JPH063549U - カム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 任意の割出し位置設定、割出しステップ毎に
割出し角を変え、停留角を変え、最適の時間配分および
空間配分が行え、コンパクトな構成で一層の高速運転が
可能となり、省エネルギ化が図れ、最適なシステム設定
が行えるようにする。 【構成】 固定軸１の周りで連続回転する第１回転軸２
のフランジ３に、垂直な第２回転軸４を介して第１カム
フォロア５を有する水平な揺動台座６を設ける。固定軸
１の周囲部に第１カムフォロア５と係合して揺動台座６
に可変速揺動を行なわせる周面カムからなる第１カム７
を設ける。揺動台座６に第１回転軸２の径方向に沿って
進退可能とされたスライダ８を支持させる。スライダ８
上に垂直な第３回転軸９を介して首振り可能に第２カム
フォロア１０を有する水平な載物台１１を支持させる。
固定軸１の上端に第２カムフォロア１０と係合して載物
台１１の向きと位置とを規制して載物台１１に間欠回転
運動を行なわせる第２カム１２を設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ロータリ型テーブルを有する自動加工機、自動組立機、自動液体充 填機または自動検査機等のインデックス装置として適用されるカム装置に関する 。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ロータリ型テーブルを有するこの種のインデックス装置として、該テー ブルを一回転（３６０°）中の所定位置で停止させるよう割出しを行い、その停 止位置でワークに対する自動加工、自動組立、自動液体充填または自動検査等の 各種作業を行わせるようにしたものが知られている。

【０００３】 そして一般に、作業のためにワークを停止させる割出し位置は、出力軸の１回 転（３６０°）を等分割する場合が多い。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、従来のインデックス装置では、各割出し位置での停止時間等につい て個別的に設定することが困難であり、割出し位置のうち最大の作業時間、およ び最大の空間面積を基準にしてインデックス装置の計画、設計を行う場合が多い 。このため、冗長な作業箇所の割出しステップが発生したり、また、複数個の載 物台を用いる場合に、多くの付加装置が必要となる等の問題があった。

【０００５】 本考案はこのような従来の問題を解決するためになされたもので、その目的は 、任意の割付位置が設定でき、割出しステップ毎に割出し角を変えることや、割 出しステップ毎に停留角（割付角）を変えることが可能で、各ステップ毎に最適 の時間配分および空間配分が行え、またコンパクトな構成で一層の高速運転が可 能となり、しかも駆動動力は小容量で賄えて省エネルギ化が図れ、操作上の選択 自由度が大きく、最適なシステム設定が行えるカム装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

前記の目的を達成するために本考案は、垂直な固定軸の周りで連続回転する第 １回転軸と、該第１回転軸と一体回転するフランジに垂直な第２回転軸を介して 首振り可能に支持され、端部に第１カムフォロアを有する水平な揺動台座と、前 記固定軸の周囲部に固設され、前記第１カムフォロアと係合して前記揺動台座に 前記第２回転軸を中心とする首振り揺動を行なわせる周面カムからなる第１カム と、前記揺動台座に直進ガイドを介して前記第１回転軸の径方向に沿って移動可 能に支持されたスライダと、該スライダ上に垂直な第３回転軸を介して支持され 、端部に第２カムフォロアを有する水平な載物台と、前記固定軸の上端に設けら れ、前記第２カムフォロアと係合して前記載物台に前記第３回転軸を中心とする 首振りおよび前記第１回転軸の径方向に沿うスライド移動を行わせ、これにより 前記該載物台に前記固定軸周りの間欠回転運動を行なわせる端面溝カムからなる 第２カムとを備えたものである。

【０００７】

【作用】

本考案によれば、第１回転軸の連続回転により、フランジを介して第２回転軸 および揺動台座が固定軸周りで公転する。そして揺動台座は、第１カムのカム形 状に応じて所定の公転位置で第２回転軸を中心とする首振りを行い、この首振り により揺動台座上のスライダの一点、つまり第３回転軸部分が一時的に公転加速 、公転停止、公転減速等の状態となる。

【０００８】 また、スライダ上の載物台には、該スライダの公転途中または停止位置等で、 第２カムのカム形状に応じて、第１回転軸の径方向および周方向に沿う種々の動 作を設定することができる。

【０００９】 したがって、本考案によれば、第１回転軸の連続回転から、これを中心とする 第２回転軸の公転軌跡上で、第１カムのカム形状に基づいて揺動台座、スライダ および第３回転軸に「移動−停止−移動−停止」というインデックスの動きを創 成することができ、この停止位置および運動軌跡の取り方に、任意の角度と半径 （距離）が設定できる。そして、揺動台座の首振りによって、「加速早送り−減 速同期送り−加速早送り」の変速送りを作ることができる。

【００１０】 さらに載物台は、運動中および停止時を問わず、第２カムのカム形状によって 方向を変えることが可能である。すなわち、載物台に対して任意のオリエンテー ションを行わせることができる。

【００１１】 なお、載物台の運動軌跡は、必ずしも第１回転軸を中心とする一定の円周上を 移動しなくてもよく、第２カムの変位に従い、運動中心間距離を変えることもで きる。

【００１２】 また、第２回転軸の揺動回転駆動については、第１カムを例えば２枚の板カム を用いた共役カムとすることで、バックラッシュのない確実な動きが得られるよ うになる。すなわち、このような動きを得るために、従来では１枚のカムと１つ のカムフォロアとを用い、ばねや空圧シリンダ等によってカム面にカムフォロア を押付ける等の手段が採られているが、本考案によれば、このような面倒な構成 を省略することができる。

【００１３】 また、本考案によれば、第２カムのカム形状によって載物台の停止位置が設定 でき、第１回転軸の１回転（３６０°）中の任意の位置で停止させ、任意の割出 し位置を設定することができる。つまり、割出しステップ毎に割出角を変えるこ とや、割出しステップ毎に停留角（割付角）を変えること等が可能となり、各ス テップ毎に最適の時間配分、空間配分が行える。

【００１４】 また、平均した作業時間と、平均した空間面積を基準にして、インデックス装 置を計画・設計できるので、従来の場合に比べてコンパクトな形となり、より一 層の高速運転が可能となる。

【００１５】 さらに、複数個の載物台がある場合、各ステーションの加減速の正面を出力軸 が１回転する間に均一に配分することにより、運転中のトルク変動が少なく、回 転中の必要トルクが平均化されるので、駆動動力は従来より小さな容量で賄うこ とができ、省エネルギの効果も得られる。

【００１６】 さらにまた、本考案の出力となる載物台の方向と位置、および運動制御は三つ の回転軸と一つのスライダおよび２組のカム形状の組合せで決まるので、選択の 自由度が大きく、システムの最適値を設定できる。

【００１７】 特に本考案によれば、作業ステーション毎の作業時間にばらつきがある場合、 作業ステーション毎に必要なスペースが異る場合、載物台の軌跡に円弧以外が必 要な場合、作業ステーションの数が多い場合等に好適である。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図面を参照して説明する。

【００１９】 図１〜図３は本実施例によるカム装置の基本構成、図４はこのカム装置を用い たインデックス装置の全体構成、図５は作用説明のためのタイムテーブルをそれ ぞれ示している。

【００２０】 本実施例によるカム装置は基本的に、図１〜図３に示すように、垂直な固定軸 １の周りで連続回転する第１回転軸２と、この第１回転軸２と一体回転するフラ ンジ３に垂直な第２回転軸４を介して首振り可能に支持され、端部に第１カムフ ォロア５を有する水平な揺動台座６と、固定軸１の周囲部に固設され、第１カム フォロア５と係合して揺動台座６に可変速揺動を行なわせる周面カムからなる第 １カム７と、揺動台座６に支持されて第１回転軸２の径方向に沿って進退可能と されたスライダ８と、このスライダ８上に垂直な第３回転軸９を介して首振り可 能に支持され、端部に第２カムフォロア１０を有する水平な載物台１１と、固定 軸１の上端に設けられ、第２カムフォロア１０と係合して載物台１１の向きと位 置とを規制してこの載物台１１に間欠回転運動を行なわせる端面溝カムからなる 第２カム１２とを備えた構成とされている。

【００２１】 詳述すると、固定軸１は基枠１３に立設されており、この固定軸１の周りで回 転する第１回転軸２は、モータ１４にベルト１５を介して連結されたカム軸１６ によって駆動される。すなわち、モータプーリ１７およびカム軸プーリ１８の直 径比により、モータ１４の回転は適当に減速され、カム軸１６に動力が伝達され る。第１回転軸２はターレット軸とされ、その外周に複数のカムフォロア１９が 等配され、カム軸１６のカム溝と噛合している。カム溝は一定の進み角を有する 凹状の溝で、カムフォロア１９とはプリロードがかかった状態で噛合し、第１回 転軸２を等速回転させる。

【００２２】 しかして、等速連続回転する第１回転軸２の上端にフランジ３が連結具２０に よって連結され、第２回転軸４は、第１回転軸２よりも大きい半径で公転運動を 行う。

【００２３】 この第２回転軸４に支持された揺動台座６の上に直進ガイド６ａが載置され、 直進ガイド６ａのガイド溝６ｂにスライダ８が係合して第１回転軸２の径方向に 向って進退スライドするようになっている。

【００２４】 固定軸１に設けた第１カム７は上下一対のカム板７ａ，７ｂによって構成され 、各カム板７ａ，７ｂは周面が凹凸形状をなす周面カムとされ、その凹凸位置が 周方向で一定距離ずれている。一方、揺動台座６の固定軸１側に向う端部には、 第１カム７に係合する第１カムフォロア５として、上下一対のカムフォロアエレ メント５ａ，５ｂが設けられ、この各カムフォロアエレメント５ａ，５ｂが各カ ム板７ａ，７ｂの凹凸カム面に係合している。

【００２５】 そして、そして揺動台座６は図２に示すように、第１カム７に係合する第１カ ムフォロア５の応動によって、所定公転位置で第２回転軸４を中心とする首振り を行う。

【００２６】 この首振りによって、揺動台座６上のスライダ８の一点、つまり第３回転軸９ 部分が一時的に公転速度の加速、公転停止、公転速度の減速等の状態となる。つ まり、第１回転軸２の連続回転から、これを中心とする第２回転軸４の公転軌跡 上で、揺動台座６、スライダ８および第３回転軸９に「移動−停止−移動−停止 」というインデックスの動きが創成される。そして、揺動台座６の首振りによっ て、「加速早送り−減速同期送り−加速早送り」の変速送りが作られる。

【００２７】 また、固定軸１の上端に設けた第２カム１２は、上端面に一部内径側に窪むカ ム溝２１を有し、スライダ８上の載物台１１は、このカム溝２１に係合する第２ カムフォロア１０の動作を受けて、スライダ８の公転途中または停止位置で第１ 回転軸２の径方向および周方向に沿う動作を行う。これにより、載物台１１は運 動中および停止時を問わず、第２カム１２のカム溝２１形状によって方向を変え 、第１回転軸２の一回転（３６０°）の任意の位置で停止できるとともに、任意 の割出し位置が設定できる。つまり、割出しステップ毎に割出角を変えること、 および割出しステップ毎に停留角（割付角）を変えることが可能となっている。

【００２８】 次に、以上の構成に基づく６個の載物台１１（イ〜ヘ）を用いたインデックス 装置について、図４および図５を参照してその構成および作用を説明する。なお 、６個の載物台は、第１回転軸の周りに等角度で配置されている（起点にある載 物台よりイ〜ヘの順に符号を付す）。

【００２９】 図４に示すように、第１回転軸は、座標軸Ｙを起点として時計方向に回転する 。そして、回転角度４５°の位置にワークの供給ステーション２２が設けられ、 供給コンベア２３から押込まれたワーク２４が、供給用スターホイール２５から 載物台１１（ロ）へ受け渡される。

【００３０】 １０５°の回転位置に第１のステーションＩ、また１８０°の回転位置に第２ の作業ステーションII、さらに２７０°の回転位置に作業ステーションIII が、 それぞれ配置している。各作業ステーションでは、供給されたワーク２４に他の 部品の取付け、機械加工、あるいは液体の充填、または栓の取付け、ラベルの印 刷、液面レベルの検査等の作業が、停留時間内に行われる。

【００３１】 また、起点から３１５°の回転位置に、ワークの排出ステーション２６が設け られ、作業を終えたワーク２４が載物台から排出用スターホイール２７に受取ら れ、さらに排出用コンベア２８に受け渡されるようになっている。

【００３２】 図５は、第１回転軸２の回転角度と経過時間との関係（すなわち、第１回転軸 ２の回転速度）を示しており、以下、図４の載物台１１（イ）の動作を主として 説明する。

【００３３】 図５において、縦軸は起点からの回転角度θを示し、３６０°と０°とは同一 点である。横軸は時間経過を示す。

【００３４】 第１回転軸２のように等速回転している時は、載物台イの母線のように一定角 度の直線で表され、０°からスタートして、３６０°に達すると１回転したこと になる。この間の横軸の長さが１回転の時間（ｔ0 ）を表し、1/t0が第１回転軸 の回転数となる。

【００３５】 図５において、太線でワークの動きを示している。載物台１１（イ）は、起点 より等速で回転（第１回転軸２と同期）し、供給用スターホイール２５との接合 点でワークを受取る。

【００３６】 作業ステーションＩの停止区間を得るために、載物台１１はａ' 点より加速さ れ、ｏ' 点に達する。その間、第１回転軸２は等速で回転しており、その相対位 置関係は第１カム７により決定される。

【００３７】 ｏ' 点に達した載物台１１は、その位置で停留し、定置している作業台１１に おいてワーク２４への作業が行われる。第１回転軸２の回転よりも先行していた 載物台１１は、停止期間中に第１回転軸に追い抜かれるため、停止位置から加速 され、ｂ´点で第１回転軸２に追付き、第１回転軸２と同期して回転する。

【００３８】 作業ステーションII、III の作業時間を得るためには、上記作業ステーション Ｉと同様に、ａ''点で加速、ｏ''点で停止、ｂ''点で第１回転軸と同期、ａ''点 で加速、ｏ''' 点で停止、ｂ''' 点で第１回転軸２と同期運転となる。

【００３９】 載物台１１は第１回転軸２と同期し、全ての作業を終了したワーク２４を載せ て、排出ステーション２６に達する。排出ステーション２６では排出用スターホ イール２８にワーク２４を受け渡し、起点に戻る。

【００４０】 供給用スターホイール２２および排出用スターホイール２６に対する載物台１ １の接点は、ワーク２４の受け渡しを確実にするために第２カム１２により各ス ターホイール２５，２７の円周に沿って移動し、徐々に離れていくようにレイア ウトされている。

【００４１】 従来では接点が１箇所の点にしか形成できなかったが、本実施例では接点を接 触弧に変えることができるとともに、保持具との干渉を防ぐ最適の載物台１１の 軌跡を作ることができる。

【００４２】 なお、各作業ステーション２２，２７，I ， II ， III等の配置は必ずしも等 配としなくてもよい。また、各ステーションにおける停留時間は任意に設定でき る。

【００４３】 なお、載物台１１の運動軌跡は、必ずしも第１回転軸２を中心とする一定の円 周上を移動しなくてもよく、第２カム１２の変位に従い、運動中心間距離を変え ることもできる。

【００４４】 また、第２回転軸２の揺動回転駆動については、第１カムを２枚の板カムを用 いた共役カムとしたことで、バックラッシュのない確実な動きが得られるように なった。すなわち、このような動きを得るために、従来では１枚のカムと１つの カムフォロアとを用い、ばねや空圧シリンダ等によってカム面にカムフォロアを 押付ける等の手段が採られているが、本実施例によれば、このような面倒な構成 を省略することができる。

【００４５】

【考案の効果】

以上のように、本考案によると、第１回転軸の連続回転から、これを中心とす る第２回転軸の公転軌跡上で、第１カムのカム形状に基づいて揺動台座、スライ ダおよび第３回転軸に移動−停止のインデックスの動きを創成することができ、 この停止位置および運動軌跡の取り方に、任意の角度と半径（距離）が設定でき る。そして、揺動台座の首振りによって、加速早送り−減速同期送り−加速早送 りの変速送りを作ることができる。さらに載物台は、運動中および停止時を問わ ず、第２カムのカム形状によって方向を変えることが可能で、載物台に対して任 意のオリエンテーションを行わせることができる。

【００４６】 また、本考案によれば、第２カムのカム形状によって載物台の停止位置が設定 でき、第１回転軸の１回転中の任意の位置で停止させ、任意の割出し位置を設定 することができ、割出しステップ毎に割出角を変えることや、割出しステップ毎 に停留角（割付角）を変えること等が可能となり、各ステップ毎に最適の時間配 分、空間配分が行える。

【００４７】 また、平均した作業時間と、平均した空間面積を基準にして、インデックス装 置を計画・設計できるので、従来の場合に比べてコンパクトな形となり、より一 層の高速運転が可能となる。さらに、複数個の載物台がある場合、各ステーショ ンの加減速の正面を出力軸が１回転する間に均一に配分することにより、運転中 のトルク変動が少なく、回転中の必要トルクが平均化されるので、駆動動力は従 来より小さな容量で賄うことができ、省エネルギの効果も得られる。

【００４８】 さらにまた、本考案の出力となる載物台の方向と位置、および運動制御は三つ の回転軸と一つのスライダおよび２組のカム形状の組合せで決まるので、選択の 自由度が大きく、システムの最適値を設定できる。特に作業ステーション毎の作 業時間にばらつきがある場合、作業ステーション毎に必要なスペースが異る場合 、載物台の軌跡に円弧以外が必要な場合、作業ステーションの数が多い場合等に 好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るカム装置の一実施例を示す縦断面
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】図１の平面図である。

【図４】前記カム装置を用いたインデックス装置の一例
を示す平面図である。

【図５】図４の装置の作用を示すタイムチャートであ
る。

【符号の説明】

１ 固定軸 ２ 第１回転軸 ３ フランジ ４ 第２回転軸 ５ 第１カムフォロア ６ 揺動台座 ６ａ 直進ガイド ７ 第１カム ８ スライダ ９ 第３回転軸 １０ 第２カムフォロア １１ 載物台 １２ 第２カム

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂直な固定軸の周りで連続回転する第１
   回転軸と、 該第１回転軸と一体回転するフランジに垂直な第２回転
   軸を介して支持され、端部に第１カムフォロアを有する
   水平な揺動台座と、 前記固定軸の周囲部に固設され、前記第１カムフォロア
   と係合して前記揺動台座に前記第２回転軸を中心とする
   首振り揺動を行なわせる周面カムからなる第１カムと、 前記揺動台座に直進ガイドを介して前記第１回転軸の径
   方向に沿って移動可能に支持されたスライダと、 該スライダ上に垂直な第３回転軸を介して支持され、端
   部に第２カムフォロアを有する水平な載物台と、 前記固定軸の上端に設けられ、前記第２カムフォロアと
   係合して前記載物台に前記第３回転軸を中心とする首振
   りおよび前記第１回転軸の径方向に沿うスライド移動を
   行わせ、これにより前記該載物台に前記固定軸周りの間
   欠回転運動を行なわせる端面溝カムからなる第２カム
   と、を備えたことを特徴とするカム装置。