JPH06109092A - 往復運動による回転駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は単一な往復運動に基づいて所定方
向に確実に連続回転できるようにした往復運動による回
転駆動装置を提供するものである。 【構成】 この発明は円柱面に中心軸線を包囲するルー
プとなる波状の溝を形成した溝部材と、この溝に挿入し
て溝部材の軸線方向に相対的に移動可能にした突出部を
有する係合部材とを包含し、前記溝部材と係合部材の何
れか一方に往復運動装置により溝部材の中心軸線方向の
往復運動を与えて溝部材と係合部材の何れかを回転させ
るものにおいて、前記溝部材の溝は両側の端部において
外縁部が内縁部より溝部材の所定回転方向に角度差を有
するように形成してあることを特徴とする往復運動によ
る回転駆動装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は往復運動による回転駆
動装置に関するもので、例えば流体圧で動作するシリン
ダにより所定方向に回転させる装置等に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来特開平２−６４２７２号公報に示さ
れるある実施例には所定方向に進退する永久磁石に取付
けたピストンの周囲にこれを包囲する鋸波状のガイド溝
を形成し、固定位置にあるガイドピンをその溝に挿入
し、永久磁石をソレノイドにより進退させると同時に所
定方向に回転させる提案が図示説明してあるが、この説
明ではピストンが進退すると何故一つの向きに回転する
か全く予測できないものであり、場合によっては全くど
ちらにも回転できなかったり、僅かの角度範囲で往復回
転することも考えられるものである。また、国際公開Ｗ
Ｏ９２／１３１９４号公報には複数のシリンダを形成し
たシリンダブロックを用いて流体圧により連続して所定
方向に回転駆動する装置が図示説明してある。しかしな
がら、単一なシリンダを用いるものではある方向に回転
運動した後反対方向に回転運動するものはあるが、連続
して所定方向に回転運動をさせるようにした流体圧によ
り動作する単一なシリンダを用いるものは知られていな
い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この発明は単一な往復
運動に基づいて所定方向に確実に連続回転できるように
した往復運動による回転駆動装置を提供するものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は円柱面に中心
軸線を包囲するループとなる波状の溝を形成した溝部材
と、この溝に挿入して溝部材の軸線方向に相対的に移動
可能にした突出部を有する係合部材とを包含し、前記溝
部材と係合部材の何れか一方に往復運動手段により溝部
材の中心軸線方向の往復運動を与えて溝部材と係合部材
の何れかを回転させるものにおいて、前記溝部材の溝は
両側の端部において外縁部が内縁部より溝部材の所定回
転方向に角度差を有するように形成してあることを特徴
とする往復運動による回転駆動装置を提供するものであ
る。この発明はまた、このような装置であって、前記往
復運動手段は流体圧により動作するシリンダであり、こ
のシリンダの死点で自動的に動作流体の流出入を逆にす
る機械的に動作させるバルブ装置が設けてあることを特
徴とする往復運動による回転駆動装置を提供するもので
ある。

【０００５】

【実施例】以下この発明の実施例について説明する。図
１〜３に示すこの発明の一実施例において、１０は例え
ばエアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧動作装置より
成る往復運動装置である。この往復運動装置はシリンダ
１２を有しており、このシリンダ内のピストン１３から
ピストンロッドより成る係合部材１５が長く延びてい
る。この係合部材１５の中央部から先には例えばキー１
６が取り付けてあってシリンダ１２に固着したフレーム
１７を摺動可能に貫通して回動しないようになってい
る。係合部材１５の中央部には横方向に突出した突出部
１８が設けてある。

【０００６】２０は前記係合部材１５の進退方向と平行
に中心軸線が配置した円柱面の表面を有する溝部材で、
両側の軸部２１，２２がフレーム１７に回転可能に支持
されている。この溝部材の周面には展開すると１サイク
ルになるような波状で中心軸線を囲んでループとなる溝
２３が形成してある。この溝は例えば２サイクル等の適
当サイクル数にしてもよく、かつ波形は三角波や正弦波
等種々の波形にすることができる。溝２３には前記突出
部１８が移動可能に挿入されており、ピストン１３の運
動により係合部材１５が進退すると溝部材２０を回転さ
せるようになっている。図３に示すように溝２３は両側
の死点で外縁部２５の外端が内縁部２６の外端より溝部
材２０の所定回転方向にある角度差ｄを有するように形
成してある。この角度差ｄは互いに等しくする必要はな
い。

【０００７】往復運動装置１０が動作して係合部材１５
が単に往復運動をする場合にはどんな出発点から運動を
開始しても突出部１８が１８ａで示すように死点に達す
ると次の運動は１８ｂで示すように常に内縁部２６の一
方側のみに当接して押圧力を及ぼし溝部材２０を図示矢
印方向に回転させることになる。したがって、往復運動
装置１０が単に係合部材１５を往復運動させても所定方
向の回転が継続して得られることになる。この回転の出
力は軸部２１に取付けたプーリー等より成る出力部２８
から取出せるようになっている。

【０００８】３０，３１は往復運動装置１０のシリンダ
１２の両端部に図示してない電磁弁及びホース等を介し
て圧縮空気或は圧力油等の流体を供給したり排出する図
示してないホースを連結する連結口である。３２，３３
はフレーム１７に図示のような位置に取付けたマイクロ
スイッチ等より成るスイッチで、それぞれ係合部材１５
に詳細は図示してないが位置を調節可能に設けた接触部
材３５，３６が接触すると信号を発して圧縮空気等の流
体の供給と排出を逆にするようになっている。すなわ
ち、図１において、ピストン１３が左側へ移動し死点付
近に達する時に接触部材３６がスイッチ３３に接触し信
号を発し電磁弁を動作させ連結口３０から流体を供給し
連結口３１から排出させるように動作することになる。
そのため、ピストン１３は逆方向に移動を開始するよう
になる。図において、ピストン１３が右端付近の死点に
達すると同様に接触部材３５がスイッチ３２に接触しそ
の信号によりピストン１３の移動方向を逆にするように
なっている。このように往復運動装置１０のピストン１
３が死点に達する毎に瞬間的に圧縮空気の流動方向を逆
にすることによりどんな瞬間にも往復運動装置１０を動
作状態に維持できるものである。

【０００９】図４、５に示すこの発明の他の実施例にお
いては溝部材２０は筒状で、軸受３８を介して両端部を
フレーム１７に回転可能に支持されており、外面に出力
部２８が設けてあり、かつ内面に溝２３が形成してあ
る。この溝は展開した場合例えば図３に示すものと同様
に構成してある。スイッチ３２，３３は図示のようにフ
レーム１７に取付けてあり、かつ溝部材２０の外面に取
付けた共通の接触部材３７により動作させるようになっ
ている。この実施例においても前記実施例と同様に溝部
材２０を所定方向のみに回転させるものである。

【００１０】図６に示すこの発明の他の実施例において
は往復運動装置１０により図３に示すような展開図を二
つ連続させた展開図となる２サイクルとなる溝２３を有
する溝部材２０を往復運動させるようになっており、フ
レーム１７を貫通する軸部４０に設けたキー４１により
回り止めするようになっている。係合部材１５は出力部
２８を設け溝部材２０を包囲する筒状のもので、内面か
ら溝２３に挿入する対称な１対の突出部１８が形成して
あり、溝部材２０が進退すると所定方向に回転するよう
になっている。３９はこの係合部材の両端部に設けた軸
受であり、スイッチ等の図示説明は省略してある。この
実施例では往復運動装置１０の往復運動が２回で係合部
材１５を１回転させるものである。

【００１１】図７に示すこの発明の他の実施例において
は、ピストンロッド４２の軸線回りに回転可能に取付け
た溝部材２０を有しており、その外周面に形成した図３
に示すものと同様な展開図になる溝２３には所定位置に
ある係合部材１５の突出部１８が挿入してある。出力部
２８はフレーム１７に所定位置で回転可能に支持されか
つキー４３により溝部材２０の進退を許容しかつこれと
一体になって回転するようにした軸４５に設けてある。
この実施例においても図示してないが溝部材２０は所定
方向のみに回転可能になっている。この実施例において
もスイッチ等の図示説明は省略してある。

【００１２】前述した図１〜３及び図４，５に示す各実
施例においてはスイッチを用いてピストン１３が死点に
達すると自動的に回転とは無関係に圧縮空気等の動作流
体の流動方向を逆にするようになっているが、図８〜１
１にはこのような動作を自動的に機械的に行なうバルブ
装置５０が示してある。５１は複数個の部材を結合して
構成したバルブ本体で、加圧流体源に連結する流入口５
２及び流出口５３と、それぞれ図１に記載したような往
復動作装置１０のシリンダ１２に設けた連結口３０，３
１に図示してないホース等を介して連結する連結口５
５，５６が設けてある。５８はバルブ本体５１内に所定
角度範囲で回動可能に設けたバルブで、周面に流入口５
２に連通する凹所６０とこの凹所と対称に凹所６０の両
側にそれぞれ閉塞部６１，６２を介して流出口５３に連
通する凹所６３が形成してある。６５はこのバルブから
バルブ本体５１の外部に延びる軸部である。バルブ５８
が図１０に実線で示す状態で流入口５２は凹所６０，連
結口５５を介して往復動作装置１０の連結口３０に連結
しており、かつ流出口５３は凹所６３，連結口５６を介
して往復動作装置１０の連結口３１に連結している。こ
の状態からバルブ５８が回動して鎖線で示す状態になる
と連結口３０，３１にそれぞれ流出口５３，流入口５２
が連通することになる。したがって、ピストンが死点に
達する場合自動的にこの切換を行なうようにする必要が
ある。

【００１３】６７は軸部６５の外端部に固着したレバー
で、両側のストッパ６８に規制される範囲内で回動可能
になっている。７０は横方向に進退可能にした操作部材
で、図示のようにレバー６７の先端部とつる巻ばね７２
で連結してある。例えば図１に示すような係合部材１５
等の進退する部材に取付けた接触部材３５が図８におい
て左側から操作部材７０に接触して所定以上移動させピ
ストン１３が死点に達する場合つる巻きばね７２の中心
線が軸部６５の中心軸線を越えるとつる巻ばね７２の弾
力によりレバー６７がバルブ５８と共に急に自動的に回
動しかつ操作部材７０も僅かに自動的に移動してバルブ
５８は図１０に鎖線で示すようになりシリンダ１２内の
ピストン１３の動きが逆になる。また、接触部材３６が
操作部材７０に反対側から接触する場合も同様にしてバ
ルブ５８等が逆に回動することになる。

【００１４】この発明においては例えば前記国際公開Ｗ
Ｏ９２／１３１９４号公報に図示説明されたものと同様
に図１２に示すように係合部材１５から横方向に突出し
た軸７５を設け、この軸に回転可能に装着した筒体より
成るもの或は係合部材１５に直接回転可能に装着したも
の等回転する突出部１８を溝２３に挿入して摩擦損失を
少なくするように構成してもよい。

【００１５】この発明においては往復運動装置１０とし
て例えばソレノイドにより往復運動可能にした永久磁石
を包含するものを用いてもよいことはもちろんである。
また、出力部２８として歯車その他の手段に変更しても
よい。

【００１６】

【発明の効果】前述したようにこの発明は往復運動装置
１０で往復運動すると出力部２８が常に一定方向に回転
できるようになるという効果を有している。特に油圧や
空気圧等の流体圧により動作する１個のシリンダを往復
運動装置１０とするものでは簡単に連続する回転が得ら
れるようになるものである。また、この発明において、
ピストンが死点に達する場合自動的に機械的に流体の流
動方向を逆転させるバルブ装置５０を有するものは特に
構造が簡単になるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例の一部を切り欠いて示す正
面図である。

【図２】図１における２−２線方向断面図である。

【図３】その溝部材の展開図である。

【図４】この発明の他の実施例の一部を断面として示す
正面図である。

【図５】図４における５−５線方向断面図である。

【図６】この発明の更に異なった他の実施例の一部を断
面として示す正面図である。

【図７】この発明の更に異なった他の実施例の一部を断
面として示す正面図である。

【図８】バルブ装置を示す正面図である。

【図９】その平面図である。

【図１０】図９における１０−１０線方向断面図であ
る。

【図１１】図９における１１−１１線方向断面図であ
る。

【図１２】突出部の変更を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０ 往復運動装置 １２ シリンダ １３ ピストン １５ 係合部材 １８ 突出部 ２０ 溝部材 ２３ 溝 ２５ 外縁部 ２６ 内縁部 ２８ 出力部 ５０ バルブ装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱面に中心軸線を包囲するループとな
   る波状の溝を形成した溝部材と、この溝に挿入して溝部
   材の軸線方向に相対的に移動可能にした突出部を有する
   係合部材とを包含し、前記溝部材と係合部材の何れか一
   方に往復運動装置により溝部材の中心軸線方向の往復運
   動を与えて溝部材と係合部材の何れかを回転させるもの
   において、前記溝部材の溝は両側の端部において外縁部
   が内縁部より溝部材の所定回転方向に角度差を有するよ
   うに形成してあることを特徴とする往復運動による回転
   駆動装置。
2. 【請求項２】 前記往復運動装置は流体圧により動作す
   るシリンダであり、このシリンダの死点で自動的に動作
   流体の流出入を逆にする機械的に動作させるバルブ装置
   が設けてあることを特徴とする請求項１記載の往復運動
   による回転駆動装置。