JPH0419448A - 正逆転間欠駆動及び停止の可能な回転制御機構 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、回転駆動源に連結して高トルク出力が得られ
、高い精度で正逆間欠駆動と停止制御の出来さる新規な
構成の回転制御機構に関する。

［従来の技術］ 本出願人は、先に特開昭６３−１９５４６２号において
、モータなとの連続回転式の駆動源に連結された間欠駆
動機構に制御回路を朝み合わせて構成した間欠駆動機構
システムを提案したが、この）３案りこ係る制御システ
ムの間欠駆動機構は、モータを駆動源とし、クラッチを
介し・て伝達される主軸に１朝の制御クラッチを配設し
、これらの制御クラッチ間に反転歯車機構を介在させ、
該反転歯車機構にＬＭの制御クラッチのそれぞれの係合
によって主軸に連動可能で反転歯車機構により互いに反
対方向に回転する１間の反比例動作のカム機構を付；☆
し、これらの１ｌｉｉのカム機構の回転を機械的に停止
させるため対応して設けたｌ絹の爪を固着したサイズ設
定機構を付設した構成となっている。

そして、このような間欠駆動機構は、駆動モータを回転
させたまま、　１組の制御クラッチの断続制御とカム機
構の制御により主軸を間欠駆動させ、停止するようにな
っているため、従来ては不可能とされていた高トルクの
回転出力が得られる上に、小型のサーボモータのように
高精度て間欠、停止の駆動ができ、従来にはないメカト
ロ制御機器として幅広い分野における用途の期待された
ものであった。

［発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上＋１［！　Ｉ’％案に係る間欠駆動機
構は、カム機構に対応して設けた爪をストッパーとして
停止を行なう構成となっているため、制御の信頼性も爪
の機械的強度に依存している上に、出力軸も一方向に回
転するだけて逆転させることは出来ず、一方向の間欠駆
動のみに用途が限定されていた。

このため、機構的にも堅牢で逆方向にも高い精度て間欠
駆動できる高トルク出力の回転側１ｌｌＩ１１構の開発
が待たれていた。

本発明は、かかる要望に応えるべく開発されたもので、
機械的にも堅牢な上に正逆転間欠駆動を高い精度で行え
るようにした回転制御機構を提供することを目的として
いる。

［３題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために提案される本発明は、回転力
を出力する駆動源に主クラッチ機構を介して連結された
入力軸と、この入力軸に第１．第２の制御クラッチ機構
を介して、互いに対向するようにして連結された第１．
第２の歯車機構と、これら第１　第２の歯車機構の各々
に噛合した第３の歯ＸＬｓ構に連結された出力軸と、上
記主クラッチ機構及び第１．第２の制御クラッチ機構を
断接させるクラッチ開国手段とを備えたことを特徴とし
ている。

このような本発明の回転制御機構は、種々の変形態様を
もって実施でき、回転駆動源としては、電動モータやエ
ンジン、ガスタービンなとの内燃、外燃機間が使用でき
る。

また、主クラッチ機構は、その断続制御により回転駆動
源の回転力を入力軸に伝達あるいは遮断できるものであ
れば良く、回転駆動源の駆動特性に応して単板クラッチ
やパワークラッチが適宜使用される。

一方の１組の制御クラッチ機構は断続制御により第１．
第２の歯車機構との連結、解除が行えるものであればよ
く、第１　第２の歯車機構は互いに対向する向きに配設
され、各々に対応して設けた第１．第２の制御クラッチ
機構によって入力軸と連結されたときには逆向きに回転
するようになっている。

実施例では、第１．第２の歯車機構の最も簡単な構成と
して同歯数の傘歯車を入力軸に対向させて設けているが
、このような例に限られない。

更に、出力軸に連結された第３の歯車機構は、第１、第
２の歯車機構と噛合したときに、両者より反対方向のト
ルクを受ける構成であればよい。

このような回転制御機構によれば、歯車機構の減速比を
適宜選択することによって、大きな回転出力を得ること
ができ、回転駆動源を一方向に回転駆動させたままで高
い精度で間欠駆動を行なうことができる。　　また、請
求項２において提案された回転制御機構は、出力軸に慣
性力の大きい負荷が接続された場合にも制御部の停止動
作を迅速に行なうために提案されており、出力軸の回転
を停止させる直前でブレーキ機構を操作させる構成とな
っている。

［作用］ 本発明の回転制御機構によれば、駆動源の回転動作を連
続させたままで次のような制御が可能であ　る。

（正転制御） 主クラフチ機構２ａをＯＮし、第１の制御クラッチｍ構
２ｂをＯＮとし、第２の制御クラッチ機構２ｃをＯＦＦ
にする。

すると、プーリ３ａを介して伝達された駆動Ｒ１の回転
力は主クラッチ機構２ａを介して入力軸３に伝達され、
入力軸３０回転力はｖ！、１の制御クラッチ機構２ｂを
介して第１の歯車機構４ａに伝達されるが、第２の制御
クラッチ機構２０がＯＦＦであるため第２の歯車機構４
ｂには伝達されない。

このため、入力軸３０回転力は第１の歯車機構４ａのみ
に伝達され、この回転力は更に第１の歯車機構４ａに噛
合った第３の歯車機構４ｃに伝達されて出力軸５を正転
方向に回転させる。このとき第２の歯車機構４ｂは、第
３の歯車機構４Ｃの回転力を受けて従動する（以上、第
１図参照）。

（逆転制Ｗ） 主クラッチ機構２ａをＯＮにし、第１の制御クラッチ機
構２ｂをＯＦＦとし、第２の制御クラッチ機構２ｃをＯ
Ｎにする。

すると、プーリ３ａを介して伝達された駆動Ｒ１の回転
力は主クラッチ機構２ａを介して入力軸３に伝達され、
入力軸３０回転力は第２の制御クラッチ機構２Ｃを介し
て第２の歯車機構４ｂに伝達されるが、第１の制御クラ
ッチ機構２ｂがＯＦＦであるため第１の歯車機構４＆に
は伝達されない。

このため、入力軸３の回転力は第２の歯車機構４ｂのみ
に伝達され、この回転力は更に第２の歯車機構４ｂに噛
合った第３の歯車機構４ｃに伝達されて出力軸６を逆転
方向に回転させる。このとき第１の歯車機構４ａは、第
３の歯車機構４Ｃの回転力を受けて従動する（以上、第
２図参照）。

（停止側１Ｉｌ） 主クラッチ機構２ａをＯＦＦにし、藁１の制御クラッチ
機構２ｂ及び第２の制御クラッチ機構２ＣをＯＮにし・
て行なう。

また、本発明の回転制御機構では、負荷に慣性力の大き
いものが選ばれた場合、停止点（制御目標位置）に近付
いた時点て制動を開始し、出力軸５の回転数が一定速度
に落ちると制動を間欠的に解除する動作を繰返して行け
ば、出力軸の回転速度は最後には停止点を中心とした減
衰振動を始めるようになるので、この１％！表振動期間
においては、出力軸５が停止点を通過すれば制動動作を
行い、停止、ｑより手前に戻ったときは制動を解除する
動作を繰返し行なうことによって目標とする停止点に正
確に静止させることができる。

本発明の回転制御機構では、このような制御の結果、出
力軸５は減衰振動を行いながら最後には停止点て静止す
るので、歯車機構を使用したようなバックラッシュによ
る制ｗＪ誤差を生しる二とがなく高い精度で停止点に停
止させることができる。

また、出力軸に更に大きな慣性力の負荷を接続した場合
や外乱が予想される場合には、制動開始時にブレーキ機
構の作動を併用させればより迅速乙こ停止点３二停止さ
せることができる（以上、第３図参照）。

本発明による蘭欠制御精度は、出力軸に接続された制ｉ
ａｌＩｇＢの動きをパルスエンコーダで検知し、このエ
ンコーダから出力されるパルス信号なカウンタなとて計
数し、カウンタの計数値をＣＰｔＪなとて監視して行な
うようにすれば、制御部をハルスエンコーダ、カウンタ
の計数値に見合った精度で停止させることができる。

［実施例コ 以下に、本発明の一実施例を説明する。

第１図〜第３図は、本発明に係る回転制御機構の概ｌｌ
！構成を示したものである。

図に見るように、フレーム９に水平に軸承された入力軸
３のフレーム９より突出した一端には、主クラッチ機構
３ａを設け、このクラッチ機構３、ｌの断接によりプー
リ３ａの回転力を入力軸３に区達したり、遮断させたり
するようになっており、プーリ３ａは電動モータなとの
回転駆動源ｌの回転軸］ａとの閑に掛は渡されたベルト
１ｃにより回転力を受けてフリーに回転するようになっ
ている。

フし−ム９内に軸承された入力軸３には、各々か同ヒ歯
数の傘歯車４ａ、４ｂに固着された第１第２の制御クラ
ッチ機構２ｂ、２ｃが、この入力軸８を貫通するように
して設けられ、この第１゜第２の制御クラッチ機構２ｂ
、２ｃに対向するようにして固着された第１．第２の傘
歯車４ａ、４ｂの各々には、ブレーキ機構７を介して出
力軸５に固着された別の第３の傘歯車４ｃが直交するよ
うにして噛合している。

したがって、出力軸５はフレーム９内で水平に軸承され
た入力軸３に対して直交するようにしてフレーム９より
突出した構造となっている。

第１．第２の制御クラッチ機構２ｂ、２ｃは、回転出力
源の１種別や特性に応じて単板クラッチやパワークラッ
チで構成され、いずれもその断接により第１．第２の傘
歯車４ａ、４ｂを入力軸３に連結、遮断させるものであ
り、ブレーキ機構７はその作動時にブレーキシューで出
力軸５を挟圧して出力軸５の回転を停止させるようにな
フている。

このような第１．第２のクラッチ機構２ｂ、２Ｃや主ク
ラッチ機構２＆及びブレーキ機構７には、電気信号によ
って駆動される励磁式のものが望ましく採用され、その
場合、シーケンサなどから送られて来る指令信号によっ
て作動するクラッチ制御手段６やブレーキ制御手段８（
いずれも不図示によ）て制御がなされる。

［発明の効果］ 以上の説明より理解されるように、本発明の回転制御機
構によれば、高トルクが出力でき、しかも回転駆動源を
一方向に駆動させたまま高い精度で出力軸を正逆転間欠
駆動ができる優れた回転制御機構が得られる。

また、出力軸に接続された第３の６１車ｍ構に、互いこ
こ逆回転する第１．ｖ、２の歯車機構を噛合わせること
によって出力軸を振動させて停止させているので、バッ
クラッシュの問題もなく機械的強度も強い上に長期間の
使用に刻しても堅牢で信頼性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３区は本発明の回転制御３１１６！構の構造
説明図で、第１図は正転動作、藁２図は逆転動作第３図
は停止動作をそれぞれ説明する構造説明図である。 （符号の説明） Ｉ・・・回転駆動源 ２ａ・・・主クラッチ機構 ２ｂ・・・第１の制御クラッチ機構 ２ｃ・・・第２の制御クラッチ機構 ３・・・入力軸 ４ａ・・・第１の歯車機構 ４ｂ・・・第２の歯車機構 ４ｃ・・・第３の歯車機構 ・出力軸 ・ブレーキ機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）回転力を出力する駆動源に主クラッチ機構を介して
   連結された入力軸と、 この入力軸に第１、第２の制御クラッチ機構を介して、
   互いに対向するようにして連結された第１、第２の歯車
   機構と、 これら第１、第２の歯車機構の各々に噛合した第３の歯
   車機構に連結された出力軸と、 上記主クラッチ機構及び第１、第２の制御クラッチ機構
   を断接させるクラッチ制御手段とを備えたことを特徴と
   する正逆転間欠駆動及び停止の可能な回転制御機構。 ２）上記出力軸にブレーキ機構を設けるとともに、この
   ブレーキ機構を制御する制御手段を更に備えたことを特
   徴とする請求項１に記載の正逆転間欠駆動及び停止の可
   能な回転制御機構。