JPH0578702B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、回転運動を直線往復運動に変換し、
その行程量の無段変化を調節できるようにした直
線往復動装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、回転運動を直線往復運動に変換する装置
としては、例えば第４図及び第５図に示すような
二重偏心機が使用されている。

この直線往復動装置２１は、筐体２２の内部に
内歯車２４が小ねじ２４ｎにより固着されてお
り、該内歯車２４の２分の１の歯数を有し、これ
に噛合する外歯車部２５ｇを備えた駆動ブロツク
２５が組み付けられている。なお、内歯車２４と
外歯車部２５ｇとのピツチ円２４ｐ，２５ｐのそ
れぞれの直径Ｄ，ｄの比率は、２：１の関係にあ
る。（第６図参照） 駆動ブロツク２５は、外歯車部２５ｇ後面に、
モータの回転軸（図示省略）に直結固着された入
力軸２３に偏心量Ｈをもつて偏心軸支され、回転
可能な軸部２８ｊを突設する一方、前面には、先
端部を偏心駆動軸部２５ｈに形成した駆動腕部２
５ｋを突設してなる。なお、外歯車部２５ｇと偏
心駆動軸部２５ｈとの偏心量は、前記偏心量Ｈと
同一の値となつている。また、外歯車部２５ｇ
は、外歯車を駆動ブロツク２５本体にキーにより
固着してなる。

そして、前記偏心駆動軸部２５ｈは、往復動ブ
ロツク２６の受動環２６Ｕにベアリング２６ｂを
介して連結されている。なお、第４図ではピスト
ンポンプ４０を片方に装備している状態を示して
いる。

この往復動ブロツク２６は、前記受動環２６Ｕ
の両外側に一対の摺動杆２９Ｓを突き合わせ、結
合してなるもので、前記筐体２２の両側壁に形成
された軸受孔２２ａの軸受２２ｊに摺動杆２６Ｓ
を支持され、横方向へ往復動可能となつている。
なお、摺動杆２６Ｓの中心線２６S_cは、前記入力
軸２３の中心線２３ｃと常にＣ点において直交す
る位置にある。

次に、上記の構成による駆動ブロツクの動作に
ついて、第６図の要部概略正面図により説明す
る。

今、同図に示すように、内歯車２４に噛合し
ている駆動ブロツク２５に往復動ブロツク２６を
組み付けるには、該往復動ブロツク２６の中心線
２６S_cにＣ点において直交する平面Ｆ上に外歯車
部２５ｇの中心線２５g_cと偏心駆動軸部２５ｈの
中心線２５h_cとを位置させ（この場合、中心線２
５h_cはＣ点に一致させる）、該偏心駆動軸部２５
ｈに受動環２６Ｕを外嵌して往復動ブロツク２６
を設定する。この状態を基準姿勢とし、この姿勢
から発進させる。

そこで、入力軸２３を矢印Ｍ方向へ回転させる
と、同図に示すように、これに伴つて外歯車部
２５ｇは矢印Ｎ方向へ連動回転し、その中心線２
５g_cはＣ点を中心とし半径Ｈ（＝ｄ／２＝Ｄ／４）
とした円周Ｅ（同図参照）に沿つて矢印Ｍ方向
へ進む一方、偏心駆動軸部２５ｈの中心線２５
h_c、すなわち受動環２６Ｕの中心線２６U_cは中
心線２６S_cに沿つて矢印Ｌ方向へ移動するので往
復動ブロツク２６を同方向へ移動させる。続い
て、同図に示すように、中心線２５g_cが中心線
２６S_cに交差すると中心線２６U_cは、同図に
示すように、内歯車２４のピツチ円２４ｐに対向
する中心線２６S_cのａ点に一致する。更に外歯車
部２５ｇの回転が進むと中心線２６U_cは引き返
して矢印Ｒ方向へ進み、Ｃ点を通過して右方でピ
ツチ円２４ｐに対向する中心線２６S_cのｂ点に一
致する。更に外歯車部２５ｇの回転が進むと中心
線２６U_cは引き返し、中心線２５g_cが前記平面
Ｆ上に一致する基準姿勢に復帰したところで中心
線２６U_cもＣ点に復帰し往復動ブロツク２６の
２行程動作が終了する。

すなわち、入力軸２３の１回転により往復動ブ
ロツク２６は１往復するわけで、この場合の行程
量はａ点とｂ点との距離、つまり内歯車２４の直
径Ｄ（＝4H）の寸法となる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の直線往復動装置は、往復動ブロツクの行
程量が内歯車のピツチ円直径（偏心量の４倍）と
なり、しかもこれに限定されるため、行程量を変
更するには、内歯車、駆動ブロツク及び入力軸等
の構成部品の寸法の異なつたものに変換しなけれ
ばならず、しかも、各中心線間の偏心量の誤差は
組付け後、４倍の行程量誤差となるため、両偏心
量は精密加工により完全に一致させる必要があ
り、もし、一致していなければ無理が生じ円滑な
直線往復動を行わず、摺動面にかじりが発生し機
能しなくなり、また、内歯車への外歯車部の組付
けは基準姿勢以外では不可能であるという問題点
がある。

本発明は、上記の問題点に着目してなされたも
ので、直線往復動の行程量を、停止中、運転中を
問わず外部操作により、自在に無段階変化させて
正確な値に設定できるだけでなく、異なつた二重
偏心量を有する構成部品においても円滑に機能
し、しかも内歯車のピツチ直径に限定されない長
行程量が得られ、かつ、かじりや無理を生じない
ばかりか、内歯車に対し任意の位置で外歯車部を
組み付けできる直線往復動装置を提供することを
目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る直線往復動装置は、外壁に行程量
調節手段を備えた筐体に回動可能に内設された内
歯車と、該内歯車の２分の１の歯数を有しこれに
噛合する外歯車部、駆動源の回転軸に直結する入
力軸に回動可能に連結する軸部及び偏心駆動軸部
を有する駆動腕部とから形成された駆動ブロツク
と、前記偏心駆動軸部に回転可能に結合する摺動
駒を縦方向に摺動させ保持する受動枠及び該摺動
枠の両側に突き合わして固着される摺動杆からな
る往復動ブロツクと、前記前面に付設され、前記
往復動ブロツクを横方向へ摺動させ保持する前部
金具とにより構成したものである。

〔作用〕

本発明における直線往復動装置においては、入
力軸の回転により連動逆回転する駆動ブロツクの
偏心駆動軸部が、回転可能に結合している摺動駒
を受動枠内で縦方向へ摺動させつつ押したり引い
たりして往復動させることにより往復動ブロツク
を横方向へ往復動させる。

また、行程量調節手段を操作して摺動駒の移動
する軌跡の方向を変更することにより、往復動ブ
ロツクの行程量を自在に選定することができ、前
記方向が摺動杆の中心線に平行な場合に最大値が
得られ、直交時には最小となる。なお、入力軸の
１回転につき１行程が行われるので、往復の速度
は最大行程時最高となり、最小行程時最低とな
る。

なお、内歯車への外歯車部の組付けは任意の位
置で行い、行程量調節手段を操作すれば、駆動ブ
ロツクを所望の姿勢に設定することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図
に基づいて説明する。

まず、構成を述べる。

本実施例の直線往復動装置１は、第１図に見ら
れるように、可変容量定圧ピストンポンプ４０に
適用したもので、筐体２に回動可能に内設された
内歯車４と、該内歯車４にその２分の１の歯数を
有し噛合する外歯車部５ｇ、該外歯車部５ｇの後
面に突出して入力軸３に偏心量H₁（外歯車のピツ
チ円５ｐの半径に相当する。第３図参照）をも
つて偏心軸支される回転可能な軸部５ｊ及び前記
外歯車部５ｇの前面に突設された駆動腕部５ｋと
からなる駆動ブロツク５と、該駆動ブロツク５に
より横方向に摺動する往復動ブロツク６と、前記
筐体２の前面に付設され、前記往復動ブロツク６
を摺動させ保持する前部金具７と、筐体２の上部
外壁に設けられ、前記内歯車４を回動し位置決め
させて往復動ブロツク６の行程量を調節する行程
量調節手段８とにより主要構成されている。

筐体２は、上部外壁にウオーム歯車ケース２ｗ
を形成していて、手動ハンドル８Ｈを有するウオ
ーム８Ｗを内設するとともに、該ウオーム８Ｗに
噛合するウオームホイール歯４ｗを外周に刻設し
た内歯車４を保持している。また、第２図に示す
ように、筐体２の後面に駆動源として取付金具３
２を介して装着されたモータ３０の回転軸３１に
外嵌してキー３ｋにより固着された入力軸３をベ
アリング３ｂ，３ｄを介して保持している。

駆動ブロツク５は、その軸部５ｊを入力軸３の
前面に穿設された偏心軸穴３ａにベアリング５ｂ
を介して装着されており、軸部５ｊの中心線、す
なわち、外歯車部５ｇの中心線５g_cは、入力軸３
の中心線３ｃに対し偏心量H₁をもつて偏心され
ている。

なお、外歯車部５ｇのピツチ円５ｐ直径ｄは、
内歯車４のピツチ円直径Ｄの２分の１であり、前
記偏心量H₁は、前記ピツチ円５ｐ直径ｄの２分
の１に等しい。

また、駆動腕部５ｋの先端部は、偏心駆動軸部
５ｈを形成しており、その中心線５h_cは、前記中
心線５g_cに対し偏心量H₂（H₁＋α）をもつて偏心
されている。（第３図参照） 往復動ブロツク６は、前記偏心駆動軸部５ｈと
ベアリング６ｂを介して結合する摺動駒６Ｋを縦
方向に摺動保持する案内溝６ｍを備えた受動枠６
Ｗと、該受動枠６Ｗの両外側に前記案内溝６ｍに
対し直角をなして結合される一組の摺動杆６Ｓと
からなる。

前部金具７は、前記筐体２の前面に付設される
保持枠７Ｗと、その前面を蔽つて取り付けられる
蓋板７Ｆとからなり、上下内面に前記受動枠６Ｗ
を横方向へ摺動する案内機構として案内溝７ｍを
形成するとともに、保持枠７Ｗの両側壁に摺動杆
６Ｓを貫通させ保持する軸受孔７ａ及び軸受７ｊ
を設けている。

そして本実施例では、一方の軸受孔７ａには、
前記ピストンポンプ４０のシリンダ４１が連結さ
れるとともに、その側の摺動杆６Ｓの先端には、
ピストン４２が取り付けられている。

なお、前記摺動杆６Ｓの中心線６S_cは、入力軸
３の中心線３ｃと常にＣ点において直交する位置
にある。

ちなみに、前記ピストンポンプ４０において、
４３は吸入口、４４は吸入弁、４５は排出弁、４
６は排出口である。

次に、要部の組立について述べる。

内歯車４に噛合している駆動ブロツク５に往復
動ブロツク６を組み付けることには、まず、筐体
２の前面に保持枠７Ｗを付設する。そして、第３
図に示すように、前記Ｃ点において摺動杆６Ｓ
の中心線６S_cに直交する平面Ｆ上に外歯車部５ｇ
の中心線５g_cと偏心駆動軸部５ｈの中心線５h_cが
位置するようにした駆動ブロツク５の基準姿勢を
とらせる。ただし、内歯車４と外歯車部５ｇとの
組付けは、任意の位置で行い、行程量調節手段８
を操作して駆動ブロツク５に基準姿勢をとらせて
もよい。

偏心量がH₁＝H₂の場合、この基準姿勢では中
心線５h_cは入力軸３の中心線３ｃと一致してい
る。。そこで、受動枠６Ｗの案内溝６ｍに保持さ
れた摺動駒６Ｋをベアリング６ｂを介して偏心駆
動軸部５ｈの外嵌結着するとともに、受動枠６Ｗ
を保持枠７Ｗの案内溝７ｍに設定し、両軸受孔７
ａから貫入された摺動杆６Ｓを受動枠６Ｗに連結
した後、蓋板７Ｆを取り付ける。

上記組立となつているので、この基準姿勢にお
いて、入力軸３が矢印Ｍ方向へ回転すると、連動
して矢印Ｎ方向へ駆動ブロツク５が回転し、その
偏心駆動軸部５ｈの中心線５h_c、すなわち同一中
心線を有する摺動駒６Ｋは、摺動杆６Ｓの中心線
６S_cに沿つて矢印Ｌ方向へ移動し受動枠６Ｗを介
して摺動杆６Ｓを同方向へ移動させる。そして外
歯車部５ｇの中心線５g_cが基準姿勢位置から90度
回つて前記中心線６S_cと直交する位置に来たとき
摺動駒６Ｋの中心線５h_cは、内歯車４のピツチ円
４ｐ上に達しており、そのときの中心線６S_cとの
交点はａ点である。更に外歯車部５ｇが180度進
んだところで摺動駒６Ｋは矢印Ｒ方向へ移動して
Ｃ点に戻り、続いて270度進んだところでＣ点に
つき対称位置のｂ点に達し、ｂ点から引返して再
び矢印Ｌ方向へ向い、外歯車部５ｇが中心線５g_c
平面Ｆ上に戻つたとき摺動駒６ＫはＣ点に復帰し
ている。この一連の摺動駒６Ｋの往復動の軌跡は
直線abとなつていて、その長さは内歯車４のピ
ツチ円直径Ｄと等しく、これが往復動ブロツク６
の最大行程量に該当している。この最大行程量
S_naxは、２（H₁＋H₂）＝4H₁＝Ｄ（H₁＝H₂につき）
である。ただし、以上の動作は、従来例と同様で
ある。

次に、往復動ブロツク６の行程量Ｓを調節する
には、手動ハンドル８Ｈを操作してウオーム８Ｗ
及びウオームホイール歯４ｗにより、前記基準姿
勢から例えば矢印Ｑ方向へ内歯車４を、同図に
示すように角度βだけ回動すると、これに追従し
て外歯車部５ｇと入力軸３とは一体となつて回動
し、中心線５g_c及び偏心駆動軸部５ｈの中心線５
h_cを含む平面F₁と基準姿勢の平面Ｆとは円周角β
度を形成する。このとき前記中心線５h_cはＣ点に
一致したままである。

この前記平面F₁を初期姿勢の平面として入力
軸３を回転した場合、摺動駒６Ｋの中心線５h_cは
平面F₁に対し直角方向に移動するので、その軌
跡となる直線ef（＝Ｄ）は、摺動杆６Ｓの中心線
６S_cに対してＣ点を通り、角度βだけ傾斜してい
ることとなる。したがつて、入力軸３の回転に伴
つて摺動駒６Ｋは受動枠６Ｗの案内溝６ｍ内を摺
動して直線efを辿る動作を行うが、受動枠６Ｗの
横方向の移動量、すなわち往復動ブロツク６の行
程量Ｓは、Ｓ＝Ｄ・tanβとなり、tanβの値は１
〜０であるため、β＝90度の場合にはＳ＝０とな
り、直線efは基準姿勢の平面Ｆに重なり摺動駒６
ＫはＣ点の垂直方向に上下するだけなので、往復
動ブロツク６は不動である。また、β＝０度の場
合は、tanβ＝１の基準姿勢であり、前述したと
おりＳ＝Ｄで、最大行程量S_naxが得られる。

また、偏心量においてH₂＝H₁＋αの場合に
は、摺動駒６Ｋの描く軌跡は、同図に示すよう
に、厚み2αで長手方向の中心線gh_cの長さが２
（H₁＋H₂）＝２（H₁＋H₁＋α）＝4H₁＋2α＝Ｄ＋
2αである凸レンズ縦断面の外周線Ｇとなり、前
記中心線gh_cは常にＣ点をその中心点に置いてい
る。

そして、基準姿勢において入力軸３を回転した
とき最大行程量S_nax＝Ｄ＋2αが得られ、行程量調
節に際しては初期姿勢の平面F₁と基準姿勢の平
面Ｆとのなす角度βにより行程量Ｓ＝（Ｄ＋2α）
tanβで得られるが、摺動駒６Ｋの移動軌跡が凸
レンズ状であるため、前記平面Ｆに平行で距離α
の２平面F₂，F₃間に前記中心線gh_cの両端が位置
する場合、行程量Ｓは2αの近似値であり、β＝
180度のとき最低行程量S_nioが2αとして得られる。

なお、行程量の調節は、入力軸３の停止中、回
転中を問わず行うことができる。

また、行程量調節手段として本実施例ではウオ
ーム機構を用いたが、これに限定されるものでな
く、内歯車の外周に凸部を設け、該凸部に回動可
能なてこ棒を取り付け、放射線方向に起立させて
内歯車を回動するてことして用いる一方、これを
倒して外筐周縁に刻設した複数の凹部の１つに係
止して固定する機構など、その他種々の手段が考
えられる。

さらにまた、本実施例では要部の組立に際し、
最初に駆動ブロツク５の基準姿勢をとらせるよう
に、内歯車４に外歯車部５ｇを噛み合わせている
が、まず駆動ブロツク５を任意の姿勢で内歯車４
に組み付けた後、行程量調節手段８を操作して内
歯車４を回動し、基準姿勢にすればよく、従来の
ように、最初の組付けは、基準姿勢の場合のみ一
つに限定されるに対し、任意の姿勢で組み付けす
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、筐体内に内歯
車を設け、該内歯車の２分の１の歯数を有する外
歯車部を備えた駆動ブロツクと横方向に摺動する
往復動ブロツクとの連結を、縦方向に摺動可能と
した受動枠に設けた摺動駒を介して行い、かつ、
行程量調節手段により往復動ブロツクの行程量を
入力軸の１回転において適宜に選定できる構成と
したため、二重偏心の相互の偏心量を一致させる
必要がなくなり、伝動における誤差や無理は受動
枠で吸収緩和されるので摺動面にかじりは発生し
ない。また、外歯車部の偏心量よりも偏心駆動軸
部の偏心量を大きくすることにより、装置全体を
小型化することができる。

なお、内歯車への駆動ブロツクの組付けは、内
歯車の任意の位置で行うことができ、極めて簡便
である。

さらになお、行程量が選定できることから、行
程量の微調整も可能となり、正確な行程量を常に
得られるだけでなく、ピストンポンプに適用した
場合には、運転中、停止中を問わず即座に流量の
無段階変化を行うことが可能となつている。ま
た、行程量だけでなくそのストローク速度も無段
階に変化させることができるので、鋸盤に適用し
た場合には、硬質ワークや軟質ワークにそれぞれ
適した切削速度を自在に選定できるなど数々の効
果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る一実施例の直線往復動
装置の一部切断正面図、第２図は、同じく要部切
断側面図、第３図は、同じく駆動ブロツクの動作
を説明するための要部を示す概略正面図で、同図
は、二重偏心量が等しい条件における基準姿勢
の場合の図、同図は、同じく外歯車部が基準姿
勢から円周角β度進められて行程量を調節された
場合の図、同図は、偏心駆動軸部の偏心量が外
歯車部の偏心量が大きい条件における基準姿勢の
場合と、行程量調節の場合との図、同図は、同
じく外歯車部が基準姿勢から円周角90度進められ
て最小行程量を得る場合の図、第４図は、従来の
直線往復動装置の駆動ブロツクが最左端に達した
姿勢におけるピストンポンプ装着の場合の横断平
面図、第５図は、同じく往復動ブロツクが中間位
置にある場合の一部切欠縦断正面図、第６図は、
同じく駆動ブロツクの動作を説明するための要部
を示す概略正面図で、同図は、基準姿勢の場合
の図、同図は、外歯車部が基準姿勢から円周角
45度進んだ場合の図、同図は、同じく90度進ん
だ場合の図である。 １……直線往復動装置、２……筐体、３……入
力軸、４……内歯車、５……駆動ブロツク、５ｇ
……外歯車部、５ｊ……軸部、５ｋ……駆動腕
部、５ｈ……偏心駆動軸部、６……往復動ブロツ
ク、６Ｋ……摺動駒、６Ｗ……受動枠、６Ｓ……
摺動杆、７……前部金具、７Ｗ……保持枠、７ｍ
……案内溝、７ａ……軸受孔、７Ｆ……蓋板、８
……行程量調節手段、３０……モータ、３１……
回転軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 筐体に回動可能に内設された内歯車と、該内
   歯車の２分の１の直径を有しこれに噛合する外歯
   車部及び該外歯車部後面に突出して入力軸に偏心
   軸支される軸部並びに外歯車部前面に突設された
   先端に偏心駆動軸部を形成した駆動腕部とからな
   る駆動ブロツクと、前記偏心駆動軸部を回転可能
   に保持する摺動駒及び該摺動駒を縦方向に直線摺
   動させる受動枠並びに該受動枠の両外側に前記縦
   方向に対し直角をなして結合する複数の摺動杆と
   からなる往復動ブロツクと、前記筐体の前面に付
   設され受動枠に横方向の往復動をさせる案内機構
   及び摺動杆を貫通させ保持する軸受孔を設けた保
   持枠に蓋板を取り付けてなる前部金具と、筐体外
   壁に設けられ前記内歯車を回動して往復動ブロツ
   クの行程量を変化させる行程量調節手段と、駆動
   源の回転軸に連結固着される前記入力軸とにより
   構成したことを特徴とする直線往復動装置。