JPS6324177B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は機械要素の間欠回転運動において慣性
の力を補償する方法と、該方法を実施する機構と
に係る。

機械工学技術においては機械要素が規定位置相
互間を段階的に運動せしめられること、即ち間欠
回転されることは通例的である。特に、規定され
た形式に基く機械要素の段階的回転はしばしば使
用される。機械要素の各回転において、少くとも
１回の加速または減速が生じ、機械要素が一定速
度で駆動される中間期間もしばしば生じる。もし
機械部材が大きいならば、即ちもしそれが大きい
質量を有するならば、機械要素の速度の前記の如
き周期的に繰り返される変化は、きわめて大きな
加速及び減速の力が供給されなくてはならないこ
とを意味する。

異る定位置間において、大きい直径と大きい質
量とを有する例えば車の間欠回転においては、慣
性の力は、特にもし間欠回転時間が短かい場合、
相当大きい。したがつて、間欠回転機械要素の駆
動は、相当な力の補給を必要とし、そしてたとえ
機械要素が全時間単一方向のみへ回転されるとし
ても、衝撃と振動が機械要素の加速時及び減速時
に生じ、このことは、騒音を生じることに加え
て、電動機、駆動装置及び機械全体に損傷を生じ
させるおそれがある。したがつて、駆動機械要素
は、全運転時間の短かい部分の間においてのみ生
じる最大応力に対応して寸法を選ばれなくてはな
らず、これによつて機械は不必要に高価にされる
ことになる。

機械要素の間欠回転駆動は機械工学技術におい
て広く行われているから、前記された問題を無く
するとともに、より小さい、従つて、より安い機
械要素を用いることを可能にする方法を得ること
は一般的に望まれる目的である。

この目的は、本発明に従つて、間欠回転運動間
に慣性の力を補償する方法が、機械要素がカム板
に結合され、弾性荷重を付与されたカム従節が前
記カム板に対して、前記カム従節が弾性要素の作
用に抗らう方向に前記カム板によつて運動される
ときは間欠回転運動間に前記カム板が減速され、
前記カム従節が前記弾性要素の作用に従つて運動
するときは前記カム板が間欠回転運動間に加速さ
れる如き力を以て圧接されるという特徴を付与さ
れていることによつて達成された。

本発明に基く方法の一推奨実施例は、前記機械
要素の速度が前記カム従節の一端位置においては
零であり、前記カム従節の他端位置においては最
大であるように前記カム従節が前記カム板を介し
て、前記機械要素を場合に応じて加速または減速
するというもう一つの特徴を付与されている。

本発明に基く方法のもう一つの実施例は、前記
カム板が停止している時に前記カム従節がその一
端位置へ移転されているというもう一つの特徴を
付与されている。

本発明のもう一つの目的は、前記方法を実施す
る機構であつて、エネルギを吸収し、蓄へ、そし
て送出することによつて、必要とされる供給駆動
力の削減及び均等化を可能ならしめ、したがつて
また、駆動間に生じる振動の削減をも可能ならし
めるものを提供することである。

本発明のもう一つの目的は、前記方法を実施す
る機構であつて簡単であり、複雑でないものを提
供することである。

これら目的及びその他の目的は、本発明に従つ
て、機械要素の間欠回転運動に関する前記方法を
実施する機構が、前記機械要素がカム板に結合さ
れ、弾性荷重を与えられたカム従節が前記カム板
に係合し、停止状態からの前記機械要素の運動間
において前記カム従節が前記カム板を先ず加速
し、次いでそれを減速するように前記カム板の形
状が画成されるという特徴を与えられていること
によつて達成された。

本発明に基く前記機構の一推奨実施例は、前記
カム板が複数個のカム頂点を有し、前記カム従節
が、運動停止のたびごとに、ばね力の作用に反抗
して前記カム頂点の１個に接触する一端位置へ押
圧されるように前記カム頂点が位置されていると
いうもう一つの特徴を与えられている。

本発明に基く前記機構のもう一つの実施例は、
星形のカム板においてカム従節がカム回転軸線の
方向へ弾性要素によつて作用されるというもう一
つの特徴を与えられている。

本発明に基く前記機構のもう一つの実施例は、
前記カム従節が枢動自在に支持されたレバー棒の
形状にされ、その一端部が中間転動要素を介して
前記カム板に当接し、その他端部が弾性要素を介
して機械フレームに結合されるというもう一つの
特徴を付与されている。

本発明に基く機構のもう一つの実施例は、前記
弾性要素が空気シリンダであるというもう一つの
特徴を付与されている。

本発明に基く前記機構のもう一つの実施例は、
それが180゜の間隔を以て前記カム板に当接する２
本のカム従節を設けられるというもう一つの特徴
を付与されている。

本発明に基く前記機構のもう一つの実施例は、
前記カム頂点の数が、前記カム板の毎完全１回転
間の運動停止回数と等しいという特徴を付与され
ている。

本発明に基く方法並びに該方法を実施する機構
の推奨実施例は以下添付概略図を参照して詳細に
説明される。該図は間欠回転回転運動を行う車の
形式にされた機械要素の場合に設計されるものと
しての本発明に基く機構の一例を示したものであ
り、図示の明瞭性を得るため、本発明の理解に必
要とされる部品のみが包含されている。

添付図面には、大質量の車の形にされた機械要
素１であつて、完全な１回転即ち360゜回転する間
に４回間欠回転するようになつているもの、即
ち、間欠的な１回転毎の回転動作が360゜の1/4の
回転動作になるようにされたものが図示されてい
る。車は軸２によつて支持され、軸２は在来型の
間欠回転歯車箱３の出力軸を構成している。間欠
回転歯車箱３及び駆動電動機４並びにこれら２個
の装置を連結する軸５は在来形式のものであり、
一点鎖線を以て表されている。

ラジアル（星形）カム板６が機械要素１に隣接
して例えば軸２に装着されており、カム板６は、
完全な１回転の間の間欠回転動作数に一致するカ
ム頂点７の数、即ちカム板６の周囲に90゜の間隔
を以て配列された４個のカム頂点７を有するか
ら、機械要素１の間欠回転運動に適応するように
されている。４個のカム谷部８がカム頂点７相互
間に対称的に位置されて、上昇カム部分と下降カ
ム部分とによつてカム頂点に接続されている。

弾性荷重を付与されたカム従節がカム板６に対
して係合しており、該カム従節は、双腕形のレバ
ー棒１０の腕の一つの端部において自由に回転し
得るように支持されたプーリ９を有する。レバー
棒１０は、機械フレーム１１に固定されたブラケ
ツト１２に枢動自在に支持されている。プーリ９
とは反対側のレバー棒１０の端部は弾性要素１３
を介して機械フレーム１１に結合されている。弾
性要素１３は機械ばねまたは空気ピストン・シリ
ンダ組立体を以て構成される。弾性要素１３が空
気ベロー・シリンダから成る図示実施例は特に有
利である。ベロー・シリンダ内の圧力は、レバー
棒１０を介してプーリ９がカム板６に対して指向
される或る一定の力を発揮するように圧縮空気の
供給によつて制御され、前記力は機械要素の質
量、カム板とカム従節の形状、間欠回転速度など
に従つて適切に調整される。これは専門技術者に
はかなり簡単な作業であり、詳細に説明されるこ
とを必要としない。

第１図に示される機構の運転において、機械要
素１は、駆動電動機４と間欠回転歯車箱３とによ
つて間欠回転される。歯車箱３は伝動軸５を介し
て電動機４に結合されている。機械要素１は間欠
回転毎に90゜回転され、従つて、間欠的な停止即
ち運動停止は完全１回転につき４回生じる。各1/
４回転は、約45゜の回転間の加速と、これに続く次
ぎの約45゜の回転間に生じる同様に均一の減速と
を含む。この運動形式は間欠的な各停止のため１
個のカム頂点７を有しなくてはならないカム板６
の設計を支配する。さらに、カム板６は、それに
対して係合するカム従節のプーリ９が、添付図面
に示されるように、間欠的な各停止時にカム頂点
７上に位置するように機械要素１に結合される。
カム板６が駆動電動機４と中間要素とに助けられ
て間欠回転運動を開始すると同時に、カム板６に
係合しているプーリ９は、カム板６の回転軸線の
方向へ弾性要素１３によつて動かされて、カム谷
部８の方向にカム板６に添つて下方へ転動する。
その結果、弾性要素１３の力はカム板６に伝達さ
れるとともにトルク（回転力）に変換され、トル
クはカム板６の回転運動を加速するように作用す
る。プーリ９がカム谷部８に達したとき、カム板
６はその最高回転速度に達している。プーリ９は
そのあと直ちに、カム谷部８に続くカム板６の上
昇部分に沿つて転動し、その結果として、反対方
向に指向されるトルクが得られ、このトルクはカ
ム板の回転運動を減速するように作用するからで
ある。カム板６の設計の理想的条件下において
は、前記減速は、機械要素１の回転運動が、カム
従節１０のプーリ９が再びカム頂点７に達したと
きに完全に制動されるように作用する。しかし、
摩擦損失及び弾性要素とカム板の構造上の精度不
足によつて、この理想的条件は、駆動電動機４の
助力無くしては得られない。駆動電動機４は、前
記要因によつて生じる欠陥を修正するとともに、
間欠回転歯車箱３と共同して、間欠回転運動が所
望の経路に従うことを保証する。しかし、駆動電
動機４はもはや、従来のようにそれがすべて自力
を以て機械要素の加速と減速を行いうるように設
計されることを要しない。何故ならば、弾性要素
１３がカム従節とカム板とともに加速と減速の大
部分を引き受けるからである。若干の追加の力を
供給するため、駆動電動機４が依然として必要と
されることは真実であるが、その主たる仕事は、
間欠回転運動の停止が機械要素が精密に正しい位
置に在るときに生じるように間欠回転運動を制御
することであると言い得る。

特に有利な実施例は、図示されるカム従節が、
カム板の反対側に対して作用する第２のカム従節
によつて完全なものにされるそれである。図示の
ものと同じ空気ばねが、機械フレームに結合され
たその端部が、もし代つて第２のカム従節に結合
されるならば、使用され得る。さらにまた、２個
のカム従節プーリが180゜の間隔を以てカムに係合
するように配列の寸法を選ぶことによつて、力の
平衡化が生じ、それによつて、軸２の軸受及び機
械フレームに対して弾性装置１３によつて及ぼさ
れる応力は完全に除去され、従つて、これら部品
の寸法をさらに減じることが可能にされ、費用の
削減が為され得る。

以上において、本発明の推奨実施例は、その中
心軸を中心として回転される車の形式にされた機
械要素に関連して説明された。言う迄もなく、本
発明はその他の運動に対しても使用され得る。さ
らにまた、追加の機械要素例えば鎖及び車が、説
明された回転自在の車に結合され得る。カムの形
状と弾性装置の寸法とを決定するとき、前記結合
される要素の摩擦損失並びに全質量が考慮に入れ
られなくてはならない。

或る場合には、例えば、毎回転につき多数の間
欠的な停止があるならば、カム形状及びばね力に
鑑みて適当である数にカム頂点の数を減じる歯車
を介してカム板を、間欠回転機械要素に結合する
ことが有利である。

間欠回転機械要素の制動間のエネルギの吸収
と、かようにして蓄えられたエネルギを後続間欠
回転運動において弾性要素に利用することは、駆
動電動機を介して供給されることを要求される力
が、本発明の諸利点を利用しない間欠回転におい
て必要とされる力に比してきわめて僅少で足りる
くらいに効果的に実現され得ることが実際におい
て発見された。実際的使用において、同じ耐用命
数を維持しつつ、応力が在来の1/4以下になるよ
うに駆動電動機と、軸と、間欠回転歯車箱とを設
計することが可能であつた。これはエネルギの蓄
留及び再使用に因るだけではなく、機械が著しく
より円滑に運転されるという事実に起因する。こ
のことは、間欠回転駆動間に駆動装置が通常受け
しめられる応力に比し実質的に応力が小さいこと
を意味する。

【図面の簡単な説明】

添付図面は間欠回転運動を行う形式にされた機
械要素において慣性の力を補償するための本発明
に基く機構を示した概略図である。 図面上、１は『機械要素』；６は『カム板』；７
は『カム頂点』；８は『カム谷部』；９は『プー
リ』；１０は『レバー棒』；１３は『弾性要素』を
示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機械要素がカム板に結合され、弾性荷重を付
   与されたカム従節が前記カム板に対して、前記カ
   ム従節が弾性要素の作用に抗らう方向に前記カム
   板によつて運動されるときは間欠回転運動間に前
   記カム板が減速され、前記カム従節が前記弾性要
   素の作用に従つて運動するときは前記カム板が間
   欠回転運動間に加速される如き力を以て圧接され
   ることを特徴とする、機械要素の間欠回転運動に
   おいて慣性の力を補償する方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において：
   前記機械要素の速度が前記カム従節の一端位置に
   おいては零であり、前記カム従節の他端位置にお
   いては最大であるように前記カム従節が前記カム
   板を介して、前記機械要素を場合に応じて加速ま
   たは減速することを特徴とする、機械要素の間欠
   回転運動において慣性の力を補償する方法。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載の
   方法において：前記カム板が停止している時に前
   記カム従節がその一端位置へ移転されていること
   を特徴とする、機械要素の間欠回転運動において
   慣性の力を補償する方法。 ４ 機械要素の間欠回転運動において慣性の力を
   補償する機構において：前記機械要素１がカム板
   ６に結合され、弾性荷重を付与されたカム従節１
   ０が前記カム板に係合し、停止状態からの前記機
   械要素１の運動間において前記カム従節１０が前
   記カム板６を最初に加速し、次いでそれを減速す
   るように前記カム板６の形状が画成されているこ
   とを特徴とする機構。 ５ 特許請求の範囲第４項記載の機構において：
   前記カム板６が複数個のカム頂点を有し、前記カ
   ム従節１０が、運動停止のたびごとに、ばね力の
   作用に打ち勝つて前記カム頂点の１個に接触する
   一端位置へ押圧されるように前記カム頂点が位置
   されていることを特徴とする機構。 ６ 特許請求の範囲第４項または第５項記載の機
   構において：星形のカム板６においてカム従節１
   ０がカム回転軸線２の方向へ弾性要素によつて作
   用されることを特徴とする機構。 ７ 特許請求の範囲第４項から第６項までの任意
   の一項記載の機構において：前記カム従節１０が
   枢動自在に支持されたレバー棒の形状にされ、そ
   の一端部が中間転動要素９を介して前記カム板６
   に当接し、その他端部が弾性要素１３を介して機
   械フレーム１１に結合されていることを特徴とす
   る機構。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の機構において：
   前記弾性要素１３が空気シリンダであることを特
   徴とする機構。 ９ 特許請求の範囲第４項から第８項までの任意
   の一項記載の機構において：該機構が、180゜の間
   隔を以て前記カム板６に当接する２本のカム従節
   を設けられていることを特徴とする機構。 １０ 特許請求の範囲第４項から第９項までの任
   意の一項記載の機構において：前記カム頂点の個
   数が、前記カム板６の毎完全１回転間の運動停止
   回数に等しいことを特徴とする機構。