JPH10503454A - 回転機構及びそのカム案内機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 軸線（１）の周りに所定の角度物体を回転させる装置が示される。この物体を支持する装置（５）は、軸線（１）の沿ったフレーム（１６）に関して特に垂直方向に往復動可能な物体支持装置が示される。往復運動を行うために駆動機構（２）が支持装置（５）に接続されている。フレーム（１６）と支持装置（５）との間に配置され、それらに接続されているカム案内機構（１１，１８）は、支持装置（５）を往復動させるために駆動装置（２）によって発生する直線力の一部を支持装置に作用する回転力に変換し、支持装置が往復動のサイクルの間所定角度にわたって回転するように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 回転機構及びそのカム案内機構 発明の分野 本発明は、物体を回転する装置に関し、請求の範囲第１項のプレアンブルに説 明された回転装置に関する。さらに本発明は、回転装置に使用するカム案内に関 する。 発明の背景 種々のコンベヤ、包装機構等は、物体を搬送しそれを取り扱うために使用され 、それらは、物体を所定の角度にわたって回転する必要がある。この理由は、物 体を他の方向に向け、続いて同じコンベヤによって搬送するか、または物体を他 のコンベヤに搬送するために、例えば、９０°の所定の角度にわたって物体を回 転しなければならないからである。 双方の場合において、出口の物体はいくつかの種類のコンベヤ、例えば、ベル トコンベヤによって回転場所または接合部まで搬送され、そこで物体は、一時的 に停止され、コンベヤから放出するために１つまたはある回転装置によって垂直 方向に上昇され回転装置によって支持される。この物体は、所定の角度にわたっ て回転され、最終的な回転位置でコンベヤに乗るように下降される。従って、回 転動作は、上昇動作を含む。 米国特許第３，１００，０３９号は、上述した昇降及び回転動作を達成する従 来の方法を示している。米国の書類は、コンベヤに関連して使用される回転装置 を示している。この回転装置は、ターンテーブルを有し、このターンテーブルは 、第１の空気ピストン及びシリンダユニットの補助によって、調整コンベヤベル トの水準の下方位置とコンベヤベルト上の上方位置との間の軸線に沿って垂直方 向 に可動である。さらに、第２の空気ピストンとシリンダユニットの補助で制限さ れた角度の範囲内で軸の周りで往復動可能に回転可能である。 しかしながら、この従来の構造は、多数の欠点を有する。ターンテーブルの直 線的な昇降運動並びにその回転運動は、種々の駆動装置の補助によって行われる 。これは、複雑な解決方法を提供する。なぜならば、駆動装置の相対的な動きは 、その同期を取らなければならないからであり、さらに、ターンテーブルの回転 運動は、往復動であり、前方への運動は、物体を回転させ、それに対し後方運動 は、ターンテーブルを物体を回転する次の前方運動において適当な位置に回転さ せる運動である。その結果、ターンテーブルのすべての回転運動は、積極的な運 動であり、支持物体を回転させる運動である。また、この従来の構造は、回転動 作に含まれる機械的な部材が重い物体を上昇させ回転するときにかなりの負荷を 受けるという欠点を有する。 上述した従来の構造によって得られる方法よりもさらによい解決法が要求され る。 発明の１つの目的は、物体が直線的な往復動、特に垂直方向に動く間、物体を 回転させ、上述した欠点を避ける装置を提供することである。 本発明の目的は、従来技術の装置よりねじり応力の小さい回転装置を提供する ことである。 発明の概要 本発明によれば、これら及び他の目的は、請求項１に記載された特徴によって 達成され、その回転装置の好ましい実施例は独立した請求項２乃至１０に定義さ れている。 本発明は、従属した請求項１１に記載された特徴を有し、好ましい実施例が独 立した請求項１２乃至１４に定義されたカム案内機構を提供することである。 本発明は従来技術に対していくつかの利点を有する。簡単で従来の構成である １つの駆動装置は昇降運動を行うだけでなく、回転運動をも行い、この回転運動 は、一般的に言えば、従来の回転装置より廉価な構造を提供する。さらに、簡単 な１つの駆動装置を使用することは、回転装置の寿命を増大する。なぜならば、 摩耗するリスクのある機械的な部品が少ないからである。さらに、回転サイクル 中にいくつかの別の駆動装置の同期をとる必要性はない。 本発明の構造によって、回転運動が直線的な力の成分をねじり力に変換するこ とによって、回転動作に関連する機械的部品が大きなねじり応力にさらされるこ とがない。これは、装置が大きな負荷を受けることができ、部品があまり摩耗し ないことを意味する。 本発明は、従来技術の非作動の後方の回転運動を活用することができる。なぜ ならば、本発明による回転運動を同じ方向で連続的に行うことができるからであ る。 さらに本発明による回転装置及びカム案内機構の直線運動は、本発明の好まし い実施例と関連して以下に説明するような、垂直方向、並びに非垂直方向、例え ば水平方向でもよいことを強調すべきである。従って、請求項は、この装置の軸 線の考慮されるすべての方向、前述したすべての言及、並びに昇降運動、並びに 垂直方向の動きに関してすべて包含することを理解すべきである。 図面の簡単な説明 ターンテーブルの形の本発明の回転装置の好ましい実施例、並びにここに含ま れる本カム案内機構は、添付図面を参照してさらに詳細に説明する。 第１図は、ローラコンベヤに配置され、下方の初期位置を占めるときのターン テーブルの初期位置である。 第２図は、第１図のターンテーブル及びコンベヤの平面図である。 第３図は、ターンテーブルのフレーム形成部分の側面図である。 第４図は、平坦な状態のとき、第３図のフレーム用のジャケットの平面図であ る。 第５図は、第３図の線Ａ−Ａに沿った断面図である。 第６図は、ターンテーブルの上昇ピストン形成部分の側面図である。 第７図は、第６図の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。 第８図は、第６図に示す上昇ピストンに取り付けられるようになっているカム フォロアの側面図である。 好ましい実施例の説明 第１図及び第２図において、ターンテーブルはスタンド１１０に取り付けられ たローラを備えた水平方向のローラコンベヤに配置されており、ターンテーブル は矢印ａによって指示された方向に９０°の角度にわたって垂直方向の軸１の周 りで、ある種の物体、例えばカートン（図示せず）を回転するようになっている 。 第１図から明らかなように、ターンテーブルは、シリンダ３と、軸１に沿って 往復動するように可動であり、軸線に沿って自由に回転可能なピストンロッド４ とを含むシリンダピストン及びシリンダユニット２の形の駆動装置を有する。タ ーンテーブルは支持装置５を有し、支持装置５は、物体を支持して細長い上昇ピ ストン６を有し、軸線１と中心線が一致し、軸線１に沿って垂直方向に延びてお り、その下端でねじ結合８によってピストンロッド４に接続されている。支持装 置５は軸１に沿って垂直方向に調整可能であり、軸１の周りで回転可能である。 第６図乃至第８図から明らかなように、上昇ピストン６は、下端において４つの 凹部７を有し、この４つの凹部７は、半径方向内側を向いており、各々がローラ 軸受の形でカムフォロア１１に適合するようになっており、ローラ軸受はその内 側リングによって各凹部７にねじによって固定される。 さらに支持装置５は、２つの直角な支持プレート１２，１３を有し、２つの直 角な支持プレート１２，１３は、中心でスペーサ１０によって上昇ピストン６の 上端に結合されており、軸線１と垂直方向に十字形状を形成する。 第１図から明らかなように、支持プレート１２，１３は、ターンテーブルの初 期位置においてローラ１００の上縁の下の水準に配置されている。 さらに、第１図から明かなように、ターンテーブルはコンベヤのスタンド１１ ０に関して静止しているフレーム１６を有し、フレーム１６は、細長い円筒形の ジャケット１８を有し、細長い円筒形のジャケット１８は、上昇ピストン全体を 包囲するように軸１の周りにそれに沿って垂直方向に延びている。ジャケット１ ８の内径は、上昇ピストン６の直径に対応する。ジャケット１８は、本フレーム １６の支持部材２０に固定され、それによって支持され、この部材２０は、ピス トン及びシリンダユニット２上に配置され、ピストン及びシリンダユニット２を 収容する開口部を有する。ジャケット１８は、２つの同一の部品、すなわち、上 方部品２２及び下方部品２４を有し、これらは、４つの垂直方向の接続ロッド２ ６の補助で相互に結合されている。 ジャケット部分２２，２４を図４に平坦な状態で示す。その図面から、互いに 面するジャケット部分の端部は、２つのジャケット部品２２，２４の間に円周方 向にカムフォロア１１に適応するようになっている波形の案内溝２８が形成され ている。案内溝２８は、カムフォロア１１の直径に対応し、それよりわずかに大 きい幅を有する。 案内溝２８は、案内溝のトラフを形成する垂直方向の下方部分３０と、案内溝 のクレストを形成する垂直方向の上方部分３２とを有する。垂直方向の軸線３４ は、各垂直方向部分３０，３２を通って延び、水平方向に中心がある。 さらに、案内溝２８は、上方のカム表面３８を有する上方の傾斜部分３６と、 下方のカム面４２を有する下方に傾斜した部分４０とを有する。各上方のカム面 ３８は、下方に向かう狭い端部４４から、案内溝２８が上方に傾斜した部分３６ から上方の垂直方向の部分３２に通過する点に延びており、下方に向かう狭い端 部４４は、１つの下方に傾斜した部分４０と１つの上方に傾斜した部分３６との 間の遷移部分から成る。各下方のカム面４２は、上方に向かう狭い端部４６から 案内溝２８が下方に傾斜した部分４０から下方の垂直方向の部分３０に通過する 点に延びており、狭い端部４６は、１つの上方に傾斜した部分３６と１つの下方 に傾斜した部分４０との間の遷移部分から成る。 各下方に向かう狭い端部４４及び各上方に向かう狭い端部４６は、各軸に関し て案内溝２８の下方及び上方垂直方向部分３０，３２の中心に関して側方（第４ 図の左に）偏向している。 ターンテーブルは、次のように作動する。下方の初期位置において、ピストン とシリンダユニット２のピストンロッド４は、支持プレート１２，１３がローラ １００の上縁より下方の水準に配置され、各カムフォロア１１が（第４図に示す ）開始位置Ｐ１を占め、溝２８の下方の１つの垂直方向の部分３０の底部に配置 され、カムフォロア１１は、支持装置５の死重をとる引込み位置をとる。 最初に回転すべき物体をコンベヤによって支持プレート１２，１３上の位置に 搬送する。ピストン及びシリンダユニット２が作動し、ピストンロッド４を軸線 １に沿って上昇運動をさせる。ピストンロッド４の上方への直線運動の結果、同 様に上昇するピストンが上方に移動し、案内溝２８に受けられた各カムフォロア １１は、直線運動によって、溝２８の下方の垂直方向の部分を下方の中間の位置 Ｐ２に追随するようにされる。下方の中間の位置Ｐ２に到達した後、カムフォロ ア１１は、上方のカム面３８と出合い、昇降運動が続く限り、カム面３８に強く 当たる。その結果、ピストンとシリンダユニット２によって発生される直線的な 力は、ピストンロッド４と支持装置５が上昇運動に加えて回転運動を受けるよう に一部がねじり力に変換される。カムフォロア１１は、その長さ全体に沿って上 方のカム面に沿ってカムフォロア１１が案内溝２８の上方垂直方向部分３２に配 置された上方回転位置Ｐ３まで走行する。回転位置Ｐ３において、第２図に示す ようにピストンロッド４及び支持装置５は、スタート位置に関連して４５°の角 度で反時計回りに回転される。 カムフォロアが回転位置Ｐ３に到達したとき、支持装置５は、完全に上方に上 昇する。ピストンロッド４が連続的に下方に移動する結果、カムフォロア１１は 、回転位置Ｐ３から上方の中間位置Ｐ４に垂直方向下方に移動し、そこでカムフ ォロア１１は下方のカム面４２に出合う。カムフォロア１１は、全体の長さに沿 って下方の中間位置に下方のカム面４２に接触して移動し、支持装置５及びピス トンロッド４は、４５°の第２の角度部分を通って第２図に示すように反時計周 りに回転するように強制される。最後に、支持装置５は、回転しないで垂直方向 に降下し、カムフォロア１１は、スタート位置Ｐ１に対応する端部位置Ｐ６に到 達し、端部位置Ｐ６は、スタート位置Ｐ１が配置されるトラフと比較して案内溝 ２８の次の連続したトラフであるという差があるだけである。支持プレート１２ ，１３は、ローラ１００の上縁の下の水準に配置され、支持プレートから物体を 開放する。ピストン及びシリンダユニット２は昇降運動から成るサイクルを完了 し、同時に支持装置５は、９０°にわたって回転する。端部位置Ｐ６は、次の連 続的な動きのサイクルの開始位置Ｐ１を構成する。軸線３４に関して側方にずれ た下方及び上方の狭い端部を有する溝の特別の構成によって、カムフォロア１１ は、上方及び下方のカム面３８，４２に対して直接適用される。 従って、回転しようとする物体は、ターンテーブル上に所定の距離で支持ロー ラ１００上に配置される。駆動装置２が作動するとき、物体は小さい距離だけ上 昇され、支持プレート１２，１３は、連続する回転運動中に干渉しないようにロ ーラ１００の上縁上の水準を占める。上昇運動が続いて、物体は所定の方向に４ ５°にわたって次第に回転される。次に駆動装置は反対方向に作動され、物体は 下降すると同時に同じ方向に４５°にわたって回転する。最後に、ターンテーブ ルは支持ローラ１００の下に下降し、物体は、９０°回転してさらに搬送のため に支持ローラ上に載置される。 すべてのカムフォロア１１は、無限の案内溝２８の各部分で対応して動くこと は理解できよう。また、支持装置はピストン及びシリンダユニット２の動きの連 続サイクルの間に同じ方向に他方に９０°にわたって回転することは理解できよ う。 発明の変形例 本発明は上述した好ましい実施例には制限されないが、請求の範囲内の多くの 方法で変形することができる。例えば、垂直方向部分３０及び／または垂直方向 部分３２を一緒に配分することができる。また、傾斜部分は直線である必要はな いが、半パラボラ形の形状を有していてもよい。さらにジャケット部分２２，２ ４は軸線１の周りで相互に回転することができ、双方に回転することも可能であ る。１つのカムフォロア１１を１つだけ設けることもできる。さらに、案内溝２ ８及びカムフォロア１１は、場所を変化することもでき、すなわち、上昇ピスト ン６に設けられ、カムフォロア１１は、フレーム１６によって静止するように支 持される。最後に、回転装置の使用は垂直位置である必要はなく、この表現の“ 上方”及び“下方”並びに“上方”及び“下方”は、主な軸の向きに関して反対 の方向を言うものとして広い意味で使用するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)， ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，Ｃ Ｈ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ， ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． フレーム（１６）と、 物体を支持し、前記フレーム（１６）に関して軸線に沿って特に垂直方向に往 復動可能であり、軸線の周りで回転可能な支持装置（５）と、 往復動運動を行うために支持装置（５）に接続された駆動装置（２）とを有す る軸線（１）の周りで所定の角度にわたって物体を回転する装置において、カム 案内機構（１１，２８）を有し、前記カム案内機構は、フレーム（１６）と前記 支持装置（５）との間に配置されると共にそれらに接続され、支持装置の往動運 動を行うように駆動装置によって発生した直線力の一部が支持装置に作用する回 転力に変換され、前記支持装置を往復動のサイクルの間に所定の角度にわたって 回転するように構成さていることを特徴とする物体を回転する装置。 ２． 前記カム案内機構は、半径方向の距離で軸線（１）の周りで無限に走る 波形の案内溝（２８）と、前記案内溝（２８）に受けられそれに沿って走行する 少なくとも１つのカムフォロア（１１）とを有し、前記案内溝（２８）及びカム フォロア（１１）の一方は、前記フレーム（１６）に接続され、案内溝（２８） 及びカムフォロア（１１）の他方は、支持装置（５）に接続されていることを特 徴とする請求項１に記載の装置。 ３． 支持装置の往復運動の間、前記カムフォロア（１１）は前記波形の案内 溝（２８）の上方のカム面（３８）に沿ってトラフの開始位置（Ｐ１）からクレ ストの回転位置（Ｐ３）まで移動し、波形の案内溝（２８）の下方のカム面（４ ２）に沿ってトラフの端部位置（Ｐ６）まで移動し、下方のカム面（４２）の上 端（４６）は、回転位置（Ｐ３）に関して周縁方向にずれており、カムフォロア （１１）は直線の戻り運動が始まるときに下方のカム面と出合い、前記端部位置 （Ｐ６）は次の運動サイクルにおいて新しい位置（Ｐ１）を形成することを特徴 とする請求項２に記載の装置。 ４． 前記カム案内機構は、カムフォロア（１１）がスタート位置（Ｐ１）か ら回転位置（Ｐ３）まで移動するとき所定の回転方向で第１の部分角度で、カム フォロア（１１）が回転位置（Ｐ３）から終了位置（Ｐ６）まで移動するとき同 じ回転方向で第２の部分角度で回転し、前記部分角度は一緒に前記所定角度を形 成することを特徴とする請求項３に記載の装置。 ５． 前記無限の波形案内溝（１１）は、少なくとも２つのトラフ（３０）と 少なくとも２つのクレスト（３２）とを有することを特徴とする請求項２乃至４ のいずれか１項に記載の装置。 ６． ２つの連続したトラフ（３０）の距離は案内溝（２８）の円周全体に沿 って同じであることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７． 前記案内溝（２８）はフレーム（１６）を備え、前記カムフォロア（１ １）は共に移動するように支持装置（５）に接続されていることを特徴とする請 求項２乃至６のいずれか１項に記載の装置。 ８． 前記駆動装置（２）は、前記軸に沿って延びており、上端でフレーム（ １６）にしっかりと接続されている静止部材を有するピストン及びシリンダユニ ットを有し、 前記支持装置（５）は、前記軸線（１）に中心が配置され、前記軸（１）に沿 って延びる細長い上昇ピストン（６）を有し、上昇ピストン（６）の下端は、ピ ストン及びシリンダユニット（２）の上方ピストン端部に接続されており、上昇 ピストン（６）の上端は前記軸線を横断する方向に延びている支持装置（５）の 支持部材（１２，１３）に接続されていることを特徴とする請求項１乃至７のい ずれか１項に記載の装置。 ９． 前記カムフォロア（１１）は、上昇ピストン（６）によって支持され、 半径方向に突出したローラ軸受の形であることを特徴とする請求項１乃至８のい ずれか１項に記載の装置。 １０． 前記フレーム（１６）は円筒形ジャケット（１８）を有することを特 徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。 １１． １つの軸線（１）の周りで互いに関して回転可能であり、同じ軸線（ １）に沿って互いに往復動可能な第１の部材（１８，２２，２４）及び第２の部 材（６，１１）を有し、前記第１の部材（１８，２２，２４）は、前記軸線（１ ）から半径方向に離れた前記軸線（１）の周りで無限に形成された波形の案内溝 （２８）を有し、前記第２の部材（６，１１）は、案内溝に受けられと共に案内 溝（２８）に沿って形成される少なくとも１つのカムフォロア（１１）を有し、 前記カム案内機構は、第１及び第２の部材の往復運動の直線的な相対運動中に、 まず、カムフォロア（１１）がトラフの開始位置（Ｐ１）からクレストの回転位 置（Ｐ３）まで波形の案内溝（２８）の前方カム面（３８）に沿って移動し、波 形の案内溝（２８）の後方のカム面（４２）に沿ってトラフの端部位置（Ｐ６） まで移動し、後方のカム面の前端（４６）は、直線的な戻り運動が始まるときカ ムフォロア（１１）が後方のカム面（４２）に出合う回転位置（Ｐ３）に関して 円周方向に偏心しており、前記端部位置（Ｐ６）は次の運動の新しいスタート位 置（Ｐ１）を形成するように構成されていることを特徴とするカム案内機構。 １２． 前記第１の部材（１８，２２，２４）及び第２の部材（６，１１）は 、前記カムフォロア（１１）がスタート位置（Ｐ１）から回転位置（Ｐ３）に移 動するとき、所定の回転方向に第１の部分の角度にわたって、前記カムフォロア （１１）が回転位置（Ｐ３）から回転位置（Ｐ６）に移動するとき、同じ回転方 向に第２の部分の角度にわたって、互いに関して回転し、前記部分的な角度は共 に所定角度を形成することを特徴とする請求項１１に記載のカム案内機構。 １３． 無限の波形の案内溝（２８）は、少なくとも２つのトラフ（３０）及 び少なくとも２つのクレスト（３２）を有することを特徴とする請求項１１また は１２に記載のカム案内機構。 １４． ２つの連続トラフ（１３）の間の距離は、案内溝（２８）の全体周縁 に沿っでと同じ距離であることを特徴とする請求項１３に記載のカム案内機構。