22之前端面，係有一對延設部23設置在本體部22之徑向上之相對向的位置。又，在各延設部23之前端部內面，係以可旋轉之方式設置有凸輪從動件24，該凸輪從動件24係相對於延設部23之延設方向正交，且朝向旋轉構件21之中心軸線突出。各凸輪從動件24係設置於旋轉構件21中之彼此相對向的位置。

在本體部22之基端面，係設置有沿著本體部22之中心軸線延伸的連結部25。在連結部25之中央部，係形成有可供馬達18中的旋轉軸19之前端部嵌合的嵌合凹部25a。連結部25與旋轉軸19，係在旋轉軸19之前端部被嵌合於嵌合凹部25a內的狀態下藉由未圖示之螺釘螺緊固定而一體地連結。然後，藉由馬達18之驅動，旋轉軸19之旋轉運動會傳遞至連結部25，而旋轉構件21就可在容納孔12內旋轉。

又，在本體部22外周面之一部分係沿著周方向遍及全周形成有裝設凹部22a，並且可供耐磨護環(wearing ring)22b裝設於裝設凹部22a。在一對延設部23之外周面之接近本體部22的位置，係沿著周方向形成有裝設凹部23a，以供耐磨護環23b裝設其中(裝設凹部23a)。

然後，如圖1所示，在旋轉構件21容納於容納孔12內的狀態下，耐磨護環22b、23b之外周面全體抵接於容納孔12之內周面。藉此，耐磨護環22b、23b係擔任作為對旋轉構件21之定心用軸承的任務。因而，即使旋轉構件21旋轉而對旋轉構件21施加偏心荷重，亦可藉由該耐磨護環22b、23b抑制旋轉構件21偏心。

在旋轉構件21係可進退地容納有構成呈筒狀的桿31。又，該桿31係透過凸緣14之貫通孔14a而可相對於主體11進退。桿31內部係設置有油壓式之減震器35作為緩衝機構。減震器35具備：內部具有未圖示之孔口(orifice)的氣缸37；以及可進退地容納於氣缸37內的吸收棒(absorber rod)36。在氣缸37內係填充有動作油。吸收棒36之前端，係成為經常從氣缸37突出的狀態。

又，在桿31之前端，係設置有使被搬運於輸送帶C(參照圖5)上之工件W(參照圖5)停止的止動部41。在桿31之前端側的外周面係形成有公螺紋31a。該公螺紋31a，係藉由與在止動部41之支撐體42形成的容納凹部42a之母螺紋(未圖示)螺合，而將桿31與支撐體42一體化。在支撐體42之一側，係突設有具有插通孔43a的插通部43。插通孔43a中係插通有支柱15。

又，在支撐體42上，係以包夾吸收棒36之方式彼此相對向地豎設有一對安裝片44。在一對安裝片44之間係水平地支撐支軸45。支軸45係以可在預定角度範圍內轉動之方式支撐停止工件用的止動槓桿46。止動槓桿46係配設於吸收棒36上。在止動槓桿46之前端，係可轉動地支撐工件承接輥47。又，止動槓桿46之基端，係可抵接於吸收棒36。

如圖3所示，在桿31之基端側的外周面，係形成有可供凸輪從動件24卡合之呈螺旋狀的二個凸輪槽32。各凸輪槽32之前端係在桿31內部之途中閉塞，並且基端係從桿31之基端面朝外部開放。然後，藉由從各凸輪槽32之基端將各凸輪從動件24插入於凸輪槽32內，各凸輪從動件24就可卡合於各凸輪槽32。

圖4係顯示凸輪槽32之展開圖。如圖4所示，凸輪槽32，係以描繪變形正弦曲線L(圖4所示之點鏈線)之方式形成。亦即，凸輪槽32，係以近似於正弦曲線之方式形成。凸輪從動件24係在凸輪槽32內，位於變形正弦曲線L之起點P1的狀態下，桿31會成為沒入於主體11的狀態。在桿31沒入於主體11之狀態下，藉由使馬達18正轉，旋轉構件21就會正轉，而凸輪從動件24會沿著凸輪槽32從凸輪槽32之起點P1朝向終點P3導引。

在此，由於在插通部43之插通孔43a係插通有支柱15，所以桿31，係在相對於主體11旋轉運動受限之狀態下朝突出方向直線移動。另外，藉由桿31朝突出方向直線移動，止動部41亦會朝突出方向移動。此時，藉由插通部43之上面抵接於限制環15a，而可限制插通部43從支柱15脫落。

各凸輪從動件24，係在所對應的凸輪槽32內，從存在於變形正弦曲線L之起點P1的狀態下，朝向終點P3，使各凸輪從動件24沿著所對應的凸輪槽32而導引桿。此時，桿31之直線移動的加速度，會在起點P1至中間點P2之間緩慢地增加。然後，各凸輪從動件24在所對應的凸輪槽32內，通過變形正弦曲線L之起點P1與終點P3之間的中間點P2時，桿31之直線移動範圍的加速度會變成最大。並且，桿31之直線移動的加速度，係在中間點P2至終點P3之間緩慢地減少。

就上述止動裝置10之動作加以說明。

止動裝置10，係在桿31沒入於主體11之狀態下，以止動部41位於靠近輸送帶C下方的方式設置。為了使被搬運於輸送帶C上的工件W停止，首先，在桿31沒入於主體11之狀態下，藉由使馬達18正轉，旋轉構件21就會正轉。如此，各凸輪從動件24就會沿著所對應的凸輪槽32而導引，並且在桿31相對於主體11之旋轉運動受限的狀態下會一邊在從主體突出之方向上保持一定的加速度一邊進行直線移動。

隨著該桿31之直線移動，止動部41一邊保持一定的加速度一邊緩慢地上升之後，會以最大加速度上升。之後，桿31會一邊緩慢地減速一邊朝突出方向直線移動。然後，如圖5所示，當止動部41之工件承接輥47到達被以輸送帶C搬運之工件W的搬運路徑上時，桿31之加速度就會變成0，而止動部41之上升會緩慢地停止。

在該狀態下，當工件W被搬運於輸送帶C上時，工件W就會抵接於工件承接輥47，並且止動槓桿46會轉動。當止動槓桿46轉動時，止動槓桿46之基端就會抵接於吸收棒36，並將吸收棒36朝下方推壓。當吸收棒36被朝下方推壓時，吸收棒36就會沒入於氣缸37內。藉由吸收棒36向該氣缸37沒入，且利用動作油流通至孔口時的阻抗，就可緩和工件W抵接於工件承接輥47時的衝擊。

其次，為了使輸送帶C上之工件W通過，藉由使馬達18逆轉，旋轉構件21就會逆轉。如此，各凸輪從動件24就會沿著所對應的凸輪槽32而導引，並且在桿31相對於主體11之旋轉運動受限的狀態下一邊保持一定之加速度一邊朝沒入方向直線移動。

隨著該桿31之直線移動，止動部41一邊保持一定之加速度一邊緩慢地下降之後，會以最大加速度下降。之後，桿31係一邊緩慢地減速一邊朝沒入方向直線移動。然後，當止動部41比輸送帶C還更位於下方時，桿31之加速度就會變成0，且止動部41之下降會緩慢地停止。結果，工件W不會在輸送帶C上停止，而會通過止動裝置10之上方。

在上述實施形態中可獲得以下效果。

(1)　依馬達18而旋轉的旋轉構件21係形成筒狀。在旋轉構件21內容納有桿31。然後，在桿31之外周面形成有二個凸輪槽32。在旋轉構件21設置有一對凸輪從動件24。一對凸輪從動件24，係分別卡合於凸輪槽32，並且分別沿著凸輪槽32而導引。凸輪從動件24，係朝向旋轉構件21之中心軸線而突出。因而，藉由旋轉構件21旋轉，各凸輪從動件24可沿著所對應的凸輪槽32而導引。藉此，可使桿31在旋轉構件21內直線移動。因而，比起如先前技術在依馬達而旋轉的進給螺旋軸之外側配設有呈筒狀之操作軸的情況，由於本發明可將減震器35內置於相對於旋轉構件21內部進退的桿31內，所以止動裝置10之長度尺寸不會大型化。結果，在止動裝置10本身不會大型化的情況下，可利用馬達18之旋轉運動使桿31直線移動。

(2)　在旋轉構件21上，係有一對凸輪從動件24設置於彼此相對向的位置。因而，比起例如在旋轉構件21設置有一個凸輪從動件24，且藉由旋轉構件21旋轉，一個凸輪從動件24可沿著凸輪槽32而導引並使桿31直線移動的情況，較難以在凸輪從動件24與凸輪槽32之間發生勾住現象。

(3)　凸輪槽32，係以描繪變形正弦曲線L之方式形成。亦即，凸輪槽32，係以近似於正弦曲線之方式形成。因而，例如，當凸輪從動件24在凸輪槽32內，從位於變形正弦曲線L之起點P1的狀態，朝向終點P3，使凸輪從動件24沿著凸輪槽32而導引時，桿31之直線移動的加速度，就會在從起點P1至中間點P2之間緩慢地增加。又，加速度於凸輪從動件24在中間點P2至終點P3之間緩慢地減少。因而，沒有必要為了抑制桿31之直線移動的加速度，藉由例如控制手段電性控制馬達18之旋轉速度。如此，可機械式地控制桿31之直線移動的加速度，且可簡化桿31之速度控制機構。

(4)　本實施形態中，桿31可利用馬達18之旋轉運動而直線移動。因而，藉由例如使用流體壓氣缸供給或排出壓縮空氣等的動作流體，使桿31直線移動的情況，就沒有因動作流體之洩漏而發生能量損失的問題。因而，可利用馬達18之旋轉運動而使桿31有效率地直線移動。

另外，上述實施形態亦可變更如下。

○實施形態中，各凸輪槽32係以描繪變形正弦曲線L之方式形成。並不限於此，例如，各凸輪槽32亦可以描繪變形梯形曲線或變形等速度曲線之方式形成。

○實施形態中，在旋轉構件21係有一對凸輪從動件24設置於彼此相對向的位置。並不限於此，例如，亦可在旋轉構件24設置有一個或三個以上的凸輪從動件24。

○實施形態中，係藉由以描繪變形正弦曲線L之方式形成凸輪槽32，而機械式地控制桿31之直線移動的加速度。並不限於此，例如，亦可藉由依控制手段控制馬達18之旋轉速度，電性控制桿31之直線移動的加速度。

○實施形態中，減震器35雖為油壓式，但是並不限於此，例如，亦可為氣壓式。

10．．．止動裝置

11．．．主體

11a、14a．．．貫通孔

12．．．容納孔

13．．．桿蓋

14．．．凸緣

15．．．支柱

15a．．．限制環

18．．．馬達

19．．．旋轉軸

21．．．旋轉構件

22．．．本體部

22a、23a．．．裝設凹部

22b、23b．．．耐磨護環

23．．．延設部

24．．．凸輪從動件

25．．．連結部

25a．．．嵌合凹部

31．．．桿

31a．．．公螺紋

32．．．凸輪槽

35．．．減震器

36．．．吸收棒

37．．．氣缸

41．．．止動部

42．．．支撐體

42a．．．容納凹部

43．．．插通部

43a．．．插通孔

44．．．安裝片

45．．．支軸

46．．．止動槓桿

47．．．工件承接輥

C．．．輸送帶

P1．．．起點

P2．．．中間點

P3．．．終點

W．．．工件

第1圖係顯示本發明一實施形態之止動裝置的局部縱剖視圖；

第2圖係顯示第1圖之旋轉構件的側視圖；

第3圖係顯示第1圖之桿的側視圖；

第4圖係顯示第2圖之旋轉構件之凸輪槽的展開圖；以及

第5圖係顯示藉由止動部而停止工件之搬運後的狀態之止動裝置之局部縱剖視圖。

10．．．止動裝置

11．．．主體

11a、14a．．．貫通孔

12．．．容納孔

13．．．桿蓋

14．．．凸緣

15．．．支柱

15a．．．限制環

18．．．馬達

19．．．旋轉軸

21．．．旋轉構件

22．．．本體部

22a、23a．．．裝設凹部

22b、23b．．．耐磨護環

23．．．延設部

24．．．凸輪從動件

25．．．連結部

25a．．．嵌合凹部

31．．．桿

31a．．．公螺紋

32．．．凸輪槽

35．．．減震器

36．．．吸收棒

37．．．氣缸

41．．．止動部

42．．．支撐體

42a．．．容納凹部

43．．．插通部

43a．．．插通孔

44．．．安裝片

45．．．支軸

46．．．止動槓桿

47．．．工件承接輥

Claims (5)

1. 一種止動裝置，其特徵在於，具備：呈筒狀之一主體；一桿，其係相對於該主體以可進退之方式設置之呈筒狀的桿，且在該桿之周面具有至少一凸輪槽；一止動部，其係以可轉動之方式支撐於該桿之前端部，並且用以使一工件停止；一緩衝機構，其係內置於該桿之前端部，並且緩和藉由該止動部使該工件停止時之衝擊；一旋轉構件，其係容納於該主體內，並且藉由一馬達而旋轉，且以可進退之方式容納有該桿；以及至少一凸輪從動件，其係在該旋轉構件中以從與該桿之周面對向的位置朝向該旋轉構件之中心軸線突出的方式設置，並且卡合於該凸輪槽，且隨著該旋轉構件之旋轉，該凸輪從動件係沿著該凸輪槽而導引以使該桿可在該旋轉構件內直線地移動；其中該凸輪槽之一端係閉塞於該桿之周面，另一端係從該桿之基端朝外部開放，且該凸輪槽係以變形正弦曲線之型式形成於該桿之周面；該變形正弦曲線於該凸輪槽之該閉塞端具有最大值，於該開放端具有最小值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之止動裝置，其中，該凸輪從動件係設置有複數個，而該凸輪槽係設置有與該凸輪從動件相同之數量。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之止動裝置，其中，該凸輪槽 係以近似於正弦曲線之方式形成。
4. 如申請專利範圍第1或2項之所述止動裝置，其中，該凸輪從動件係設置有一對，且一對之該凸輪從動件係設置於彼此相對向之位置。
5. 如申請專利範圍第1或2項所述之止動裝置，其中，該緩衝機構係油壓式之減震器。