JPH05215201A - カム形状の可変機構、及びこれを用いた連続糊付け機械 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】カムの回転を停止することなく、適宜両カム板
の相対的位置を移動させるカム形状の可変機構を提供す
る。 【構成】 撓み噛合い式減速機構を用いた同一構成から
なる２個の位相調整機構を並置し、第１位相調整機構の
出力側と第２位相調整機構の入力側とを連結する。第１
位相調整機構のウエーブジエネレータは、固定し、第２
位相調整機構のウエーブジエネレータには、調整用モー
タを連結する。第１位相調整機構の入力側と、及び第２
位相調整機構の出力側とには、それぞれ同歯数のギアを
介して、それぞれ独立したカム軸をもった２個のカム板
がそれぞれ連結される。これら２個のカム板は、互いの
カム軸の回転中心軸を一致させ、かつ互いのカム板側面
を微小間隙をもって近接させて並置される。この２個の
カム板で１つのカムとしてカムフロァーに作用するカム
ユニットが構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野利用】本願発明は、カムフロァーに
慴動作用する１つのカムを、並置させた２個のカム板で
構成し、両カム板の相対位置関係を変更することによ
り、見掛けのカム形状を適宜変更することができるカム
機構において、該カムの回転を停止することなく、回転
中に両カム板の相対位置関係を変更することのできるカ
ム形状の可変機構に関するものであり、併せてこの可変
機構を連続糊付け機械への応用に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一つのカムを隣接させた２個のカム板で
構成し、両カム板の相対位置関係を変更することによ
り、見掛けのカム形状を適宜変更するカム機構は、従来
から存在しており、現在の技術水準になっている。かか
るカム機構の一般的な構成例は、第５図に示すように、
カム板６０ａを一つのカム軸６１に固定し、これに隣接
してもう一つのカム板６０ｂをカム軸６１に回動自在に
取り付ける。そして、このカム板６０ｂは、開設された
円弧状長孔６２内に沿って移動させる固定ネジ６３をも
って、適宜の位置でカム板６０ａに固定される。これに
より、カム６０の見掛けの形状が変更され、これに追従
するカムフロァー（図示せず。）への作動軌跡を変え、
外部への仕事を変更するようにされている。

【０００３】すなわち、これを第６図に基づいて説明す
ると、カム板６０ａとカム板６０ｂの相対位置を中心角
αだけ回転させてずらすと、カム６０のカム山６０ｍと
しての作動域は中心角Ａに設定され、また、相対位置を
中心角βだけ回転させてずらすと、カム山６０ｍとして
の作動域は中心角Ｂに設定することができる。このよう
にして、カム６０の作動工程を適宜変更するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かかるカム山
６０ｍとしての作動域の変更は、その都度、カム６０の
回転を停止させて固定ネジ６３を緩め、カム板６０ｂを
一応の目分量で回転させた後、再び固定ネジ６３を締付
て固定しなければならなかった。そして、再びカム６０
を回転させ、外部への仕事結果を見て、カム山６０ｍの
作動域が適当であるかどうかを判断していた。もし、適
当でない場合は、所望の結果が出るまで、上記の作業を
何度も繰り返さなければならず、この段取りは、非常に
煩雑なものとなっていた。

【０００５】また、微妙な位置決めと精度が要求される
近年の生産工程においては、上記の段取り作業は大変時
間が掛かり、作業効率向上からも重要な要解決課題とな
っていた。そこで、本願発明はかかる課題の解決を目的
とするもので、カムの回転を停止することなく通常の回
転をさせながら、適宜両カム板の相対的位置を移動させ
ることのできるカム形状の可変機構を提供するものであ
る。併せて、かかる本願カム形状の可変機構を、製本し
た書籍類の背表紙貼着における連続糊付け機械への応用
例を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本願発明のカム形状の可変機構は、次のように構成
した。いわゆる撓み噛合い式減速機構（商標名「ハーモ
ニックドライブ」）を用いた同一構成からなる第１、及
び第２とした２個の位相調整機構を並置し、第１位相調
整機構の出力側と第２位相調整機構の入力側とが連結さ
れる。そして、第１位相調整機構のウエーブジエネレー
タは、収納ケース等に固定され回転が阻止されており、
また第２位相調整機構のウエーブジエネレータは、位相
可変のための調整用モータが連結される。これによりカ
ム板可変ユニットが構成される。

【０００７】次に、前記第１位相調整機構の入力側と、
及び第２位相調整機構の出力側とには、それぞれ同歯数
のギアを介して、それぞれ独立したカム軸をもった２個
のカム板がそれぞれ連結される。これら２個のカム板
は、互いのカム軸の回転中心軸を一致させ、かつ互いの
カム板側面を微小間隙をもって近接させて並置される。
このようにして、該２個のカム板で１つのカムとしてカ
ムフロァーに作用するカムユニットが構成される。

【０００８】さらに、カムユニットのを構成する前記２
個のカム板のうち何れか一方のカム板のカム軸には、カ
ムに回転駆動を与える電動モータ等のカム駆動手段が連
結されている。さらにまた、第１位相調整機構の出力側
と第２位相調整機構の入力側とを連結において、第１位
相調整機構の出力側１０ｏを位相が遅れる方（又は進む
方）としたときは、第２位相調整機構の出力側は、位相
が進む方（又は遅れる方）になるように、互いに逆にな
るようにして結合される。

【０００９】

【実施例】次に本願発明の具体的実施の一例を、図面に
基づいて詳細に説明する。図１は、本願発明におけるカ
ム形状の可変機構の基本構成を表した斜視図であり、図
２は、カム形状の可変機構の具体的実施例の断面図を示
したものである。上記したように本願発明は、主にカム
板可変ユニット１と、カムユニット２と、カム駆動手段
３で構成されるものである。

【００１０】カム板可変ユニット１は、以下のように構
成される。先ず、いわゆる撓み噛合い式減速機構を用い
た同一構成からなる第１、及び第２とした２個の位相調
整機構１０、１１を回転中心が同軸上になるように並置
する。第１位相調整機構１０の出力側１０ｏと第２位相
調整機構１１の入力側１１ｉとは、円筒状の連結管１２
を介して一体的に連結されると共に、ベアリング１３、
１３を介して円柱状のジョイントピン１４によって同軸
上に保持されている。また、第１位相調整機構１０の入
力側１０ｉと第２位相調整機構１１の出力側１１ｏに
は、後述するカムユニット２と係わる歯数同数の歯車１
５が取り付けられる。

【００１１】次に、第１位相調整機構１０のウエーブジ
エネレータ１６は、収納ケース１７に固定されたロッド
１８が嵌合されて回転が阻止されている。また、第２位
相調整機構１１のウエーブジエネレータ１９には、位相
可変のためのパルスモータ、ステピングモータ等の調整
用モータ２０がカップリング２１を介して連結されてい
る。

【００１２】なおここで、第１位相調整機構１０の出力
側１０ｏと第２位相調整機構１１の入力側１１ｉとの結
合においては、上述の２個の位相調整機構１０、１１
は、同質構成のものを用い、第１位相調整機構１０の出
力側１０ｏを位相が遅れる方（又は進む方）としたとき
は、第２位相調整機構の出力側１０ｏは、位相が進む方
（又は遅れる方）になるように、互いに逆になるように
して結合される。

【００１３】これにより、通常、当該位相調整機構を単
一で用いたときは、調整用モータ２０が停止していると
きは、出力側の位相は異なるようにされているため、入
力と出力を同じ位相とするときは、常時調整用モータ２
０を同期させて回転させる必要あった。しかし、本願構
成は、調整用モータ２０を常時同期させて回転させてお
く必要がなく、ウエーブジエネレータ１９が停止状態の
ときに、第１位相調整機構１０の入力側１０ｉと第２位
相調整機構１１の出力側１１ｏとは、同位相の回転とな
る。

【００１４】ところで、本実施例で用いられる位相調整
機構１０、１１は、通常一般に市販されているものであ
り、好ましくは、ハーモニックドライブ・システムズ社
のハーモニックドライブ（商標名）機構を用いたデファ
レンシャルユニットが用いられる。かかる機構は既に公
知のものであり詳細は省略するが、基本的な概要は次の
とおりである。即ち、楕円形状を成したウエーブジエネ
レータ１６、１９と、外周に歯形が形成され該ウエーブ
ジエネレータ１６、１９にベアリング２２を介して環装
された可撓性薄肉円筒状のフレクスプライン２３と、該
フレクスプライン２３が楕円形に撓んだ状態で外接噛合
する剛体円筒状のサーキユラスプラインとから成り、内
歯の歯数が異なる二個のサーキユラスプラインを並設し
て前記フレクスプライン２３に環装することにより、一
方のサーキユラスプラインを入力側１０ｉ、１１ｉと
し、他方のサーキユラスプラインを出力側１０ｏ、１１
ｏとし、調節用モータ２０に連結された前記ウエーブジ
エネレータ１９の回転速度を適宜変更することにより、
入力と出力の回転位相を適宜調節することができるもの
である。

【００１５】次にカムユニット２は、以下のように構成
される。所定のカム山が形成された２枚のカム板３０、
３１が、その側面を微小間隙３２をもって近接して並置
されている。両カム板３０、３１は連結されておらず、
それぞれ独立したカム軸３３、３４をもってそれぞれ独
立した回転が可能に構成されている。

【００１６】各カム軸３３、３４は、ベアリング３５、
３５、・・・を介して収納ケース１７に回転自在に保持
されており、両カム板３０、３１は、収納ケース１７の
開口部３６から外部に露出するように配置される。な
お、かかるカム板３０、３１は２個で１つのカム３７と
して、これに追従するカムフロァー３８に作用する。ま
た、各カム軸３３、３４には、その何れか一方に（又は
両方に）カム駆動手段３を連結するため、収納ケース１
７の外部に延設された駆動ロッド３９が一体的に形成さ
れている。さらに、各カム軸３３、３４には、前記の第
１位相調整機構１０の入力側１０ｉと第２位相調整機構
１１の出力側１１ｏとにそれぞれ取り付け固定られた歯
車１５と、噛合する歯数同数の歯車４０が取り付け固定
されている。

【００１７】

【作用】次に、上記構成による作用について説明する。
駆動ロッド３９に連結された電動モータ等の駆動手段３
により、カム板３０に回転力が伝達され、カム板３０
は、所定周期で回転する（矢印ａ）。それと同時に、カ
ム軸３３に取り付けられた歯車４０と、これと噛合した
歯車１５によって、第１位相調整機構１０の入力側１０
ｉに回転力が伝達される（矢印ｂ）。第１位相調整機構
１０のウエーブジエネレータ１６は固定されているた
め、一定の位相遅れて（又は進んで）出力側１０ｏに回
転が伝わる（矢印ｃ）。

【００１８】この回転（矢印ｃ）は、連結管１２もって
固定結合された第２位相調整機構１１の入力側１１ｉに
回転（矢印ｄ）が伝達される。この時、第１位相調整機
構１０と第２位相調整機構１１とは、逆に連結されてい
るため、出力側１１ｏには、位相が進んだ（又は遅れ
た）回転（矢印ｅ）が伝わる。つぎにこの回転（矢印
ｅ）は、歯車１５及び歯車４０を伝達媒体としてカム板
３７を回転（矢印ｆ）させることになる。

【００１９】この時、調整モータ２０は、回転していな
いため、第１位相調整機構１０の入力側１０ｉと、第２
位相調整機構１１の出力側１１ｏとは、同位相となり同
じ回転数となる。すなわち、両カム板３０、３１は、あ
たかも一体化したように回転する。これらがカム３７を
構成し、カムフロァー３８を駆動することになる（矢印
ｇ）。

【００２０】次に、調整モータ２０を適宜、ステップ回
転（矢印ｈ）させると、第２位相調整機構１１の出力１
１ｏの位相が変化し、カム板３１は、カム板３０と共に
回転しながらも、カム板３０との相対的な位置関係が変
化していく。調整モータ２０が回転中は、カム板３１は
移動し、回転を止めたところで、カム板３１の移動も停
止し、カム板３０と同期して回転を続けることになる。
このようにして、両化カム板３０、３１で構成されるカ
ム３７の見掛け上のカム山形状を、調整モータ２０の回
転時間に応じて、適宜変化させることかできる。

【００２１】

【応用例】次に、かかる本願カム形状の可変機構を、製
本した書籍類の背表紙貼着における連続糊付け機械への
応用例について説明する。図３、図４は、その要部機構
を概念的に示した説明図である。応用される連続糊付け
機械は、一般に次のように構成されている。すなわち、
製本した書籍類４１を、背表紙が貼着される背部４２を
下にして、移動手段４３に保持されて順次連続的に移動
させる（矢印ｉ）。そして、その背部４２は、糊液４４
に下部外周面が浸潤された状態で常時回転する糊塗着ド
ラム４５と接触し、糊液４４が付着される。ここで、背
表紙を貼着した場合に糊がはみ出すことを防止するた
め、糊液４４の付着は、背部４２の角部４６より僅かに
内側のところで抑える必要がある。

【００２２】そのため、糊塗着ドラム４５において、糊
付けする書籍類の背部４２の長さにわあせて、余分な付
着糊液４４をスクレバー４７によって削り落とす必要が
あった。この場合、スクレバー４７は、移動手段４３と
連係したカム機構とてこの原理４８によって、順次移動
（矢印ｉ）してくる書籍類４１の間隔にあわせて同期さ
せて移動させる（矢印Ｊ）。

【００２３】また、第４図に示すものは、上記第３図と
は別の機構であり、スクレバーによってドラムに付着し
た糊液を削り落とす方式ではなく、糊液４４が浸潤され
たベルト４９が背部４２に接触して移動するベルト駆動
機構５０自体が、カム機構とてこの原理４８により所定
時間上下動するものである。かかる構成において、書籍
類４１、４１、・・の種類が変わり背部４２の長さが変
わったときは、これにあわせてスクレバー４７の移動間
隔をも変えなければならなかった。ここで従来は、機械
を止め、カム板の取り付けネジ等を緩めてカム形状を変
えて、またネジを締付けて再び回転させ、糊液４４の付
着状態を見ることを繰り返し行うことにより、段取り作
業を行っていた。

【００２４】そこで、当該カム機構に本願カム形状の可
変機構を利用すると、回転を止めることなく、カム形状
を迅速かつ容易に変化させることができ、また付着状態
の微妙な調整も容易に行うことができる。

【００２５】

【効果】本願カム形状の可変機構を上記構成とすること
により、次のような効果を奏する。２個の同質構成の位
相調整機構を並置して、かつ互いを出力と入力を逆にし
て連結して一体の位相調整機構としてるため、調整モー
タを停止している間は、同位相の回転を取り出すことが
でき、位相を変化して取り出すときのみ調整モータを駆
動すればよい。これは、１個の位相調整機構で同位相を
取り出す場合のように、ウエーブジエネレータを常時同
期させて回転させる必要がなくなるという、利点があ
る。

【００２６】また、独立したカム軸によって駆動される
２個のカム板を、近接配置して１つのカムを構成してい
るため、それらのカム板の回転位相を適宜変えることに
より、カムの回転を止めることなく、回転させながら見
掛けのカム形状を変化させることができる。したがっ
て、短時間に段取り作業を行うことができ作業効率の向
上を図ることができると共に、製品の不良率を低下させ
ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明における、カム形状の可変機構の基本
構成を表した斜視図である。

【図２】本願発明における、カム形状の可変機構の具体
的実施例の断面図である。

【図３】本願カム形状の可変機構の応用例について、そ
の要部機構を概念的に示した説明図である。

【図４】本願カム形状の可変機構の、他の応用例につい
て、その要部機構を概念的に示した説明図である。

【図５】従来例を示す斜視図である。

【図６】見掛けのカム形状の変化を説明する平面図であ
る。

【符号の説明】

１・・・カム板可変ユニット ２・・・カムユニッ
ト ３・・・カム駆動手段 １０・・・第１位
相調整機構 １０ｉ・・・・（第１位相調整機構
の）入力側 １０ｏ・・・・（第１位相調整機構
の）出力側 １１・・・第２位相調整機構 １
１ｉ・・・・（第２位相調整機構の）入力側 １１ｏ・・・・（第２位相調整機構の）出力側 ２
０・・・調整モータ ３０、３１・・・カム板 ３２・・・微小間隙 ３
３、３４・・・カム軸 ３７・・・カ ム ３８・・・カムフロァー
４１・・・書籍類 ４２・・・（書籍類の）背部 ４３・・・移動手段
４４・・・糊 液 ４５・・・糊液塗着ドラム ４６・・・（書籍類
の）角部 ４７・・・スクレバー ４８・・・
カム機構 ４９・・・ベルト ５０・・・ベル
ト駆動機構

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】いわゆる撓み噛合い式減速機構（商標名
   「ハーモニックドライブ」）を用いた同質構成からなる
   第１、及び第２とした２個の位相調整機構（１０、１
   １）を並置し、第１位相調整機構（１０）の出力側（１
   ０ｏ）と第２位相調整機構（１１）の入力側（１１ｉ）
   とを連結し、第１位相調整機構（１０）のウエーブジエ
   ネレータ（１６）は固定され、また第２位相調整機構
   （１１）のウエーブジエネレータ（１９）には調整用モ
   ータ（２０）が連結されて成るカム板可変ユニット
   （１）と、 前記第１位相調整機構の入力側（１０ｉ）と、及び第２
   位相調整機構の出力側（１１ｏ）とには、それぞれ同歯
   数のギア（１５，４０）を介して、それぞれ独立したカ
   ム軸（３３，３４）をもった２個のカム板（３０，３
   １）がそれぞれ連結されており、これら２個のカム板
   （３０，３１）は、互いのカム軸（３３，３４）の回転
   中心軸を一致させ、かつ互いのカム板側面を微小間隙
   （３２）をもって近接並置され、該２個のカム板（３
   ０，３１）で１つのカム（３７）としてカムフロァー
   （３８）に作用するように構成されたカムユニット
   （２）と、 前記２個のカム板（３０，３１）のうち何れか一方のカ
   ム板のカム軸に連結されるカム駆動手段（３）と、から
   成ることを特徴とするカム形状の可変機構。
2. 【請求項２】第１位相調整機構の出力側と第２位相調整
   機構の入力側との連結において、 第１位相調整機構の出力側（１０ｏ）を位相が遅れる方
   （又は進む方）としたときは、第２位相調整機構の出力
   側（１１ｏ）は、位相が進む方（又は遅れる方）になる
   ように、互いに逆になるようにして結合することを特徴
   とする請求項１記載のカム形状の可変機構。
3. 【請求項３】糊液（４４）に下部外周面が浸潤された状
   態で常時回転する糊塗着ドラム（４５）と、てこの原理
   とカム機構（４８）とにより設定時間だけ糊塗着ドラム
   （４５）の面に接触して付着した糊を削り落とするよう
   に構成されスクレバー（４７）と、を備え、かかる糊塗
   着ドラム外周面に製本された書籍類（４１）の背部（４
   ２）を接触させて、連続的に背表紙貼着のための糊付け
   を行う連続糊付け機械において、 スクレバー（４７）が糊塗着ドラム（４５）に接触する
   時間を決定するカム形状を、請求項１、又は２記載のカ
   ム形状の可変機構により、随時変更できることを特徴と
   する連続糊付け機械。
4. 【請求項４】糊液（４４）が浸潤された常時回転する糊
   付けベルト駆動機構（５０）自体が、カム機構（４８）
   により所定時間上下動して、製本された書籍類（４１）
   の背部（４２）に接触させて、連続的に背表紙貼着のた
   めの糊付けを行う連続糊付け機械において、 糊付けベルト駆動機構自体の上下動する時間を決定する
   カム形状を、請求項１、又は２記載のカム形状の可変機
   構により、随時変更できることを特徴とする連続糊付け
   機械。