JPH10292802A - 揺動軸駆動機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 揺動軸にスムーズな動きを与え得るようにす
ると共に、揺動軸を素速く停止させ得るようにする。 【解決手段】 ピニオン１１を備えた揺動軸５と、揺動
軸５のピニオン１１に歯合するラック１２を備えて揺動
軸５を回動駆動するようにした揺動軸駆動装置１４とに
よって揺動軸駆動機構１７を構成し、更に、揺動軸５の
ピニオン１１に歯合するラック１８を備えて揺動軸５の
回動速度を調整する軸速度調整機構３５を設けるように
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、揺動軸駆動機構に
関するものであり、より詳しくは、揺動軸にスムーズな
動きを与え得るようにすると共に、揺動軸を素速く停止
させ得るようにした揺動軸駆動機構に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、工場などで型鋼やパネルなどの
ワークを反転させるのに、ワーク反転装置が用いられ
る。

【０００３】図５〜図７は、上記ワーク反転装置の一例
であり、ベース１の上部に、所要の間隔を置いて一対の
ポスト２，３を立設し、一対のポスト２，３間にそれぞ
れ軸受４を介して揺動軸５の両端部近傍を回転自在に枢
支し、揺動軸５にシリンダなどからなる一対の伸縮式の
支持アーム６を、揺動軸５の半径方向へ延びるように取
付け、支持アーム６のロッド先端にワーク積載テーブル
７を取付け、ワーク積載テーブル７にワーク８を把持及
び開放可能なクランプ９を設け、クランプ９にシリンダ
などのクランプ開閉駆動装置１０を取付ける。

【０００４】そして、前記揺動軸５の一端側における一
方のポスト２内の部分に、ピニオン１１を取付け、ピニ
オン１１に歯合するラック１２を、ポスト２内面に形成
したガイド１３に沿って昇降自在に配設し、該ラック１
２とポスト２下部との間にデュアル行程エアシリンダか
ら成る揺動軸駆動装置１４を介装し、揺動軸駆動機構１
７を構成する。

【０００５】尚、上記デュアル行程エアシリンダは、二
つのエアシリンダ１５，１６を背中合わせで取付けた、
即ち、二つのエアシリンダ１５，１６のヘッド側どうし
を向かい合わせて一体に結合したものである。

【０００６】斯かる構成によれば、以下の作動が得られ
る。

【０００７】即ち、先ず、シリンダなどのクランプ開閉
駆動装置１０を用いてクランプ９を動かすことにより、
ワーク積載テーブル７に積載された型鋼やパネルなどの
ワーク８を把持させるようにする。

【０００８】この状態で、デュアル行程エアシリンダか
ら成る揺動軸駆動装置１４の二つのエアシリンダ１５，
１６を、個別に伸長動させたり収縮動させたりすると、
ラック１２が昇降され、ラック１２の昇降によりラック
１２と歯合するピニオン１１が回動され、ピニオン１１
の回動によりピニオン１１と一体の揺動軸５が回動され
て、揺動軸５に、シリンダなどからなる伸縮式の支持ア
ーム６と、ワーク積載テーブル７と、クランプ９を介し
て把持された型鋼やパネルなどのワーク８が、反転され
ることになる。

【０００９】ワーク反転装置により型鋼やパネルなどの
ワーク８を反転させる作業をより具体的説明すると、デ
ュアル行程エアシリンダから成る揺動軸駆動装置１４の
二つのエアシリンダ１５，１６を両方共収縮動させる
と、ラック１２が最下位置へと下降され、ピニオン１１
が左側いっぱいにまで回動されるので、ワーク８を支持
する支持アーム６は図７中左側に傾動した状態となる。

【００１０】二つのエアシリンダ１５，１６のうちどち
らか一方を伸長動させると、ラック１２が中間位置とな
り、ピニオン１１が中間回動位置となるので、ワーク８
を支持する支持アーム６は図７中垂直に起立した状態と
なる。

【００１１】二つのエアシリンダ１５，１６を両方共伸
長動させると、ラック１２が最上位置へと上昇され、ピ
ニオン１１が右側いっぱいにまで回動されるので、ワー
ク８を支持する支持アーム６は図７中右側に傾動した状
態となる。

【００１２】更に、シリンダなどからなる支持アーム６
の伸縮量を調整することにより、型鋼やパネルなどのワ
ーク８の支持位置や、反転の半径などを調整させること
ができる。

【００１３】このように、ワーク反転装置を用いて、型
鋼やパネルなどのワーク８の向きを変えるなどすること
により、型鋼やパネルなどのワーク８に対して各種作業
を進めていくようにする。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の揺動軸駆動機構には、以下のような問題があった。

【００１５】即ち、揺動軸５に対して、型鋼やパネルな
どのワーク８を、シリンダなどからなる伸縮式の支持ア
ーム６を介して片持ち支持させさるようにしているた
め、揺動軸５には、大きな慣性モーメントがかかること
になる。

【００１６】そのため、例えば、支持アーム６を水平状
態から垂直状態に起立させる場合、上記慣性モーメント
によって、動き始めに大きな力が必要となると共に、上
記大きな力により動き始めた後が急な動きとなってしま
う。又、支持アーム６を垂直状態から水平状態に倒伏さ
せる場合、上記慣性モーメントによって、揺動軸５に加
速が付いてしまう。従って、全体として揺動軸５の回動
がスムーズにいかない傾向にある。

【００１７】又、デュアル行程エアシリンダから成る揺
動軸駆動装置１４は、圧縮性流体であるエアを駆動源と
して使っているため、動きの途中で停止させたり、緊急
停止させたりしようとしてエアシリンダ１５，１６への
エアの給排を止めたとしても、上記慣性モーメントで、
エアシリンダ１５，１６内のエアが圧縮、或いは、膨張
されてしまい、エアの圧縮膨張によりエアシリンダ１
５，１６が動いてしまうこととなるので、素速く停止さ
せることが難しかった。

【００１８】本発明は、上述の実情に鑑み、揺動軸にス
ムーズな動きを与え得るようにすると共に、揺動軸を素
速く停止させ得るようにした揺動軸駆動機構を提供する
ことを目的とするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ピニオン１１
を備えた揺動軸５と、揺動軸５のピニオン１１に歯合す
るラック１２を備えて揺動軸５を回動駆動するようにし
た揺動軸駆動装置１４と、揺動軸５のピニオン１１に歯
合するラック１８を備えて揺動軸５の回動速度を調整す
る軸速度調整機構３５を設けたことを特徴とする揺動軸
駆動機構にかかるものである。

【００２０】この場合において、軸速度調整機構３５
が、液圧シリンダからなる軸速度調整装置２０と、軸速
度調整装置２０を構成する液圧シリンダの二つの液圧室
２１，２２と液溜め２５との間をそれぞれ接続する液路
２３，２４と、各液路２３，２４の途中にそれぞれ設け
られた、流量調整弁２８，２９、及び、液路２３，２４
を開閉するための開閉用電磁弁３０，３１とから成るよ
うにしても良い。

【００２１】上記手段によれば、以下のような作用が得
られる。

【００２２】揺動軸駆動装置１４によってラック１２を
動かすと、ラック１２に歯合されたピニオン１１を介し
て揺動軸５が回動駆動される。

【００２３】この際、揺動軸５のピニオン１１に歯合す
るラック１８が動かされて、軸速度調整機構３５が機能
し、揺動軸５の回動速度を調整する。

【００２４】これにより、揺動軸５の動きがスムーズと
なる。

【００２５】軸速度調整機構３５は、液圧シリンダから
なる軸速度調整装置２０によって主に構成されており、
揺動軸５の回動によって、ピニオン１１、ラック１８を
介して液圧シリンダが伸縮動される際に、液圧シリンダ
の二つの液圧室２１，２２のうちの一方から液が液路２
３，２４を介して液溜め２５へ排出され、液溜め２５の
液が液路２４，２３を介して他方の液圧室２２，２１へ
吸引される。

【００２６】この液圧シリンダの二つの液圧室２１，２
２に対する液の給排の際に、各液路２３，２４の途中に
それぞれ設けられた、流量調整弁２８，２９によって液
の給排速度が調整され、揺動軸５の回動速度が調整され
る。

【００２７】そして、液圧シリンダに給排される液は、
非圧縮性流体であるため、開閉用電磁弁３０，３１を用
いて液路２３，２４を閉じ、液圧シリンダへの液の給排
を停止させることにより、液圧シリンダ内で液の圧縮や
膨張が生じないため、素速く且つ確実に揺動軸５の回動
を停止させることが可能となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
示例と共に説明する。

【００２９】図１〜図４は、本発明の実施の形態の一例
である。

【００３０】ワーク反転装置、及び、揺動軸駆動機構の
基本的な構成については、図５〜図７と同様であるた
め、同一の部分については同一の符号を付すことにより
説明を省略する。

【００３１】本発明では、一方のポスト２内にて揺動軸
５の一端部に取付けられたピニオン１１と歯合するラッ
ク１８を、ポスト２内面に形成したガイド１９に沿って
昇降自在に配設し、該ラック１８とポスト２下部との間
に液圧シリンダから成る軸速度調整装置２０を介装す
る。

【００３２】そして、軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの上下の液圧室２１，２２を、それぞれ液路
２３，２４を介して液ポットなどの液溜め２５に接続
し、各液路２３，２４の途中に、絞り２６と液圧室２
１，２２への流入側を順方向とする逆止弁２７を並列に
接続してなる流量調整弁２８，２９と、液路２３，２４
を開閉するための開閉用電磁弁３０，３１をそれぞれ設
け、軸速度調整機構３５を構成する。

【００３３】又、図２中、３２は揺動軸駆動装置１４を
構成するエアシリンダ１５へエアを給排させるためのエ
ア圧電磁弁、３３は揺動軸駆動装置１４を構成するエア
シリンダ１６へエアを給排させるためのエア圧電磁弁、
３４は揺動軸駆動装置１４を構成するエアシリンダ１
５，１６へエアを送給するエアコンプレッサである。

【００３４】ここで、エア圧電磁弁３２は、ａ側とする
と、エアシリンダ１５が伸長動され、ｂ側とすると、エ
アシリンダ１５が収縮動されるようになっている。

【００３５】又、エア圧電磁弁３３は、ｃ側とすると、
エアシリンダ１６が伸長動され、ｄ側とすると、エアシ
リンダ１６が収縮動されるようになっている。

【００３６】次に、作動について説明する。

【００３７】ワーク反転装置、及び、揺動軸駆動機構の
基本的な作動については図５〜図７の場合と同様なので
説明を省略する。

【００３８】本発明では、先ず、図２に示すような、揺
動軸駆動装置１４を構成するエアシリンダ１５，１６の
うち一方のエアシリンダ１５が収縮動し、他方のエアシ
リンダ１６が伸長動した支持アーム６の起立位置で、液
圧シリンダから成る軸速度調整装置２０のロッドが半分
だけ突出した状態となるように設定しておく。

【００３９】この支持アーム６の起立状態から、図３に
示すように、他方のエアシリンダ１６を収縮動させる
と、ラック１２が下方へ移動し、これによってピニオン
１１が図中左回りに回動するため、支持アーム６が左に
傾動されることとなるが、この際、軸速度調整装置２０
を構成する液圧シリンダの上部の液圧室２１と液ポット
などの液溜め２５とを結ぶ液路２３の途中に設けた開閉
用電磁弁３０をＯＮにし、軸速度調整装置２０を構成す
る液圧シリンダの下部の液圧室２２と液ポットなどの液
溜め２５とを結ぶ液路２４の途中に設けた開閉用電磁弁
３１もＯＮにし流路を開とする。

【００４０】すると、ラック１２によってピニオン１１
が図中左回りに回動される際に、ピニオン１１に歯合さ
れたラック１８が図中上方へ移動され、ラック１８に接
続された軸速度調整装置２０を構成する液圧シリンダの
ロッドが上方へ引き上げられるので、軸速度調整装置２
０を構成する液圧シリンダの上部の液圧室２１内の液
が、液路２３、流量調整弁２８の絞り２６、開閉用電磁
弁３０を介して液溜め２５へ排出され、又、液溜め２５
の液が、液路２４、開閉用電磁弁３１、流量調整弁２９
の逆止弁２７を介して軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの下部の液圧室２２へ吸引される。

【００４１】この際、軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの上部の液圧室２１内からの液の排出速度
は、流量調整弁２８の絞り２６によって制限されるの
で、支持アーム６を起立状態から水平状態にする際に、
慣性モーメントによって、揺動軸５に加速が付くことが
防止される。

【００４２】同様に、支持アーム６の起立状態から、図
４に示すように、一方のエアシリンダ１５を伸長動させ
ると、ラック１２が上方へ移動し、これによってピニオ
ン１１が図中右回りに回動するため、支持アーム６が右
に傾動されることとなるが、この際、軸速度調整装置２
０を構成する液圧シリンダの上部の液圧室２１と液ポッ
トなどの液溜め２５とを結ぶ液路２３の途中に設けた開
閉用電磁弁３０をＯＮにし、軸速度調整装置２０を構成
する液圧シリンダの下部の液圧室２２と液ポットなどの
液溜め２５とを結ぶ液路２４の途中に設けた開閉用電磁
弁３１もＯＮにしておくようにする。

【００４３】すると、ラック１２によってピニオン１１
が図中右回りに回動される際に、ピニオン１１に歯合さ
れたラック１８が図中下方へ移動され、ラック１８に接
続された軸速度調整装置２０を構成する液圧シリンダの
ロッドが下方へ押し下げられるので、軸速度調整装置２
０を構成する液圧シリンダの下部の液圧室２２内の液
が、液路２４、流量調整弁２９の絞り２６、開閉用電磁
弁３１を介して液溜め２５へ排出され、又、液溜め２５
の液が、液路２３、開閉用電磁弁３０、流量調整弁２８
の逆止弁２７を介して軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの上部の液圧室２１へ吸引される。

【００４４】この際、軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの下部の液圧室２２内からの液の排出速度
は、流量調整弁２９の絞り２６によって制限されるの
で、支持アーム６を起立状態から水平状態にする際に、
慣性モーメントによって、揺動軸５に加速が付くことが
防止される。

【００４５】反対に、図３の支持アーム６が左に傾動し
た状態から図２の支持アーム６が起立した状態にする場
合、軸速度調整装置２０を構成する液圧シリンダの上部
の液圧室２１と液ポットなどの液溜め２５とを結ぶ液路
２３の途中に設けた開閉用電磁弁３０をＯＮにし、軸速
度調整装置２０を構成する液圧シリンダの下部の液圧室
２２と液ポットなどの液溜め２５とを結ぶ液路２４の途
中に設けた開閉用電磁弁３１もＯＮにしておくようにす
る。

【００４６】すると、ラック１２によってピニオン１１
が図中右回りに回動される際に、ピニオン１１に歯合さ
れたラック１８が図中下方へ移動され、ラック１８に接
続された軸速度調整装置２０を構成する液圧シリンダの
ロッドが下方へ押し下げられるので、軸速度調整装置２
０を構成する液圧シリンダの下部の液圧室２２内の液
が、液路２４、流量調整弁２９の絞り２６、開閉用電磁
弁３１を介して液溜め２５へ排出され、又、液溜め２５
の液が、液路２３、開閉用電磁弁３０、流量調整弁２８
の逆止弁２７を介して軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの上部の液圧室２１へ吸引される。

【００４７】この際、軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの下部の液圧室２２内からの液の排出速度
は、流量調整弁２９の絞り２６によって制限されるの
で、支持アーム６を水平状態から起立状態にする際に、
揺動軸駆動装置１４の力によって揺動軸５が急激に動く
ことが防止される。

【００４８】同様に、図４の支持アーム６が右に傾動し
た状態から支持アーム６が起立した状態にする場合、軸
速度調整装置２０を構成する液圧シリンダの上部の液圧
室２１と液ポットなどの液溜め２５とを結ぶ液路２３の
途中に設けた開閉用電磁弁３０をＯＮにし、軸速度調整
装置２０を構成する液圧シリンダの下部の液圧室２２と
液ポットなどの液溜め２５とを結ぶ液路２４の途中に設
けた開閉用電磁弁３１もＯＮにしておくようにする。

【００４９】すると、ラック１２によってピニオン１１
が図中左回りに回動される際に、ピニオン１１に歯合さ
れたラック１８が図中上方へ移動され、ラック１８に接
続された軸速度調整装置２０を構成する液圧シリンダの
ロッドが上方へ引き上げられるので、軸速度調整装置２
０を構成する液圧シリンダの上部の液圧室２１内の液
が、液路２３、流量調整弁２８の絞り２６、開閉用電磁
弁３０を介して液溜め２５へ排出され、又、液溜め２５
の液が、液路２４、開閉用電磁弁３１、流量調整弁２９
の逆止弁２７を介して軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの下部の液圧室２２へ吸引される。

【００５０】この際、軸速度調整装置２０を構成する液
圧シリンダの上部の液圧室２１内からの液の排出速度
は、流量調整弁２８の絞り２６によって制限されるの
で、支持アーム６を水平状態から起立状態にする際に、
揺動軸駆動装置１４の力によって揺動軸５が急激に動く
ことが防止される。

【００５１】以上により、揺動軸５をスムーズに動かせ
ることが可能となる。

【００５２】尚、揺動軸５の回動速度は、流量調整弁２
８，２９の絞り２６の開度によって調整させるようにす
ることができる。

【００５３】又、動きを途中で停止させたり、緊急停止
させたりする場合、液路２３の開閉用電磁弁３０と液路
２４の開閉用電磁弁３１とを同時に、ＯＦＦ（閉）とす
る。

【００５４】すると、軸速度調整装置２０の駆動源であ
る液は、非圧縮性流体であるため、動きを停止した時の
支持アーム６やワーク８などの慣性モーメントによっ
て、揺動軸駆動装置１４を構成する液圧シリンダの上下
の液圧室２１，２２内の液が圧縮、或いは、膨張されて
しまうことがないため、素速く且つ確実に揺動軸５を停
止させることが可能となり、安全性と信頼性を高めるこ
とが可能となる。

【００５５】このように本発明によれば、揺動軸５にス
ムーズな動きが得られると共に、揺動軸５を素速く停止
させることができる。

【００５６】又、軸速度調整装置２０や流量調整弁２
８，２９や開閉用電磁弁３０，３１などによって軸速度
調整機構３５を構成しているので、構成が簡単であり、
しかも、ポンプなどの駆動源が不要であるため、低コス
トで製造することが可能であり、又、既存の設備に対し
ても後から追加することが可能である。

【００５７】更に、運転も開閉用電磁弁３０，３１及び
エア圧電磁弁３２，３３の開閉切換操作だけなので、簡
単に行うことができる。

【００５８】尚、本発明は、上述の実施の形態にのみ限
定されるものではなく、適用対象はワーク反転装置に限
らないこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
において種々変更を加え得ることは勿論である。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の揺動軸駆
動機構によれば、揺動軸にスムーズな動きを与え得るよ
うにすると共に、揺動軸を素速く停止させることができ
るという優れた効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の部分拡大側方断面
図である。

【図２】図１の概略系統図である。

【図３】図２の概略作動図である。

【図４】図３の概略作動図である。

【図５】ワーク反転装置の正面図である。

【図６】図５のＶＩ−ＶＩ矢視図である。

【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ方向から見た概略作動図
である。

【符号の説明】

５ 揺動軸 １１ ピニオン １２ ラック １４ 揺動軸駆動装置 １８ ラック ２０ 軸速度調整装置 ２１，２２ 液圧室 ２５ 液溜め ２３，２４ 液路 ２８，２９ 流量調整弁 ３０，３１ 開閉用電磁弁 ３５ 軸速度調整機構

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピニオン（１１）を備えた揺動軸（５）
   と、揺動軸（５）のピニオン（１１）に歯合するラック
   （１２）を備えて揺動軸（５）を回動駆動するようにし
   た揺動軸駆動装置（１４）と、揺動軸（５）のピニオン
   （１１）に歯合するラック（１８）を備えて揺動軸
   （５）の回動速度を調整する軸速度調整機構（３５）を
   設けたことを特徴とする揺動軸駆動機構。
2. 【請求項２】 軸速度調整機構（３５）が、液圧シリン
   ダからなる軸速度調整装置（２０）と、軸速度調整装置
   （２０）を構成する液圧シリンダの二つの液圧室（２
   １）（２２）と液溜め（２５）との間をそれぞれ接続す
   る液路（２３）（２４）と、各液路（２３）（２４）の
   途中にそれぞれ設けられた、流量調整弁（２８）（２
   ９）、及び、液路（２３）（２４）を開閉するための開
   閉用電磁弁（３０）（３１）とから成る請求項１記載の
   揺動軸駆動機構。