JPS6032058B2 - 間欠駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は連続回転運動を間欠的回転運動或いは往復回転
運動等の特殊な回転運動に変換するための間欠駆動装置
に関するものである。

なお、本明細書において「特殊な回転運動」の語は、一
方向への間欠的な回転運動、揺動回転運動、およびそれ
らを総合せたような回転運動を含むものとして使用され
ている。一般に間欠駆動装置は、入力軸の連続的回転運
動を出力軸の一方向への間欠回転運動に変換する装置と
して構成されるものである。しかるに、その間欠駆動装
置を、入力軸の連続回転を出力軸の揺動回転に変換する
揺動回転駆動装置として構成することもあり、また用途
によっては、出力軸に、揺動回転と一方向への間欠回転
とを粗合せたような回転を行わせることもある。このよ
うな回転運動を全て含ませるため、本明細書では「特殊
な回転運動」の語を使用しているのである。一般に上詫
間欠駆動装置は、モータ等の駆動装置に連結される入力
軸と、ターンテーブル或いはコンベヤ等の被駆動体に連
結される出力軸とを備え、入力軸の連続回転運動を伝動
カム装置によって間欠的回転運動或いは往復回転運動等
に変換し、この変換された運動を出力軸を介して被駆動
体に伝達する構成になっている。

しかして上記の．如く入力鞠の連続的回転運動を出力軸
の特殊な回転運動に変換する間欠駆動装置においては、
その作動時に出力軸に作用するトルクが絶えず変動する
と共に、そのトルクの反力が変動トルクとして入力軸に
作用する。上記の入力軸に作用する変動トルクは特に高
速作動時に大きくなり、入力軸の均一な回転を妨げて作
動時の振動及びそれに伴う作動誤差を生じる要因になっ
ている。本発明は、上記の現況にかんがみ、作動時に入
力軸に作用する変動トルクを除去するよう構成すること
によって高速かつ高精度の作動を行えるようになした間
欠駆動装置を提供することを目的とするものである。

すなわち本発明の間欠駆動装置は、主動部村であるトル
ク補償用立体カムを入力軸に懐着するとともに従動部村
であるトルク補償用ターレットを慣性質量体に連結した
トルク補償カム装置を設け、上記伝動カム装置を介して
入力軸の運動を出力軸の運動に変換するときに入力鞠に
作用する変動トルクを、上記トルク補償カム装置の作動
により入力軸に加えられる変動トルクによって相殺する
よう構成したことを特徴とするものである。

以下本発明を添付図面によって説明する。まず第１図乃
至第３図は、本発明の第１実施例を示すものである。

この第１実施例の間欠駆動装置Ａは、入力軸１の連続的
回転運動を出力軸２の間欠的回転運動に変換するための
装置として構成されており、３及び１４はそれぞれ伝動
カム装置及びトルク補償カム装置を示している。第１図
及び第３図に明瞭に示されるように、伝動カム装置３と
トルク補償カム装置１４とは入力軸１の軸線１′方向に
互に離隔した関係に配列されている。上記伝動カム装置
３の主動部材は入力軸１に様着された立体カム４より構
成され、一方その従鰯部材は、立体カム４に順次係合す
る複数のカムフオロワ５を周縁に突設したターレット６
により構成されており、上記ターレット６の中央部に出
力軸２が鉄着されている。また、上記トルク補償カム装
置１４の主動部材と従敷部材とは、それぞれ入力軸１に
鉄着されたトルク補償用の立体カム１５と、その立体カ
ム１５に順次係合する複数のカムフオロワ１６を周縁に
突設すると共に中央部において軸１８に連結されたトル
ク補償用のターレット１７とで構成され、上記軸１８が
負荷体即ち慣性質量体１９に連結されている。図示実施
例において、伝動カム装置３の立体カム４及びトルク補
償カム装置１４の立体カム１５がグロポイダルカムにな
っているが、これをバレルカム或いは円柱カム等にする
ことも可能である。

また、第１図及び第２図において、７は間欠駆動装置Ａ
のハウジング、８乃至１３はベアリングを示している。
上記間欠駆動装置は、モータ等の駆動装置（図示されて
いない）によって入力軸１及びこれに一体に競着された
伝動カム装置３の立体カム４を連続的に回転させ、その
回転を、立体カム４とカムフオロワ５との係合によって
ターレツト６及びこれに連結された出力軸２の間欠回転
運動に変換して、ターンテーブル或いはコンベア等の被
駆動体（図示されていない）に伝達するようになってい
る。

また、上記入力軸１の回転に伴って、該入力軸１に一体
に鉄着されたトルク補償カム装置１４の立体カム１５が
連続的に回転し、その回転が立体カム１５とカムフオロ
ワ１６との係合によってターレット１７及びこれに連結
された慣性質量体１９の間欠回転運動に変換される。し
かして、このようにトルク補償カム装置１４を作動させ
て慣性質量体１３を間欠的に回転させることによって、
間欠駆動装置Ａの作動時に入力麹１に変動トルクが作用
しないようになるのである。すなわち、上記の如く伝動
カム装置３を介して入力軸１の連続的回転運動を出力軸
２の間欠的回転運動に変換し、その出力軸２の運動を被
駆動体に伝達するときには、作動時の摩擦抵抗及び特に
被駆動体の慣性等に起因して出力軸２に作用する負荷則
ちトルクが絶えず変動し、そのトルクの反力が変動トル
クとして入力軸１に作用する。

このようにして入力軸１に変動トルクが作用すると入力
観１の均一な回転が妨げられ、これが間欠駆動装置の振
動及び作動誤差等を生じる要因になる。しかして、本発
明においては、上記の如く入力鞠１に加えられる変動ト
ルクが、トルク補償カム装置１４の作動によって慣性質
量体１９を間欠的に回転させるときに軸１８に加えられ
るトルクの反力として入力軸１に加えられる変動トルク
によって相殺されるために、入力軸１には実質的に変動
トルクが作用しないのである。上記間欠駆動装置Ａを設
計する際は、伝動カム装置３を介して被駆動体を間欠駆
動するときに入力軸１に加えられる変動トルクＱ，と、
トルク補償カム装置１４を介して慣性質量体１９を間欠
的に回転させるときに入力軸１に加えられる変動トルク
Ｑ２との和が０になるように、間欠駆動装置の各部の構
成を決定すればよいのである。

従釆間欠駆動装置等のカムを使用する装置の作動時に入
力軸に作用する変動トルクを計算することは広く行われ
ており、上記の如く変動トルクＱ，とＱ２との和を０に
することの条件が与えられたときに装置各部の構成を決
定することは、当業者にとって容易なことである。その
決定法について略述すれば、まず上記変動トルクＱ，及
びＱ２は、これら変動トルクがそれぞぜ被駆動体及び慣
性質量体１９の負荷質量のみに起因して生じると仮定し
た場合に、次式で表わされる。上式‘１１及び■は、間
欠駆動装置の作動時に入力軸に作用する変動トルクを計
算するための周知の公式と同様である。

従って式【１１及び（２１１こついて詳細な説明は省略
し、該式内で使用されている各パラメータの物理的意味
のみを簡単に説明すれば、次の如くである。Ａ，及びＶ
，：伝動カム装置３のターレット６の無次元加速度及び
無次元速度ん及びＶ２：トルク補償カム装置１ ４のタ
ーレット１７の無次元加速度及び無次元速度ｍ，及びｍ
２：被駆動体及び慣性質量体のそれぞれの負荷質量ｔ：
入力軸一回転に要する時間 ｙ，及びｙ２：入力軸が一回転する間の出力軸２及び軸
１８のそれぞれの回転角８，：入力軸の一回転中に出力
軸が回転運動を行う時間と入力軸一回転に要する時間と
の比率０２：入力軸の一回転中に軸１８が回転運動を行
う時間と入力軸一回転に要する時間との比率間欠駆動装
置Ａの設計時には、まず入力麹１の回転数、出力軸２の
運動型式及び伝動カム装置３の構成等を、該装置Ａに連
結すべき被駆動体の型式及び負荷質量等に応じ、従来の
間欠駆動装置の場合と同様の方法で決定する。

しかして、上記の決定がなされたときには、上式｛１に
使用されている各パラメータの数値の算出が可能になる
。次に、上式‘１｝及び‘２１において変動トルクＱ，
とＱ２の和を０にするようにトルク補償カム装置１４及
び慣性質量体１９の構成を決定するのである。すなわち
上式‘１｝及び■において変動トルクＱ，とＱ２の和を
０にするためには、次式が成立する。ここで、伝動カム
装置３の立体カム４とトルク補償カム装置１４の立体カ
ム１５とが同一の入力軸１に横着されていて該入力軸と
一体に回転し、また上記の如く入力軸１に加えられる変
動トルクを相殺するためには、出力鞠２が回転するとき
に軸１８も回転しなければならないこと等の条件を考慮
すれば、０，及びＹ，それぞれ０２及び舷に等しくなる
。

従って上式‘３ーを次式‘４｝のように簡略化すること
ができる。Ａ，．Ｖ，．ｍ，＝Ａ２・Ｖ２・ｍ２
… ‘４｝しかして、式‘４’において、ん，
Ｖ，及びｍ，については既に判明しているために、例え
ばｍ２の値を適当値に設定することによってん及びその
積分値であるＶ２を決定できるのである。

このようにして決定されたＡ２，Ｖ２及びｍ２に基づい
てトルク補償カム装置１４及び慣性質量体１９の構成ゆ
設計できるものである。第４図及び第５図は本発明の第
２実施例を示すものである。この第２実施例の間欠駆動
装置Ｂは、第１実施例におけるトルク補償カム装置の配
列を変更したものであって、その他の構成については第
１実施例と同様である。すなわち、第１実施例において
はトルク補償カム装置１４の夕−レット１７は伝動カム
装置３のターレツト６と同一平面上に設けられ、出力軸
２と軸１８とが互に並行して同一方向に延びる配列にな
っている。これに対し、第２実施例においては、トルク
補償カム装置１４′のターレット１７′が伝動カム装置
３′のターレット６′に対し‘まゞ直交する平面内に設
けられ、出力軸２′及び慣性質量体１９′に連結される
軸１８′が互にほゞ直角方向に延びている。一般に軸１
８′の延在方向及び慣性質量体１９′の位置等は、間欠
駆動装置を被駆動体と連結するときの敬付空間の形状等
によって制約をうけるものであるが、第２実施例のよう
に配列した場合には、慣性質量体１９′の径を増加して
もこれが出力軸２′に当らないこと、及びハウジング７
′の横中を小さくすること等の利点が得られる。以上の
如く、本発明の間欠駆動装置は、作動時に入力軸に作用
する変動トルクを除去できるために、高速作動時におけ
る装置の振動及びそれに伴う作動誤差の発生を防止でき
る利点があって、非常に有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の間欠駆動装置を示す部分
断面正明図、第２図は第１図の１一１断面図、第３図は
上記第１実施例における伝動カム装置とトルク補償カム
装置との配列を示す斜視説明図、第４図は本発明の第２
実施例の間欠駆動装贋を示す部分断面正面図、第５図は
第４図のＶ−Ｖ断面図である。 １・・・・・・入力軸、２，２′・・・・・・出力軸、
３，３′・・・・・・伝動カム装置、４，１５・・・・
・・立体カム、５，１６……力ムフオロワ、６，６′，
１７，１７′……ターレツト、１８，１８′……軸、１
９，１９′…・・・慣性質量体。 −第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入力軸に嵌着された立体カムと、該立体カムに係合
   する複数のカムフオロワが周縁に突設されるとともに中
   央部において出力軸上に嵌着されたターレツトとを有す
   る伝動カム装置を備え、入力軸の連続回転運動を上記立
   体カムを介して上記ターレツトの特殊な回転運動に変換
   し、これを出力軸より取出すように構成した間欠駆動装
   置において、上記入力軸に嵌着されたトルク補償用立体
   カムと、そのトルク補償用立体カムに係合する複数のカ
   ムフオロワが周縁に突設されるとともに中央部に連結軸
   が嵌着されているトルク補償用ターレツトと、上記連結
   軸上に設けられた慣性質量体とを有するトルク補償カム
   装置を設け、上記伝動カム装置によつて入力軸の連続回
   転運動を出力軸の特殊な回転運動に変換するときに入力
   軸に作用する変動トルクを、上記トルク補償用立体カム
   及びトルク補償用ターレツトを介して慣性質量体を回転
   させるときに入力軸に加えられる変動トルクによつて相
   殺する構成にしたことを特徴とする間欠駆動装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の間欠駆動装置において
   、上記伝動カム装置のターレツトと上記トルク補償用タ
   ーレツトとを同一平面上に設け、上記出力軸と上記連結
   軸とが並行して同一方向へ延びるよう構成した間欠駆動
   装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の間欠駆動装置において
   、上記伝動カム装置のターレツトと上記トルク補償用タ
   ーレツトとを互にほゞ直交する平面上に設け、上記出力
   軸が延びる方向に対してほゞ直角方向に上記連結軸が延
   びるよう構成した間欠駆動装置。