(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カム機構から、揺動回転運動と軸方向レシプロ運動とを独立に生ずる複合運動が伝達される出力軸と、
該出力軸に設けられ、複数の転動体を備えた入力部材と、該転動体を係脱自在に保持可能な複数のポケットを備えた出力部材と、を有し、これら入・出力部材間に発生する負荷に応じて断続されるクラッチ手段であって、該クラッチ手段が接続されている場合には、上記転動体が上記ポケットに保持された状態で、上記入力部材と上記出力部材とが一体的に回転可能であり、該クラッチ手段が切断されている場合には、上記転動体が上記ポケット間を転動しつつ、上記入力部材が上記出力部材に対し相対的に回転可能なクラッチ手段と、
上記出力軸の軸方向レシプロ運動に伴って運動する上記クラッチ手段の上記出力部材が係脱自在に係合して、該クラッチ手段を断続作動させるクラッチ作動手段と、
上記クラッチ手段が接続されている場合には、上記出力部材の回転運動が伝達されて回転移動動作を行い、かつ、上記クラッチ手段が切断されている場合には、上記出力部材に対する上記出力軸の相対回転運動が伝達されてクランプ動作を行うメカニカルハンドと、
を備え、
上記クラッチ手段が接続されている状態で上記出力軸を回転させることにより、上記メカニカルハンドを回転移動させる第一動作と、上記クラッチ手段が切断されている状態で上記第一動作における上記出力軸の回転方向とは逆方向に該出力軸を回転させることにより、上記メカニカルハンドをクランプ動作させる第二動作と、を複数回繰り返し、
上記複数の転動体は、上記入力部材の周方向に沿って等間隔に設けられており、かつ、上記複数のポケットは、上記出力部材の周方向に沿って等間隔に設けられており、
上記転動体の数と上記ポケットの数は同数であり、
上記第二動作において、上記出力軸を回転させると、該出力軸の回転開始の際に、上記複数のポケットの各々から転動体が離脱し、該出力軸の回転終了の際に、上記複数のポケットの各々に転動体が収まることを特徴とするメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置。
【請求項２】
前記揺動回転運動が、停留期間を有する間欠的なオシレート運動であり、前記軸方向レシプロ運動は、順次間欠的に生成される上記停留期間に対して交互に、前記クラッチ手段の前記出力部材に、前記クラッチ作動手段に係合させる進出運動と離脱させる後退運動とのいずれか一方を生じさせることを特徴とする請求項１に記載のメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置。
【請求項３】
前記メカニカルハンドは、これをクランプ動作させる駆動手段を有し、該駆動手段は、前記出力軸に設けられた駆動カムによって駆動されることを特徴とする請求項１または２に記載のメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置に係り、特にカム機構とクラッチ手段とを用いて、回転運動から間欠割り出し運動を合理的な構成で得ることができ、このようにして得られた間欠割り出し運動をワークの搬入・搬出を含む搬送動作に利用すると共に、この間欠割り出し運動に対応して作動する多数のメカニカルハンドを組み込んで、多数のワークを一挙にハンドリングすることができるメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本願出願人は、ピックアンドプレースユニットにメカニカルハンドを組み込んだ装置を既に提案している（実開平５−２６２８２号公報）。この提案では、揺動回転運動と軸方向往復直線運動とを組み合わせた複合運動を行う出力軸に、単一のメカニカルハンドを取り付け、このメカニカルハンドを正逆方向に旋回運動させると共に出力軸の軸方向へ往復運動させ、この運動によって旋回角度範囲の一方の限界である搬入端から、他方の旋回限界である搬出端へメカニカルハンドでワークを移送するようになっている。またこの際、メカニカルハンドは、搬入端位置で停止されてワークをクランプし、その後ワークをクランプした状態で旋回移動され、搬出端位置で再度停止されてワークをアンクランプし排出する動作を行うようになっている。そして上記提案では特に、これらピックアンドプレース動作と、メカニカルハンドのクランプ、アンクランプ動作とを、単一の出力軸からの運動出力で達成できるようにして、複雑な運動を極めて簡単な構成で得られるようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記提案の装置、並びに一般のピックアンドプレースユニットの考え方では、予め設定されている単一の搬入端から単一のメカニカルハンドで単一のワークを取り込み、またこれも予め設定されている単一の搬出端へ排出するという、作動において極めて制限的な運動しか行えないものであった。すなわち、一般的にピックアンドプレースユニットは、単一のメカニカルハンドで単一のワークを設定された揺動回転角度範囲で搬送するというもので、その際のワークの受け入れから排出は、単一の経路のみで行われるようになっている。
【０００４】
ここに本願出願人は、このような従来のピックアンドプレースユニットの考え方から脱却することを企図し、出力軸回りの回転軌跡に従うワークの搬送経路に多数のメカニカルハンドを備えるとともにこの搬送経路に多数の停止位置を設定して、多数のメカニカルハンドを、一挙に旋回移動させると共に多数の停止位置で一挙に作動させるようにして、単一種の多数のワークを多数位置から受け入れ、かつまた多数位置で排出することを可能として、一台の装置で一挙に多数のワークを搬送処理できることや、多種のワークを一挙に受け入れ、これを目的の搬出位置で排出するというような、多種のワークに対しても、その搬送の流れを一台の装置の中に持たせながら一挙に搬送処理できること、さらにはこれらの機能を併せ持たせて、複数多種のワークを一挙にハンドリングして搬送することもできるという三方向の要望に応えることができる単一構成の新規な装置の開発に成功したものである。
【０００５】
本発明は、上述したような従来の課題に鑑みて創案されたものであり、その目的は、カム機構とクラッチ手段とを用いて、回転運動から間欠割り出し運動を合理的な構成で得ることができ、このようにして得られた間欠割り出し運動をワークの搬入・搬出を含む搬送動作に利用すると共に、この間欠割り出し運動に対応して作動する多数のメカニカルハンドを組み込んで、多数のワークを一挙にハンドリングすることができるメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置を提供するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置は、カム機構から、揺動回転運動と軸方向レシプロ運動とを独立に生ずる複合運動が伝達される出力軸と、該出力軸に設けられ、複数の転動体を備えた入力部材と、該転動体を係脱自在に保持可能な複数のポケットを備えた出力部材と、を有し、これら入・出力部材間に発生する負荷に応じて断続されるクラッチ手段であって、該クラッチ手段が接続されている場合には、上記転動体が上記ポケットに保持された状態で、上記入力部材と上記出力部材とが一体的に回転可能であり、該クラッチ手段が切断されている場合には、上記転動体が上記ポケット間を転動しつつ、上記入力部材が上記出力部材に対し相対的に回転可能なクラッチ手段と、上記出力軸の軸方向レシプロ運動に伴って運動する上記クラッチ手段の上記出力部材が係脱自在に係合して、該クラッチ手段を断続作動させるクラッチ作動手段と、上記クラッチ手段が接続されている場合には、上記出力部材の回転運動が伝達されて回転移動動作を行い、かつ、上記クラッチ手段が切断されている場合には、上記出力部材に対する上記出力軸の相対回転運動が伝達されてクランプ動作を行うメカニカルハンドと、を備え、上記クラッチ手段が接続されている状態で上記出力軸を回転させることにより、上記メカニカルハンドを回転移動させる第一動作と、上記クラッチ手段が切断されている状態で上記第一動作における上記出力軸の回転方向とは逆方向に該出力軸を回転させることにより、上記メカニカルハンドをクランプ動作させる第二動作と、を複数回繰り返し、上記複数の転動体は、上記入力部材の周方向に沿って等間隔に設けられており、かつ、上記複数のポケットは、上記出力部材の周方向に沿って等間隔に設けられており、上記転動体の数と上記ポケットの数は同数であり、上記第二動作において、上記出力軸を回転させると、該出力軸の回転開始の際に、上記複数のポケットの各々から転動体が離脱し、該出力軸の回転終了の際に、上記複数のポケットの各々に転動体が収まることを特徴とする。
【０００７】
また、前記揺動回転運動が、停留期間を有する間欠的なオシレート運動であり、前記軸方向レシプロ運動は、順次間欠的に生成される上記停留期間に対して交互に、前記クラッチ手段の前記出力部材に、前記クラッチ作動手段に係合させる進出運動と離脱させる後退運動とのいずれか一方を生じさせることを特徴とする。
【０００９】
【作用】
請求項１に係る発明の作用について説明すると、出力軸は、カム機構から伝達される回転運動とその軸方向に沿うレシプロ運動とを独立して個別に行うように運動される。具体的には出力軸は、カム機構から伝達される回転運動によってある回転角度で回転された後、ある一定期間停止され、その後さらにある回転角度で回転された後、さらにある一定期間停止されるという、間欠的な回転運動を繰り返す。他方、出力軸はさらに、このような間欠的な回転運動におけるいずれかの停留期間において少なくとも一方向に進出する軸方向のレシプロ運動を行った後ある一定期間停止され、その後のいずれかの停留期間において少なくとも反対方向に後退する軸方向のレシプロ運動を行った後にある一定期間停止されるという、レシプロ運動を繰り返す。すなわち出力軸は、回転運動するとともに、その間のいずれかの停留期間中において、少なくともいずれか一方向に進退するレシプロ運動を行うことになる。
【００１０】
このような運動を行う出力軸には、断続制御されるクラッチ手段が設けられる。このクラッチ手段は、出力軸に設けられた入力部材と、この入力部材に対して相対回転可能な出力部材とを備えていて、これら入・出力部材間に発生する回転負荷に応じて、すなわち回転負荷が小さいときには入・出力部材を一体に接続し、他方、回転負荷が大きいときには、両者を切り離して出力部材の入力部材に対する相対回転を許容するようになっている。従ってこのクラッチ手段は、回転負荷が小さいときには入力部材と出力部材とを共に出力軸の回転に従って回転運動させ、他方、回転負荷が大きいときには、出力軸に従って回転運動する入力部材に対し、出力部材を相対的に回転させるように断続されるようになっている。
【００１１】
このように作動されるクラッチ手段にその断続動作を行わせるべく、その入・出力部材間の回転負荷を制御する操作がクラッチ作動手段によって行われる。すなわち、回転運動の停留期間の際、出力軸がその軸方向にレシプロ運動するのに伴ってクラッチ手段も移動され、このクラッチ手段の移動によってその出力部材がクラッチ作動手段に対して係合され、若しくは離脱されるようになっている。具体的には、いずれかの回転運動の停留期間に出力部材をクラッチ作動手段に向かって進出させる出力軸の一方向へのレシプロ運動とその停止によって、出力部材がクラッチ作動手段に係合しているときには、出力軸の回転運動の再開により出力軸とともに出力部材が回転しようとしても、その回転運動はクラッチ作動手段によって制止される。この制止作用により、入力部材と出力部材との間に大きな回転負荷を発生させることができ、クラッチ手段は切り離される。このクラッチ手段の切断より、入力部材が出力軸とともに回転運動する一方で、出力部材は入力部材に対する相対回転が許容されて、制止されたままとなる。他方、その後のいずれかの回転運動の停留期間における、出力部材をクラッチ作動手段から後退させる出力軸の反対方向へのレシプロ運動とその停止によって、出力部材がクラッチ作動手段から離脱している場合には、出力部材と入力部材との間にクラッチ作動手段による回転負荷の発生はなく、従ってクラッチ手段は接続状態となる。このクラッチ手段の接続状態では、出力軸の回転運動の再開により、出力部材は入力部材とともに出力軸の回転角度で回転することになる。
【００１２】
このように、出力軸はカム機構から伝達される回転運動を継続する一方で、出力部材は、カム機構による出力軸のレシプロ運動に基づく、クラッチ作動手段によるクラッチ手段の断続制御によって、制止動作と回転動作とを繰り返すこととなり、これにより間欠回転運動されることになる。そして、この間欠回転運動の際の位置割り出しは、カム機構のカム曲線と、上下動されるクラッチ手段の出力部材に係合しこれを制止させるクラッチ作動手段とによって的確に確保されることとなり、これにより確動の間欠割り出し運動を得ることができる。
【００１３】
すなわち、本発明の間欠割り出し装置は基本的に、ドエルによって確実な停留状態を創出することができて運動全体の確動を容易かつ確実に得ることができる、高速運動安定性及び高い信頼性を有するカム機構という機械要素を用いて構成され、このカム機構によって得られた回転運動から、出力軸のレシプロ運動に伴ってクラッチ作動手段により制御されるクラッチ手段の断続により間欠回転運動が取り出され、この間欠回転運動においてさらにクラッチ作動手段の出力部材に対する係合動作で割り出し位置が保持されて、確動の間欠割り出し運動を合理的に高精度で得ることができる。殊に本発明にあっては、既存のピックアンドプレースユニットにおける作動原理を適用しながら、これとは全く異なる動きが要求される間欠割り出し運動を、カム機構とクラッチ手段とを用いて合理的な構成で得ることができる。
【００１４】
また、出力部材の位置割り出し精度は本質的に、カム機構に備えられるカム曲線によって高い精度で確保され、さらにこのカム機構によって位置割り出しされた出力部材の不必要な回りを、クラッチ作動手段によって完全に阻止することができる。
【００１５】
そして上述してきたように、出力軸は常にカム機構から伝達される運動に従って回転運動を行い、またそれと同時に出力部材は、クラッチ手段の断続制御に従って間欠回転運動を行うもので、これらの２種類の運動が単一の出力軸から同軸で出力されることになる。そしてこのような２種類の運動系において、割り出し位置で制止されている出力部材に対し、出力軸を相対回転運動させるようにし、この相対回転運動の出力をメカニカルハンドに伝達して割り出し位置でのクランプ動作に利用できるようになっている。これにより、メカニカルハンドは、出力部材が制止される間欠割り出し運動の割り出し位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行うことができる。間欠割り出し運動における割り出し位置は、出力軸回りに多数設定することができると共に、この割り出し位置の全て、若しくはいずれかに対応させて多数のメカニカルハンドを備えることができて、多数の割り出し位置で作動する多数のメカニカルハンドを配設することができる。これにより、出力軸回りの回転軌跡に従うワークの搬送経路に多数のメカニカルハンドを備えるとともにこの搬送経路に多数の停止位置を設定して、多数のメカニカルハンドを、一挙に旋回移動させると共に多数の停止位置で一挙に作動させることができる。従って、単一種の多数のワークを多数位置から受け入れ、かつまた多数位置で排出することを可能として、一台の装置で一挙に多数のワークを搬送処理できることや、多種のワークを一挙に受け入れ、これを目的の搬出位置で排出するというような、多種のワークに対しても、その搬送の流れを一台の装置の中に持たせながら一挙に搬送処理できること、さらにはこれらの機能を併せ持たせて、複数多種のワークを一挙にハンドリングして搬送することもできる単一構成の装置を得ることができる。
【００１６】
要するに、カム機構とクラッチ手段とを用いて、回転運動から間欠割り出し運動を合理的な構成で得、このようにして得られた間欠割り出し運動をワークの搬入・搬出を含む搬送動作に利用できると共に、この間欠割り出し運動に対応して作動する多数のメカニカルハンドを組み込んで、多数のワークを一挙にハンドリングすることができる。
【００１７】
また請求項２に係る発明の作用について説明すると、上記請求項１に係る発明における出力軸の複合運動を前提として、上記の出力軸の回転運動を、上記の軸方向レシプロ運動が行われる停留期間を備えたオシレート運動とし、出力軸の軸方向レシプロ運動については、クラッチ手段の出力部材のクラッチ作動手段に対する進出・後退のいずれかの一方の動作を、順次間欠的に生じる各停留期間に対して交互に生じさせるようになっている。要するに、一方向へ回転しまた戻るというオシレート運動に対し、出力軸は例えば、往運動の後の停留期間では必ずクラッチ手段の出力部材をクラッチ作動手段に向かって進出させ、復運動の後の停留期間には必ず後退させるというレシプロ運動を行う。
【００１８】
具体的には、出力軸が最初に一方向に回転する。このときには、クラッチ手段が接続されていて、出力部材が入力部材とともに出力軸によって回転される。その後ある一定期間停止する。この停留期間中に、出力軸がクラッチ手段の出力部材をクラッチ作動手段に向かって進出させるように一方向へ運動して出力部材をクラッチ作動手段に係合させ、その状態で一定期間停止する。このような係合状態で、その後出力軸は、次の反対方向に戻る回転運動を行うことになる。この戻り回転の際には、クラッチ作動手段による回転負荷の発生でクラッチ手段は切り離され、入力部材が出力軸とともに戻り回転する一方で、出力部材は制止される。その後の戻り回転後の停留期間中には、出力軸は前回とは逆に、出力部材をクラッチ作動手段から後退させるように反対方向へ運動して出力部材をクラッチ作動手段から離脱させ、その状態で一定期間停止する。これによりクラッチ手段が接続状態となり、その後の出力軸の一方向への回転運動の際には、出力部材が出力軸とともに回転する。そしてこの運動を反復的に繰り返すことになる。
【００１９】
すなわち、出力軸の一方向への回転運動時は、クラッチ手段の接続によって出力部材は出力軸と一体に一定の揺動回転角度で回転し、それ以外の期間中は、出力軸の回転運動の停留期間とクラッチ手段の切断とにより停止しているという、一方向への間欠回転運動を行い、これによって間欠割り出し運動が得られることになる。またこの際、出力軸は、出力部材の運動とは別個に、カム機構からのオシレート運動に従って回転運動される。
【００２０】
このような運動構成にあっても、請求項１の発明と同様に、出力部材に対する出力軸の相対回転運動の出力をメカニカルハンドに伝達することで、メカニカルハンドは、出力部材が制止される間欠割り出し運動の割り出し位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行うことができ、請求項１と同様な作用を発揮することになる。
【００２１】
当該オシレート運動に関しては、カム機構におけるカム曲線で得られるオシレート運動の揺動回転角度範囲には制限がなく、従って１８０°以上の角度範囲のオシレート運動を創り出すこともできる。
【００２３】
【実施例】
以下に本発明の好適な実施例を、添付図面に従って詳述する。図１〜図３には、本実施例に係るメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置が示されている。３０は、中空箱体状のハウジングであり、このハウジング３０には、その一側壁３０ａから相対向する他側壁３０ｂに亘って水平に貫通させて入力回転軸３１が設けられる。この入力回転軸３１は、ハウジング３０のこれら側壁３０ａ，３０ｂに軸受７１等を介して回転自在に支持され、モータ等の駆動源によって一方向に回転駆動されるようになっている。
【００２４】
この入力回転軸３１には、ハウジング３０内部においてカム機構３２が設けられる。このカム機構３２は、入力回転軸３１に固定された、揺動回転カム３３と上下動カム３６とを一体的に備える複合カム３５と、揺動回転カム３３の従節となるターレット３４および上下動カム３６の従節となるリフトアーム３７とから構成される。
【００２５】
まず、従節となるターレット３４とその取付支持構造について説明すると、このターレット３４は、下端部が径方向外方へ膨出された中空筒体状に形成され、ハウジング３０の上下方向に沿って配設されるようになっている。一方、ハウジング３０の天井面３０ｃには、開口部３０ｄが形成され、この開口部３０ｄの下縁部には、その周方向に沿って径方向内方へ突出させてリング状の鍔部３０ｅが形成される。そしてこの開口部３０ｄには、ターレット３４を支持するための中空円筒体状のスリーブ４１が装着される。円筒体状のスリーブ４１の上端部外周縁には、その周方向に沿って径方向外方へ突出させてフランジ部４１ａが形成され、このフランジ部４１ａが開口部３０ｄ内の鍔部３０ｅに上方から重ね合わされ、これらフランジ部４１ａと鍔部３０ｅとがボルト４２で締結されて、ハウジング３０にスリーブ４１が固定される。この中空円筒体状のスリーブ４１内には、その上端開口から下端鍔部との間に、リング状のスペーサ４３によってスリーブ４１の軸方向に間隔を隔てて、リング状の軸受４４が一対装着される。そして、ターレット３４は、このスリーブ４１内に挿入されこれら軸受４４によって回転自在に支持されて、取り付けられる。なお、スリーブ４１の上端開口に位置されるスペーサ４３とターレット３４との間には、リング状のシール材４５が装着されている。そしてこのようにハウジング３０に回転自在に支持された中空筒体状のターレット３４は、その膨出された下端部から水平方向外方へ突出させて配設されたローラ３４ａを介して揺動回転カム３３の運動が伝達されて、回転駆動されるようになっている。
【００２６】
複合カム３５に備えられる揺動回転カムとして、本実施例にあっては、いわゆるローラギヤカム３３が採用されている。このローラギヤカム３３には、図２に示したように、入力回転軸３１回りの外周表面にその周方向に沿って、１つのテーパリブ３３ａが形成され、このテーパリブ３３ａの両側壁に一対のリブ面３３ｂが形成されて、これらリブ面３３ｂがローラ３４ａの摺接面として構成されるようになっている。
【００２７】
他方、上述したターレット３４のローラ３４ａは、ターレット３４の周りに当該ローラギヤカム３３のテーパリブ３３ａ側に向かってそれぞれ突出されている。これらローラ３４ａは、ターレット３４に回転自在に取り付けられており、ローラギヤカム３３に形成された一対のリブ面３３ｂそれぞれに摺動回転自在に摺接されるようになっている。そしてこれらローラ３４ａは、テーパリブ３３ａに拘束されつつ案内されて、テーパリブ３３ａによってローラギヤカム３３に創出されたカム曲線に沿って移動され、この移動に従ってターレット３４がオシレート運動されるように構成される。
【００２８】
具体的には、図４に示したように、揺動回転カムとしてのローラギヤカム３３には、入力回転軸３１の回転運動に伴いその回転角の増加に従ってターレット３４を旋回させて任意の旋回角αまで回転させ、その後ドエルによって一定期間ターレット３４を停止させ、その後さらに入力回転軸３１の回転角の増加に従ってターレット３４を戻り方向に旋回させて旋回角０°まで戻し回転させ、その後再びドエルによって一定期間ターレット３４を停止させるカム曲線が形成される。本実施例では、入力回転軸３１の３６０°の１回転の期間において、最初の９０°の範囲でターレット３４を旋回角αまで回転させ、その後の１８０°の範囲でターレット３４を停止させ、その後の２７０°の範囲でターレット３４を旋回角０°まで戻し回転させ、さらにその後の３６０°の範囲でターレット３４を停止させ、その後の入力回転軸３１の回転で再度ターレット３４を旋回角αまで回転させていく動作を反復するようにカム曲線が設定されている。すなわち、揺動回転カム３３は、入力回転軸３１の回転運動を、停留期間を有する間欠的なオシレート運動に変換するように構成される。
【００２９】
殊に本実施例で採用しているローラギヤカム３３のテーパリブ３３ａとローラ３４ａとからなる構造は、拘束型でしかも予圧構造になっているため、バックラッシがなく、剛性が高く、高速駆動に適しており、特に割り出し装置の駆動用カムとして好ましい。しかしながら、揺動回転カム３３としては、上記ローラギヤカムに限定されることなく、その他の平面カムや立体カム、例えば板カム、溝カム、端面カム、円筒リブカム、円筒溝カム、円錐端面カム、円錐溝カム、樽形溝カム、鼓形溝カムなど、いずれのカムを適用してもよいことはもちろんである。
【００３０】
他方、図１および図２に示すように、上記複合カム３５にはさらに、上記ローラギヤカム３３と一体的に上下動カム３６が備えられる。本実施例にあっては、上下動カムとしていわゆる平面溝カム３６が採用されている。この平面溝カム３６は、ローラギヤカム３３の側壁面に、入力回転軸３１回りに沿って所定のカムプロフィールで溝３６ａが刻設されて構成される。
【００３１】
この平面溝カム３６の従節となるリフトアーム３７は、ハウジング３０内部で入力回転軸３１に干渉しないその下方位置に、ほぼ水平に配設される。そしてリフトアーム３７は、その一端の回動中心３７ａがハウジング３０に支持ピン７２で回転自在に支持されるとともに、他端のリフト端３７ｂが後述する出力軸４０の下端に係合されて、ハウジング３０内でリフト自在に取り付けられる。さらにリフトアーム３７の中間部分には、平面溝カム３６の溝３６ａに向かって突出させてローラ３７ｃが回転自在に設けられ、このローラ３７ｃは、平面溝カム３６の溝３６ａに摺動回転自在に係合されるようになっている。そしてこのローラ３７ｃは、溝３６ａに案内されつつ平面溝カム３６に創出されたカム曲線に沿って移動され、この移動に従ってリフトアーム３７はその回動中心３７ａ回りに上下に運動されるように構成される。
【００３２】
具体的には、図４に示したように、上下動カムとしての平面溝カム３６には、入力回転軸３１の回転運動に伴い最初はドエルに従って一定期間リフトアーム３７を停止させ、その後の回転角の増加によってリフトアーム３７を所定の変位量βで下方へ進出運動させ、その後さらにドエルによって一定期間リフトアーム３７を停止させ、その後再び回転角の増加に従ってリフトアーム３７を変位量０の位置まで上方へ後退運動させるカム曲線が形成される。本実施例では、入力回転軸３１の３６０°の１回転の期間において、最初の９０°の範囲ではリフトアーム３７を停止させ、その後の９０°〜１８０°の範囲においてリフトアーム３７を変位量βまで下方に進出移動させ、その後２７０°までの範囲でリフトアーム３７を停止させ、さらにその後の２７０°〜３６０°の範囲においてリフトアーム３７を変位量０まで上方に後退移動させ、その後、次回転の９０°の範囲まではリフトアーム３７を停止させる動作を反復するようにカム曲線が設定されている。
【００３３】
このようなカム曲線によるリフトアーム３７の運動は、図４のカム線図から明らかなように、順次間欠的に生成される揺動回転カム３３の各停留期間に対し、リフトアーム３７の上昇運動と下降運動とのいずれか一方の運動を交互に生じさせることになる。
【００３４】
上下動カム３６としては、上記平面溝カムに限定されることなく、その他の平面カムや立体カム、例えば溝カム、端面カム、円筒リブカム、円筒溝カム、円錐端面カム、円錐溝カム、樽形溝カム、鼓形溝カム、ローラギヤカムなど、いずれのカムを適用してもよいことはもちろんである。
【００３５】
このように構成されたカム機構３２から、回転運動と軸方向レシプロ運動とを独立に生ずる複合運動、具体的には間欠的なオシレート運動と、当該オシレート運動の停留期間での軸方向レシプロ運動とが伝達される出力軸４０について説明する。出力軸４０は図１に示すように、ハウジング３０内部からその天井部３０ｃを貫通して外方へ延出される軸体状に形成され、その下端にリフトアーム３７のリフト端３７ｂが係合される係合部４０ａを有する。またこの出力軸４０は図２に示したように、係合部４０ａの上方がターレット３４の中空部に軸方向に沿ってスプライン嵌合されて取り付けられる。そしてこのスプライン嵌合によって、出力軸４０はターレット３４に対し、軸方向にスライド自在であって、かつ回転方向に一体に装着されることになる。またこの出力軸４０の下端部の係合部４０ａは、上下一対の係合フランジ４０ｂによって出力軸４０回りに区画形成された環状の案内摺動溝４０ｃで構成される。そしてリフトアーム３７のリフト端３７ｂに回転自在に設けられたローラ３７ｄが、これら係合フランジ４０ｂに上下方向から拘束されつつ案内摺動溝４０ｃに回転摺動自在に係合される。そして平面溝カム３６によってリフトアーム３７がその回動中心３７ａ回りに上下動する運動が、ローラ３７ｄを介して出力軸４０に入力され、これにより出力軸４０がターレット３４に対し軸方向に沿ってスライドして、往復上下運動するようになっている。
【００３６】
このようにしてハウジング３０に回転自在かつ上下レシプロ運動自在に取り付けられた出力軸４０のハウジング３０外方へ延出された端部側には、クラッチ装置４６が設けられる。このクラッチ装置４６は図１に示すように、出力軸４０に設けられた入力部材としての筒体４７と、この筒体４７に対して相対回転可能な出力部材としての円盤４８とを有し、これら筒体４７と円盤４８との間に発生する回転負荷に応じて断続されるように構成される。
【００３７】
詳述すると、図１および図５に示すように、出力軸４０のハウジング３０外方へ延出された部分には、段違いに縮径された縮径部が形成され、この縮径部には、当該出力軸４０を囲繞する円筒状部材４９がキー部材５０によって一体的に固設される。この円筒状部材４９には、さらにその外側に入力部材としての筒体４７が一体的に装着される。この筒体４７には、その上端部側にその周方向に沿ってこれより外側に突出させて外フランジ部４７ａが形成されるとともに、下端部には、後述するコイルスプリング５１の下端を支持するリング状の下部リテーナ５２が取り付けられる。他方、筒体４７の外フランジ部４７ａ回りには、その下面側から側面側を取り囲むドラム状に形成され、さらにその内周縁側にコイルスプリング５１の上端が係止される内鍔部５３ａを有する上部リテーナ５３が設けられる。そして出力軸４０を囲繞しつつこれらリテーナ５２，５３間に装着されるコイルスプリング５１は、下部リテーナ５２に反力をとって上部リテーナ５３を常時上方へ付勢するように構成される。
【００３８】
他方、筒体４７の上部には、外フランジ部４７ａにその上方から重ね合わせて出力部材である円盤４８が設けられる。この円盤４８は、円筒状部材４９と筒体４７とによって上下方向から挟み込まれる配置で、かつ円筒状部材４９を取り囲むようにして設けられ、またこの円盤４８と当該円筒状部材４９および筒体４７との間にはそれぞれ、ベアリング５４が介設される。従って、円盤４８は、出力軸４０に一体的に設けられてこれとともに回転運動する円筒状部材４９および筒体４８に対して、出力軸４０回りに相対回転可能に取り付けられている。そしてこのように構成された円盤４８上には、これに重ねて平面十字形状の割り出しフレーム５５が設けられ、両者はボルト５６で締結される。なお、割り出しフレーム５５には、その中央部に、円筒状部材４９を含めて出力軸４０を貫通突出させるための穴部５５ａが形成されている。
【００３９】
このように構成された円盤４８と、筒体４７の外フランジ部４７ａと、上部リテーナ５３との間において、外フランジ部４７ａには、出力軸４０回りのその周方向に沿って間隔を隔てて複数個の切欠部４７ｂが形成され、これら切欠部４７ｂにはそれぞれ円筒体状の転動体５７が回転自在に装着される。またこの切欠部４７ｂに対応させて円盤４８の下面には、転動体５７の円筒面上部が摺接されるポケット４８ａが形成される。殊にこのポケット４８ａは、出力軸４０回りの筒体４７と円盤４８との相対回転方向に沿って傾斜されたテーパ面で形成され、転動体５７を係脱自在に保持するようになっている。また上部リテーナ５３には、外フランジ部４７ａの切欠部４７ｂ下方に、筒体４７と円盤４８との相対回転方向に沿って環状に、転動溝部５３ｂが形成される。そして転動体５７は、これらポケット４８ａと切欠部４７ｂ内とに収容され得る外径寸法で形成され、ポケット４８ａから離脱された際には、切欠部４７ｂから下方へ突出されて、上部リテーナ５３の転動溝部５３ｂ内にこれに沿って転動されるようになっている。
【００４０】
ところで、切欠部４７ｂおよびこれに対応するポケット４８ａの形成位置は、上述した揺動回転カム３３によって与えられる旋回角αに一致させて設定され、一般的には、出力軸４０が１回転する期間（３６０°）を、割り出し回数Ｓで除算することによって与えられる旋回角αに設定される。本実施例では図５（Ａ）に示したように、旋回角αが９０°の場合が示されており、従って９０°間隔で４カ所に設定されている。
【００４１】
クラッチ装置４６の作動について説明すると、クラッチ装置４６の接続状態が図５（Ｂ）にトルク伝達状態として示されている。筒体４７と円盤４８との間に発生する負荷が小さく、従ってコイルスプリング５１の弾発付勢力が上部リテーナ５３を筒体４７の外フランジ部４７ａの下面に当接させ、かつ転動体５７が外フランジ部４７ａの切欠部４７ｂと円盤４８のポケット４８ａとに収容されて保持されている図示の状態では、入力部材である筒体４７と出力部材である円盤４８とが転動体５７を介して一体的に接続される。従って、クラッチ装置４６は接続状態にあって、円盤４８には出力軸４０の回転トルクが筒体４７を介して伝達されて、円盤４８、ひいては割り出しフレーム５５は出力軸４０とともに一体的に回転運動する。
【００４２】
次に、クラッチ装置４６の切り離し状態が、図５（Ｃ）にトルク遮断状態として示されている。円盤４８と筒体４７との間に大きな負荷が発生すると、例えば円盤４８が制止されるような負荷が加わると、円盤４８のポケット４８ａと、筒体４７の外フランジ部４７ａの切欠部４７ｂとの間に収容されていた転動体５７は、制止された円盤４８に対し出力軸４０からの回転トルクを受けて回転を継続しようとする筒体４７に押されて、コイルスプリング５１の弾発付勢力に抗して上部リテーナ５３を押し下げつつ、ポケット４８ａのテーパ面に沿って当該ポケット４８ａから離脱する。これにより、クラッチ装置４６が切断される。そして転動体５７は、コイルスプリング５１の弾発付勢力により円盤４８と上部リテーナ５３との間に挟み込まれた状態で、切欠部４７ｂ内で転動しつつ上部リテーナ５３の転動溝部５３ｂ内を転がることとなり、この結果、筒体４７は、制止された円盤４８に対して相対回転していくことになる。この期間中、クラッチ装置４６は切り離し状態となり、出力軸４０とともに筒体４７が回転する一方で、出力軸４０の回転トルクの円盤４８への伝達が遮断され、割り出しフレーム５５は停止する。すなわち、コイルスプリング５１に設定したセット荷重を超える負荷が円盤４８と筒体４７との間に発生すると、転動体５７がコイルスプリング５１の付勢力に抗してポケット４８ａから離脱してクラッチ装置４６が切断されるようになり、転動体５７の離脱している回転角度範囲である旋回角αにおいて、筒体４７と円盤４８との相対回転が発生することになる。
【００４３】
その後図５（Ｄ）に示したように、転動体５７が次のポケット４８ａに収まると、円盤４８と筒体４７との間の負荷がコイルスプリング５１のセット荷重以下であることを条件にクラッチ装置４６が接続されて、再びトルク伝達状態が得られ、出力軸４０とともに円盤４８および割り出しフレーム５５が回転されるようになっている。本実施例では上述したように、旋回角αが９０°の設定とされていることから、図５に示したように、一回のトルク遮断状態（クラッチ切断状態）は９０°の回転角度範囲で生ずるようになっている。
【００４４】
このように構成されたクラッチ装置４６にその断続動作を行わせるべく、その入・出力部材である筒体４７と円盤４８との間の回転負荷を制御する操作がクラッチ作動手段であるストッパ３８によって行われる。このストッパ３８は図１及び図３に示すように、ハウジング３０の天井面３０ｃ上に、出力部材である円盤４８に一体的に取り付けられた割り出しフレーム５５の下面に対して下方から臨ませて設けられる。このストッパ３８は、台部３８ａとこの台部３８ａの中央から立設された縦壁３８ｂとからなる逆Ｔ字状のブロックでなり、割り出しフレーム５５の周縁位置に配置される。このストッパ３８上方の割り出しフレーム５５下面には、その周方向に沿って旋回角αの間隔を隔てて、当該ストッパ３８に係脱自在に係合される係合体３９が複数設けられる。これら係合体３９は、割り出しフレーム５５下面にボルト５８で固定された支持ブロック３９ａと、この支持ブロック３９ａから割り出しフレーム５５の周縁外方へ向かって水平に突出させて回転自在に設けられ、ストッパ３８の縦壁３８ｂを両側から挟み込むように、当該縦壁３８ｂに回転摺動自在に摺接しつつ係合する一対のローラ３９ｂとから構成される。そして係合体３９は、出力軸４０による割り出しフレーム５５の上下運動に従って、ストッパ３８に対しその上方から進退自在に進入して係脱自在に係合するようになっている。
【００４５】
そしてハウジング３０に設けられたストッパ３８は、出力軸４０によって割り出しフレーム５５が変位量βで進出移動されてその係合体３９が係合することにより、割り出しフレーム５５の移動を制止し、これにより出力部材である円盤４８側の回転負荷を増大させて、クラッチ装置４６を切り離し作動させるクラッチ作動手段として機能するとともに、係合している割り出しフレーム５５の位置を的確に保持する位置決め手段として機能されることになる。この作用は、図４において入力回転軸３１の１８０°〜２７０°の回転角度範囲においてなされる。他方、係合体３９は、割り出しフレーム５５が出力軸４０によって上下動されたり、変位量０の位置に維持されるときには、ストッパ３８から離脱され、これにより割り出しフレーム５５、ひいては円盤４８には当該ストッパ３８による何らの回転負荷も発生せず、クラッチ装置４６を接続状態に制御できるようになっている。この作用は、図４において入力回転軸３１の２７０°〜次回の１８０°の回転角度範囲においてなされる。
【００４６】
このようにして間欠割り出し運動される割り出しフレーム５５よりも上方へ突出されてオシレート運動される出力軸４０の軸端部には、図１及び図３に示すように、割り出しフレーム５５に対する当該出力軸４０の相対回転運動が伝達されて回転駆動される駆動カム７３が設けられる。本実施例にあっては、この駆動カム７３として板カムが採用されている。また割り出しフレーム５５上には、上述した揺動回転カム３３によって与えられる旋回角αに一致させて、具体的には図５（Ａ）で説明したように９０°間隔で４カ所に、メカニカルハンド７４が配設される。図示例にあっては、これらメカニカルハンド７４は、十字形状の割り出しフレーム５５の４つの突出端それぞれに、これより水平方向外方へ突出させて設けられている。
【００４７】
これらメカニカルハンド７４それぞれは図６に示したように、中央の湾曲凹部７５ａを挟んで互いに鈍角の関係で反対方向に延出されたクランプアーム部７５ｂ及び入力側アーム部７５ｃを備える一対のクランプ片７５によって、いわゆる洗濯バサミのようなクリップ様に構成される。そして、これらクランプ片７５の湾曲凹部７５ａの内側が割り出しフレーム５５上に突設された支持ピン７６周りに回転自在に摺接されるとともに、さらにこの湾曲凹部７５ａの外側が、同様に割り出しフレーム５５上に回転自在に支持されたローラ７７に摺接されて、これら支持ピン７６とローラ７７とに回転自在に狭持され、支持ピン７６周りにクランプアーム部７５ｂ及び入力側アーム部７５ｃが互いに反対に拡縮され、これによりクランプアーム部７５ｂがクランプ動作されるようになっている。また、一対のクランプ片７５の入力側アーム部７５ｃ間には、これら両者を引きつけてクランプアーム部７５ｂを拡張状態、すなわち開放状態に設定するためのバネ７８が設けられ、当該バネ７８によってメカニカルハンド７４は通常時アンクランプ状態とされるように構成されている。なお、この設定は反対に構成することもできる。
【００４８】
このように構成されたメカニカルハンド７４と上記板カム７３との間には、当該板カム７３に駆動されてメカニカルハンド７４を動作させるための駆動手段７９が設けられる。この駆動手段７９は図３及び図６に示すように、割り出しフレーム５５上で板カム７３側からメカニカルハンド７４側に向かってスライド移動自在に設けられたスライダ８０と、このスライダ８０上に回転自在に立設され、板カム７３に摺接されるローラフォロワ８１と、割り出しフレーム５５上に固設され、スライダ８０を割り出しフレーム５５上に保持しつつそのスライド移動を案内するための一対のスライドガイド８２とから構成される。スライダ８０は、メカニカルハンド７４側に臨む先端が楔形状で順次先細りに形成されると共に、後端側の凸部８０ａには上記ローラフォロワ８１が回転自在に取り付けられ、さらにその後端側両側面がスライドガイド８２に嵌入される。スライドガイド８２それぞれは、断面Ｌ字状に形成され、スライダ８０の後端部両側面をその上下左右から挟み込んでその移動を許容しつつ割り出しフレーム５５上に保持するようになっている。このように構成されたスライダ８０は、その先端がクランプ片７５の入力側アーム部７５ｃ間に挿入されると共に、後端側のローラフォロワ８１が板カム７３に回転摺動自在に摺接される。そしてこのローラフォロワ８１は、板カム７３に創出されたカム曲線に沿って移動され、この移動に従ってスライダ８０を移動させるようになっている。スライド移動されるスライダ８０は、その先端が一対のクランプ片７５の入力側アーム部７５ｃ間にバネ７８に抗して挿抜され、この先端の楔形状によって入力側アーム部７５ｃが順次拡縮されることに応じてクランプアーム部７５ｂが逆に拡縮されて、クランプ、アンクランプの作動が行われることになる。このような作動において、上記バネ７８は、スライダ８０の戻りに際してこれを入力側アーム部７５ｃから押し出してクランプ片７５を戻し動作させるとともに、その弾発力によって板カム７３とローラフォロワ８１との摺接状態を維持すべく機能するようになっている。
【００４９】
具体的な作動状態を、ポジション▲１▼のメカニカルハンド７４（図３のアンクランプ状態参照）を例にとって説明すると、まず基本的に割り出しフレーム５５の回転運動期間中にあっては、当該メカニカルハンド７４は初期のアンクランプ状態を維持し、クランプ動作されない。この期間中は、割り出しフレーム５５と出力軸４０とが一体に回転し、これら両者間に相対回転運動が生じない期間であることから、出力軸４０の板カム７３と、割り出しフレーム５５のメカニカルハンド７４及び駆動手段７９との間には相対的な運動は発生せず、従って駆動手段７９のスライダ８０は移動せず、メカニカルハンド７４は作動されない（入力回転軸３１の０°〜９０°の回転角度範囲参照）。またその他の揺動回転カム３３のドエルに従う停留期間にあっても、出力軸４０は上下運動するのみであり、当該出力軸４０及び割り出しフレーム５５は回転運動することはなく、メカニカルハンド７４はそのときの状態を維持して動作されない（入力回転軸３１の９０°〜１８０°及び２７０°〜３６０°の回転角度範囲参照）。これに対し、出力軸４０と割り出しフレーム５５との間に相対回転を発生させるためのストッパ３８によるクラッチ装置４６の切り離し操作がなされて、割り出しフレーム５５が停止されている状態で出力軸４０が回転運動される（入力回転軸３１の１８０°〜２７０°の回転角度範囲参照）と、ここで初めて出力軸４０の板カム７３と割り出しフレーム５５の駆動手段７９との間に相対回転運動が発生し、板カム７３によってローラフォロワ８１がスライダ８０を順次クランプ片７５側へ移動させて、当該メカニカルハンド７４を図示しないクランプ状態から図示しているアンクランプ状態へと動作させていく。このクランプ動作は、クラッチ装置４６の切り離し状態において完了され、その後出力軸４０と割り出しフレーム５５との相対回転が終了しクラッチ装置４６が接続される際には、アンクランプ状態が安定化した状態となるように設定されている。本実施例では、４つのメカニカルハンド７４の反対側に位置するもの同士が反対の動きを行うように設定されていて、図３に示した状態では、ポジション▲３▼のメカニカルハンド７４（図３のクランプ状態参照）は、ポジション▲１▼のメカニカルハンド７４と逆の動きを行うようになっている。このようなクランプ動作を行わせるカム曲線が板カム７３に形成される。本実施例では、入力回転軸３１の３６０°の１回転の期間において、１８０°〜２７０°までの範囲でクランプ動作させ、それ以外の回転角度状態ではクランプ動作完了状態を維持させるカム曲線が板カム７３に設定され、図４のカム線図から明らかなように、出力軸４０と割り出しフレーム５５とが相対回転運動される期間でクランプ動作を生じさせることになる。
【００５０】
駆動カム７３としては、上記板カムに限定されることなく、その他の平面カムや立体カム、例えば溝カム、端面カム、円筒リブカム、平面溝カム、円筒溝カム、円錐端面カム、円錐溝カム、樽形溝カム、鼓形溝カム、ローラギヤカムなど、いずれのカムを適用してもよいことはもちろんである。
【００５１】
以上の構成の作用について、図４のカム線図と図７とを参照しつつ、メカニカルハンド７４によるワークの搬送状態を想定して説明する。図７では、ポジション▲１▼が搬出端とされ、ポジション▲３▼が搬入端とされて、ワークをメカニカルハンド７４でポジション▲３▼からポジション▲１▼へ搬送する例が示されている。従って、ポジション▲２▼の位置では、ワークを搬送するメカニカルハンド７４のクランプ状態が維持される一方、ポジション▲４▼の位置では、メカニカルハンド７４はワークを搬送しないアンクランプ状態が維持されるようになっている。このワーク搬送状態をメカニカルハンド７４ａを中心にして説明する。図７（Ａ）の初期状態では、メカニカルハンド７４ａは搬入端（ポジション▲３▼）で何らかのワークをつかんでクランプ状態にある。このとき、メカニカルハンド７４ｂはこれも何らかのワークをつかんで搬入端から搬出端に向かって搬送している状態（ポジション▲２▼）にある。またメカニカルハンド７４ｃは、搬出端（ポジション▲１▼）でワークを離して排出したアンクランプ状態にある。さらにメカニカルハンド７４ｄは、次のワークの受け入れのために搬出端から搬入端に移動している状態（ポジション▲４▼）にある。
【００５２】
次に、図４のカム線図に示されているように、入力回転軸３１の１回転３６０°の回転運動において、入力回転軸３１が９０°まで回転する間にカム機構３２の揺動回転カム３３はターレット３４を介して、出力軸４０に旋回角α（＝９０°の割り出し角度）の一方向への回転を出力する。このときは、上下動カム３６はドエルによってリフトアーム３７を停止させており、出力軸４０を変位量０の位置に停止させている。これによりクラッチ装置４６には大きな回転負荷は発生せず、従ってクラッチ装置４６は接続状態で筒体４７と円盤４８とが一体的に回転駆動されて、図７（Ｂ）の割り出し回転終了時に示すように割り出しフレーム５５は出力軸４０とともに旋回角αで一方向に回転される。これによりメカニカルハンド７４ａはポジション▲２▼に移動されてワークを搬送する。このときメカニカルハンド７４ｂはポジション▲１▼の搬出端に達しているとともに、メカニカルハンド７４ｄはポジション▲３▼の搬入端に達している。
【００５３】
次に、入力回転軸３１が９０°〜１８０°まで回転する期間にあっては、揺動回転カム３３はドエルによって回転を出力せず、出力軸４０は旋回角αを維持したままで停留期間に入る。この際、割り出しフレーム５５も停止する。この停止位置では、ストッパ３８の上方には、揺動回転カム３３のカム曲線に従って割り出しフレーム５５の係合体３９が旋回角αの位置割り出しで位置しており、この状態において上下動カム３６はリフトアーム３７を介して出力軸４０を変位量βで下方へ進出移動させることとなり、係合体３９はストッパ３８に進入して係合し、割り出しフレーム５５をハウジング３０側に固定する。そしてこの係合状態は、その後上下動カム３６がドエルによってリフトアーム３７を停止させ、出力軸４０がその変位量βを維持して停止されることから、維持される。このとき全メカニカルハンド７４は回転移動されず、搬入端及び搬出端に位置しているメカニカルハンド７４ｂ，７４ｄを含む全てのメカニカルハンド７４が、同様の変位量で下降されることになる。
【００５４】
次に、入力回転軸３１が１８０°〜２７０°まで回転する期間にあっては、図４及び図７（Ｃ）に示すように、揺動回転カム３３は旋回角αで反対の戻り方向への回転を出力し、旋回角を０°とする。このときは、上下動カム３６はドエルによって出力軸４０を変位量βの位置に停止させている。これによりクラッチ装置４６には大きな回転負荷が発生し、従ってクラッチ装置４６は切り離し状態となり、筒体４７と円盤４８との間に相対回転が発生することになる。すなわち、出力軸４０は戻り回転される一方で、割り出しフレーム５５は係合体３９とストッパ３８との係合作用も相俟って、旋回角αの位置に停止される。この相対回転運動が発生すると、図７（Ｃ）に示すように、駆動カム７３によって駆動手段７９を介し一部のメカニカルハンド７４ｂ，７４ｄが作動される一方で、残りのメカニカルハンド７４ａ，７４ｃの作動は行われない。すなわち、搬入端・搬出端に位置されたメカニカルハンド７４ｂ，７４ｄは、下降位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行う。これに対して、殊にワーク搬送中のメカニカルハンド７４ａは動作されないと共に、受け入れ準備態勢のメカニカルハンド７４ｃも搬出時のアンクランプ状態を維持している。
【００５５】
次に、入力回転軸３１が２７０°〜３６０°まで回転する期間にあっては、揺動回転カム３３はドエルによって回転を出力せず、出力軸４０の旋回角０°を維持したままで停留期間に入る。この停留期間では、上下動カム３６はリフトアーム３７を駆動して出力軸４０を変位量βで上方へ後退移動させることとなり、割り出しフレーム５５の係合体３９は、ストッパ３８から離脱して変位量０の位置に戻されてクラッチ装置４６が接続される。そしてこの離脱状態は、その後上下動カム３６がドエルによってリフトアーム３７を停止させ、出力軸４０がその変位量０を維持して停止されることから、維持される。そしてこの停留期間中も、揺動回転カム３３が回転を出力しないことから割り出しフレーム５５には何らの回転トルクも伝達されず、停止状態を維持している。このときも全メカニカルハンド７４は回転移動されず、搬入端及び搬出端に位置しているメカニカルハンド７４ｂ，７４ｄを含む全てのメカニカルハンド７４が、同様の変位量で上昇されることになる。以上の作動が、入力回転軸３１の１回転で達成される。
【００５６】
入力回転軸３１の２回転目には、同様な作動の下、メカニカルハンド７４ａが上記のメカニカルハンド７４ｂに代わってポジション▲１▼でアンクランプ作動されてワークを搬出し、他方、メカニカルハンド７４ｃが上記のメカニカルハンド７４ｄに代わってポジション▲３▼でクランプ動作されてワークを受け入れることになる。この際、メカニカルハンド７４ｂ，７４ｄは上記のメカニカルハンド７４ａ，７４ｃと同様に状態を維持する。
【００５７】
すなわち、メカニカルハンド７４は、９０°の割り出し間隔で、入力回転軸３１の４回転によって一回りの作動を完了することになる。
【００５８】
上述してきたように本実施例の間欠割り出し作用に関しては、出力軸４０は揺動回転カム３３から伝達されるオシレート運動を継続する一方で、割り出しフレーム５５は、ストッパ３８によるクラッチ装置４６の断続制御によって、制止動作と回転動作とを繰り返すこととなり、これにより間欠回転運動されることになる。そして、この間欠回転運動の際の位置割り出しは、揺動回転カム３３のカム曲線と、上下動カム３６に駆動されて上下動する割り出しフレーム５５の係合体３９に係合しこれを制止させるストッパ３８とによって的確に確保されることとなり、これにより確動の間欠割り出し運動を得ることができる。さらに本実施例にあっては、クラッチ装置４６を構成する筒体４７の切欠部４７ｂおよび円盤４８のポケット４８ａを旋回角αに一致させていることから、このクラッチ装置４６の断続動作自体が割り出し位置において行われるようになっており、従ってこのクラッチ装置４６によっても割り出し位置を適切に保持することができる。すなわち本実施例では、揺動回転カム３３の旋回角α、クラッチ装置４６の切欠部４７ｂおよびポケット４８ａの配置角度α、割り出しフレーム５５の係合体３９の配置角度αが全て一致されていて、極めて高い位置割り出し精度が得られるようになっている。
【００５９】
また本実施例では、入力回転軸３１の１回転においては、出力軸４０が１往復のオシレート運動を行うのに対して、割り出しフレーム５５は、旋回角αだけ一方向へ送り出される回転運動を行うことになる。また、上下動カム３６は、入力回転軸３１の１回転における揺動回転カム３３の２回の停留期間それぞれにおいて、ストッパ３８に対する割り出しフレーム５５の係合体３９の係合のための進出運動と離脱のための後退運動とのいずれか一方の運動を交互に、出力軸４０に伝達することになる。そして、旋回角αを９０°とした本実施例にあっては、割り出しフレーム５５は９０°づつで間欠回転運動され、入力回転軸３１の４回転で１回転されるようになっている。
【００６０】
ところで以上説明した本実施例のメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置は基本的に、ドエルによって確実な停留状態を創出することができて運動全体の確動を容易かつ確実に得ることができる、高速運動安定性及び高い信頼性を有するカム機構３２及び駆動カム７３という機械要素を用いて構成され、揺動回転カム３３によって得られた間欠的なオシレート運動から、ストッパ３８により制御されるクラッチ装置４６の断続によって間欠回転運動が取り出され、この間欠回転運動においてさらにストッパ３８に対する割り出しフレーム５５の係合動作で割り出し位置が保持されて、確動の間欠割り出し運動を合理的に高精度で得ることができる。殊に本実施例では、既存のピックアンドプレースユニットにおける作動原理を適用しながら、これとは全く異なる動きが要求される間欠割り出し運動を、カム機構３２とクラッチ装置４６とを用いて合理的な構成で得ることができる。
【００６１】
また、割り出しフレーム５５の位置割り出し精度は本質的に、揺動回転カム３３に備えられるカム曲線によって高い精度で確保され、さらにこの揺動回転カム３３によって位置割り出しされた割り出しフレーム５５の不必要な回りを、ストッパ３８によって完全に阻止することができる。
【００６２】
そしてまた他方、上述してきたように、出力軸４０は常にカム機構３２から伝達される運動に従ってオシレート運動を行い、またそれと同時に割り出しフレーム５５は、クラッチ装置４６の断続制御に従って間欠回転運動を行うもので、これらの２種類の運動が単一の出力軸４０から同軸で出力されることになる。そしてこのような２種類の運動系において、割り出し位置で制止されている割り出しフレーム５５に対し、出力軸４０を相対回転運動させるようにし、この相対回転運動の出力をメカニカルハンド７４に伝達して割り出し位置でのクランプ動作に利用できるようになっている。これにより、メカニカルハンド７４は、割り出しフレーム５５が制止される間欠割り出し運動の割り出し位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行うことができる。本実施例では、４つの割り出し位置で、１組の搬入端・搬出端を設定し、４つのメカニカルハンド７４を備えて構成したが、例えば単純に、８つの割り出し位置で、２組の搬入端・搬出端を設定し、８つのメカニカルハンド７４を備えて構成するなど、間欠割り出し運動における割り出し位置は、出力軸４０回りに多数設定することができると共に、この割り出し位置の全て、若しくはいずれかに対応させて多数のメカニカルハンド７４を備えることができて、多数の割り出し位置で作動する多数のメカニカルハンド７４を配設することができる。これにより、出力軸４０回りの回転軌跡に従うワークの搬送経路に多数のメカニカルハンド７４を備えるとともにこの搬送経路に多数の停止位置を設定して、多数のメカニカルハンド７４を、一挙に旋回移動させると共に多数の停止位置で一挙に作動させることができる。従って、単一種の多数のワークを多数位置から受け入れ、かつまた多数位置で排出することを可能として、一台の装置で一挙に多数のワークを搬送処理できることや、多種のワークを一挙に受け入れ、これを目的の搬出位置で排出するというような、多種のワークに対しても、その搬送の流れを一台の装置の中に持たせながら一挙に搬送処理できること、さらにはこれらの機能を併せ持たせて、複数多種のワークを一挙にハンドリングして搬送することもできる単一構成の装置を得ることができる。
【００６３】
要するに、カム機構３２とクラッチ装置４６とを用いて、オシレート運動から間欠割り出し運動を合理的な構成で得、このようにして得られた間欠割り出し運動をワークの搬入・搬出を含む搬送動作に利用できると共に、この間欠割り出し運動に対応して作動する多数のメカニカルハンド７４を組み込んで、多数のワークを一挙にハンドリングすることができる。
【００６４】
また、上下動カム３６により、揺動回転カム３３の各回の停留期間に対して交互に、出力軸４０を進出・後退のいずれか一方向へのみ運動させるようにしたので、揺動回転カム３３の一方向への回転運動時は、クラッチ装置４６の接続によって割り出しフレーム５５は出力軸４０と一体に一定の揺動回転角度で回転し、それ以外の期間中は、揺動回転カム３３の停留期間とクラッチ装置４６の切断とにより停止しているという、一方向への間欠回転運動を得ることができ、これによって間欠割り出し運動を行わせることができる。そしてこのような運動構成にあっても、割り出しフレーム５５に対する出力軸４０の相対回転運動の出力をメカニカルハンド７４に伝達することで、メカニカルハンド７４は、割り出しフレーム５５が制止される間欠割り出し運動の割り出し位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行うことができ、上記と同様な作用を発揮することになる。
【００６５】
また、揺動回転カム３３におけるカム曲線では、オシレート運動の揺動回転角度範囲に制限はなく、従って１８０°以上の角度範囲のオシレート運動を創り出すこともできる。
【００６６】
さらに、メカニカルハンド７４を、カム機構３２によって運動される出力軸４０に設けた駆動カム７３により駆動される駆動手段７９によってクランプ動作させるように構成したので、メカニカルハンド７４の作動を、空気圧や油圧・電気駆動機構などのその他一切の別の動力源を用いることなく、カム構成の運動伝達系のみによって、且つ単一の出力軸４０からの運動出力で行わせることができ、複雑な運動を極めて簡単な構成で得ることができる。
【００６７】
また上記実施例では、揺動回転カム３３の各回の停留期間に対して交互に、出力軸４０を進出・後退のいずれか一方向へのみ運動させるようにしたが、揺動回転カム３３の停留期間に対する出力軸４０の制御はこれに限られるものではない。間欠割り出し運動の設定については、上下動カム３６による出力軸４０のレシプロ駆動に関し、揺動回転カム３３が作り出すいずれかの停留期間において少なくとも一方向に進出する運動を生じさせて一定期間停止させ、その後のいずれかの停留期間において少なくとも反対方向に後退する運動を生じさせて一定期間停止させるカム曲線を創出するようにしてもよい。これにより、出力軸４０は、揺動回転カム３３のいずれかの停留期間中において、少なくともいずれか一方向に進退するレシプロ運動を生じることになり、これによって得られる間欠割り出し運動は多種多様のものとなる。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１に係る発明によれば、カム機構から出力軸に、回転運動に加えて独立した軸方向レシプロ運動を伝達して、クラッチ作動手段によりクラッチ手段を断続制御させるようにしたので、出力部材に制止動作と回転動作とを反復的に生じさせることができ、カム機構の回転運動から間欠回転運動を得ることができる。そして、この間欠回転運動の際の位置割り出しは、カム機構のカム曲線と、当該カム機構により駆動されてレシプロ運動するクラッチ手段の出力部材に係合しこれを制止させるクラッチ作動手段とによって的確に確保することができ、これにより確動の間欠割り出し運動を得ることができる。
【００６９】
特に、ドエルによって確実な停留状態を創出することができて運動全体の確動を容易かつ確実に得ることができるカム機構という機械要素を用いて構成したので、このカム機構によって得られた回転運動から、クラッチ作動手段により制御されるクラッチ手段の断続によって間欠回転運動を取り出すことができ、この間欠回転運動においてさらにクラッチ作動手段の出力部材に対する係合動作で割り出し位置を保持することができて、確動の間欠割り出し運動を合理的に高精度で得ることができる。殊に本発明にあっては、既存のピックアンドプレースユニットにおける作動原理を適用しながら、これとは全く異なる動きが要求される間欠割り出し運動を、カム機構とクラッチ手段とを用いて合理的な構成で得ることができる。
【００７０】
また、出力部材の位置割り出し精度は本質的に、カム機構に備えられるカム曲線によって高い精度で確保され、さらにこのカム機構によって位置割り出しされた出力部材の不必要な回りを、クラッチ作動手段によって完全に阻止することができる。
【００７１】
そしてこのようにして、出力軸は常にカム機構から伝達される運動に従って回転運動を行い、またそれと同時に出力部材は、クラッチ手段の断続制御に従って間欠回転運動を行うという、これらの２種類の運動を単一の出力軸から同軸で出力させることができ、このような２種類の運動系により、割り出し位置で制止されている出力部材に対し、出力軸を相対回転運動させるようにし、この相対回転運動の出力をメカニカルハンドに伝達して割り出し位置でのクランプ動作に利用できるようになっている。これにより、メカニカルハンドは、出力部材が制止される間欠割り出し運動の割り出し位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行うことができる。間欠割り出し運動における割り出し位置は、出力軸回りに多数設定することができると共に、この割り出し位置の全て、若しくはいずれかに対応させて多数のメカニカルハンドを備えることができて、多数の割り出し位置で作動する多数のメカニカルハンドを配設することができる。これにより、出力軸回りの回転軌跡に従うワークの搬送経路に多数のメカニカルハンドを備えるとともにこの搬送経路に多数の停止位置を設定して、多数のメカニカルハンドを、一挙に旋回移動させると共に多数の停止位置で一挙に作動させることができる。従って、複数多種のワークを一挙にハンドリングして搬送することができる単一構成の装置を得ることができる。
【００７２】
要するに、カム機構とクラッチ手段とを用いて、回転運動から間欠割り出し運動を合理的な構成で得、このようにして得られた間欠割り出し運動をワークの搬入・搬出を含む搬送動作に利用できると共に、この間欠割り出し運動に対応して作動する多数のメカニカルハンドを組み込んで、多数のワークを一挙にハンドリングすることができる。
【００７３】
また請求項２に係る発明によれば、出力軸の一方向への回転運動時においては、クラッチ手段の接続によって、出力部材を出力軸と一体に一定の揺動回転角度で回転させることができ、それ以外の期間中は、出力軸の回転運動の停留期間とクラッチ手段の切断とにより出力部材を停止させることができて、出力部材の一方向への間欠回転運動を得ることができ、これによって間欠割り出し運動を得ることができる。そしてこのような運動構成にあっても、出力部材に対する出力軸の相対回転運動の出力をメカニカルハンドに伝達することで、メカニカルハンドは、出力部材が制止される間欠割り出し運動の割り出し位置においてクランプ、アンクランプのクランプ動作を行うことができ、請求項１の発明と同様な効果を奏することになる。
【００７４】
また、カム機構におけるカム曲線では、オシレート運動の揺動回転角度範囲に制限はなく、従って１８０°以上の角度範囲のオシレート運動を創り出すこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るメカニカルハンドを備えた間欠割り出し装置の好適な一実施例を示す側断面図である。
【図２】上記実施例の平面断面図である。
【図３】上記実施例の平面図である。
【図４】上記実施例の間欠割り出し動作及びメカニカルハンドの作動を説明するためのダイヤグラムである。
【図５】上記実施例に採用されたクラッチ装置の構造および作動を示す説明図である。
【図６】上記実施例に採用されたメカニカルハンド及びその駆動機構を説明するための説明図である。
【図７】メカニカルハンドの作動状態を割り出し回転に従って説明するための説明図である。
【符号の説明】
３２  カム機構
３８  ストッパ
４０  出力軸
４６  クラッチ装置
４７  筒体
４８  円盤
７３  駆動カム
７４  メカニカルハンド
７９  駆動手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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