JPH0752444Y2 - カム装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、入力軸の回転運動を出力軸の間歇回転運動あ
るいは正逆回転運動に変換させるとともにその出力軸の
軸方向への往復運動に変換させるカム装置に関わり、よ
り具体的には各種の自動工作機械等に用いられるカム装
置に関する。

《従来の技術》 本出願人が先に提案したこの種のカム装置として、実開
昭60−31545号公報に記載されたものがある。当該提案
のカム装置は、第３図と第４図とに示すように、ハウジ
ング１に入力軸２と出力軸３とを直角に交差するように
配設してそれらを回転自在に軸支するとともに、出力軸
３は更にその軸方向に摺動移動自在に支持し、それら入
力軸２と出力軸３との間には入力軸２の等速回転運動を
出力軸３の正逆回転運動と軸方向への往復運動に変換す
るカム機構４を介設している。

カム機構４は入力軸２に固定されたローラギアカム５
と、出力軸３にスプライン嵌合されてハウジング１に回
転自在に支持されるとともにカムフォロアー６が上記ロ
ーラギアカム５の外周面に形成されたテーパリブ７に係
合される従節ターレット８と、ハウジング１に支点部が
回動自在に支持され力点部が上記ローラギアカム５の片
側端面に刻設された無端状の溝カム９に係合されるとと
もに作用点部が出力軸３の外周面に形成された溝10に係
合される揺動アーム11等からなっており、入力軸２が回
転するとテーパリブ７の入力軸方向への変位により従節
ターレット８が揺動して出力軸３が正逆回転され、かつ
揺動アーム11を介して出力軸３がその軸方向に往復移動
されるようになっている。

《考案が解決しようとする問題点》 ところで、上記提案のカム装置では、出力軸３のスプラ
イン軸部3aはその横断面が略三角形状に成形されてその
各頂点部にキー12が形成され、また従節ターレット８に
はその内周面に上記キー12に符合するキー溝13が刻設さ
れて、それらキー12とキー溝13との噛合部間にはボール
ベアリング14が介在されて従節ターレット８の回転力が
出力軸３に伝達されるようになっている。

ところが、従節ターレット８の回転力は３箇所のキー12
及びキー溝13を介して出力軸３に伝達されるようになっ
ているため、各キー12及びキー溝13に作用する伝達トル
クが大きくなり、キー12側の形状的な剛性上の問題から
そのスプライン軸部3aの耐久性に不安があった。

また、従節ターレット８の回転を正確に出力軸３に伝達
させるためには、組立て時に従節ターレット８のキー溝
13に合わせてスプライン軸部3aのキー12を高精度に研削
等で修正加工しなければならないが、キー12は形状的に
その加工が難しく、加工コストが嵩むという問題があっ
た。

本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その
目的は、従節ターレットと出力軸との間のスプライン嵌
合部の加工が容易で、かつそれらの間の動力伝達部の剛
性が高く、従節ターレットの回転を高精度に出力軸に伝
達できる耐久性の高いカム装置を提供することにある。

《問題点を解決するための手段》 本考案は上記の問題点を解決するために、ハウジングに
回転自在に軸支された入力軸と、この入力軸に固定され
て設けられ外周面上に所定の幾何学的曲線をなすテーパ
リブを有するとともに片側端面に所定の幾何学的曲線を
なす無端状の溝カムを有するローラギアカムと、上記入
力軸に直角に交差して配設され上記ハウジングに正逆回
転自在にかつ軸方向に摺動移動自在に軸支された出力軸
と、この出力軸に一体形成された横断面四角形状のスプ
ライン軸部と、このスプライン軸部に符合する横断面四
角形状のスプライン嵌合孔を有して該スプライン軸に直
接摺動自在に嵌合されて設けられるとともに上記ハウジ
ングに軸方向への移動を規制されて回転自在に軸支さ
れ、かつ前記スプライン嵌合孔の各摺動面にはその中央
部に軸方向に沿って油溝が形成された従節ターレット
と、この従節ターレットの外周面上に設けられて上記ロ
ーラギアカムのテーパリブカムに係合するカムフォロア
ーと、上記ハウジングに支点部が回動自在に軸支され力
点部が上記ローラギアカムの溝カムに係合されるととも
に作用点部が上記出力軸の外周部に形成された溝部に係
合される揺動アームと、を備えてカム装置を構成するも
のである。

《作用》 入力軸が回転すると、その回転角度に応じて揺動する揺
動アームによって出力軸はその軸方向に沿って往復移動
される。またこれと同時に、入力軸の回転角度に応じて
その入力軸の軸方向に変位するローラギアカムのテーパ
リブにより従節ターレットが正逆回転或いは間歇回転さ
れ、この従節ターレットの回転はこれに軸方向に摺動移
動自在にスプライン嵌合された出力軸に伝達される。こ
のとき、従節ターレットはこれに形成された横断面四角
形状のスプライン嵌合孔がスプライン軸部に直接接触し
てスプライン嵌合されているので、その従節ターレット
の回転力はスプライン軸部の４箇所の各角部のキーに分
散されつつも、効率良く高トルクで伝達される。また、
スプライン軸部はその各角部がキーとして機能するので
形状的にその剛性が高められており、この結果、その耐
久性は可及的に向上されている。更に、スプライン嵌合
孔の各摺動面の中央部に軸方向に沿って油溝が設けられ
ているから、キー及びキー溝間に十分な潤滑油を供給で
き、焼き付の発生を可及的に防止し得る。

また、スプライン軸部は横断面が四角形状なので、従節
ターレット側のキー溝に合わせて高精度に研削等で修正
加工することが容易で、もってそれらのスプライン嵌合
部の遊びを最少にして従節ターレットの回転を正確に出
力軸に伝達できるようになる。

《実施例》 以下に本考案の好適な一実施例を添付図面に基づき詳述
する。

第１図は本考案に係るカム装置の正断面図であり、第２
図（Ａ）は第１図中のII−II線矢視断面図であり、同図
（Ｂ）はその要部の部分拡大図である。

図示するように、カム装置21はハウジング22と、このハ
ウジング22に回転自在に軸支された入力軸23と、この入
力軸23に直角に交差するように配設されてそのハウジン
グ22に回転自在にかつ軸方向に摺動移動自在に軸支され
た出力軸24と、それら入力軸23と出力軸24との間に介設
されて入力軸23の回転運動をその出力軸24の間歇回転運
動とその軸方向への往復運動とに変換して伝達するカム
機構25とからなり、このカム機構25は次のように構成さ
れている。

即ち、入力軸23はハウジング22に水平方向に配設されて
おり、この入力軸23にはこれに同軸にローラギアカム26
が固定されている。そしてこのローラギアカム26の外周
面26aには上記入力軸23の回転角度に応じてその入力軸2
3の軸方向に沿って変位する螺旋状の所定の幾何学的曲
線を有するテーパリブ27が形成されている。

一方、上記出力軸24は垂直方向に配設されてハウジング
22にその対向する２ケ所で軸支されている。即ち、この
出力軸24の上部側はハウジング22に形成された軸受け部
36を貫通して、当該軸受け部36によって回転と軸方向へ
の往復直線移動が許容されて軸支されている。また、こ
の出力軸24の下端部にはスプライン軸部24aが形成さ
れ、このスプライン軸部24aにはこれに同軸上に摺動移
動自在に嵌合されて出力軸24の軸方向への移動を許容す
る従節ターレット28が設けられており、この従節ターレ
ット28は下端の外周面がハウジング22にベアリング29を
介して正逆回転自在にかつ軸方向への移動を規制されて
軸支されている。つまり、出力軸24の下端部は従節ター
レット28を介してハウジング22に回転自在に、かつ軸方
向への往復移動を許容されて軸支されている。

また、従節ターレット28の上端の外周面にはその円周上
に等間隔をあけてカムフォロアー30が複数個配設されて
おり、これらのカムフォロアー30は相隣りあう２つが順
次上記螺旋状のテーパリブ27に係合してこのテーパリブ
27をその上下の両側から挟持するようになっている。

また、上記ローラギアカム26の片側端面26bには、入力
軸23の回転角度に応じてその軸芯からの距離が変位する
所定の幾何学的曲線を有する無端状の溝カム31が刻設さ
れている。また、そのローラギアカム26の片側端面26b
に対面してその側方には一端の支点部32aがハウジング2
2に回動自在に軸支された揺動アーム32が設けられてお
り、この揺動アーム32はその略中央部の力点部32bに設
けられた第１転子33が上記ローラギアカム26の溝カム31
に係合され、他端の作用点部32cに設けられた第２転子3
4が上記出力軸24の外周側に形成された環状の溝部35に
係合されている。そして、この溝部35は出力軸24の２ケ
所の軸支部間、即ちハウジング22の軸受け部36と従節タ
ーレット28との間に設けられている。

従ってこのカム装置21では、入力軸23が回転すると、ロ
ーラギアカム26の片側端面26bの溝カム31に係合された
揺動アーム32がその回転角度に応じて上下に揺動し、こ
の揺動アーム32の揺動はハウジング22の軸受け部36と従
節ターレット28とに摺動自在に支持された出力軸24に伝
達されて、出力軸24はその軸方向に沿って上下に往復運
動されるようになっている。

またこれと同時に、ローラギアカム26のテーパリブ27は
入力軸23の回転角度に応じてその入力軸23の軸方向に変
位し、この変位に応じてそのテーパリブ27にカムフォロ
アー30が係合された従節ターレット28は、そのカムフォ
ロアー30が順次そのテーパリブ27に係合してそのテーパ
リブ27の外形状に相応して間歇回転運動される。そして
この従節ターレット28の回転運動はこの従節ターレット
28の内側面にスプライン嵌合された出力軸24に伝達さ
れ、出力軸24はその軸方向に往復運動されるとともにそ
の軸回りに回転運動されるようになっている。

ところで、第２図（Ａ），（Ｂ）に示すように上記出力
軸24のスプライン軸部24aはその横断面が正方形をなす
四角形状に成形されて、その各角部がキー37として形成
されている。また、これに伴い従節ターレット28の内周
面には、その四角形状のスプライン軸部24aに符合され
て同様に横断面四角形状を呈するスプライン嵌合孔28a
が形成されている。

即ち、このスプライン嵌合孔28aの４つの角部は、上記
スプライン軸部24aの各角部のキー37が噛合するキー溝3
8になっていて、スプライン軸部24aと従節ターレット28
とは直接接触して摺動自在にスプライン嵌合されてい
る。更に、スプライン嵌合孔28aの各摺動面には、その
中央部に軸方向に沿って油溝28bが形成されている。

つまり、それらスプライン軸部24aと従節ターレット28
との間にはボールベアリング等が介在されておらず、部
品点数の減少化とこれに伴う省スペース化が計られてい
る。

またスプライン軸部24aはその横断面が四角形状に成形
されているので従節ターレット28側に形成するキー溝38
に合わせて汎用の平面研削盤などで高精度に研削加工等
で修正・後加工することが容易で、そのスプライン嵌合
部の加工コストを可及的に低減できるようになるととも
に、スプライン軸部24aと従節ターレット28との間の遊
びを最少にして従節ターレット28の回転を正確に出力軸
24に伝達できるようになる。

また、スプライン軸部24aはその横断面四角形状の各角
部がキー37として形成されるので、形状的にそのキー37
の剛性は高められ、かつ従節ターレット28の回転力はそ
の各角部の４箇所のキー37に分散されて伝達されるの
で、それらスプライン軸部24aと従節ターレット28との
動力伝達部の耐久性を可及的に向上できるようになる。
そればかりか、スプライン軸24の各角部の頂点をキー37
にして従節ターレット28から回転力が伝えられるので、
その伝達効率が良く、高トルクが得られる。更に、キー
37及びキー溝38間には油溝28b内に溜めた潤滑油を十分
に供給し得るから、焼き付きを防止し得る。また、油溝
はスプライン嵌合孔の摺動面の中央部に軸方向に沿って
形成するので、加工が容易である。

また更に、出力軸24はハウジング22に２カ所で軸支さ
れ、その軸支部間の外周に揺動アーム32の作用点部32c
を係合させる溝部35を設けているので、当該出力軸24の
太さやその軸受け部材（従節ターレット28及び軸受け部
36）の大きさをを大きくすることなく出力軸24の支持剛
性を高く保持し得、揺動アーム32の揺動運動を出力軸24
の往復直線運動に円滑に変換して伝達することができる
とともに、カム装置21の小型軽量化を可及的に図ること
ができる。

尚、図示しないが、ローラギアカムのテーパリブは無端
状に形成し、このテーパリブに従節ターレットのカムフ
ォロアーを係合させて、出力軸を正逆回転させるように
しても良い。この場合、従節ターレットに設けるカムフ
ォロアーは１つ乃至２つで良い。

《効果》 以上要するに本考案によれば、出力軸のスプライン軸部
の横断面を四角形状に成形してその各角部をキーとする
一方、従節ターレットの内側面には同じく四角形状を呈
するスプライン嵌合孔を設けてその各角部をキー溝にし
てそれらを直接摺動移動自在にスプライン嵌合させ、更
にスプライン嵌合孔の各摺動面には、その中央部に軸方
向に沿って油溝を形成しているので、スプライン軸の各
角部の頂点を有効に利用して従節ターレットからスプラ
イン軸に効率良く回転力を伝達することができ、高トル
クが得られるばかりか、キー及びキー溝間には油溝内に
溜めた潤滑油を十分に供給でき、それらに焼き付きが生
じるのを防止できる。また、油溝はスプライン嵌合孔の
摺動面の中央部に軸方向に沿って形成するので、加工が
容易である。

また、スプライン軸部のキーは形状的にその剛性が高め
られており、かつ従節ターレットの回転力はその各角部
の４箇所のキーに分散されて伝達されるので、それらス
プライン軸部と従節ターレットとの動力伝達部の耐久性
を可及的に向上できるようになる。

また、そのスプライン軸部を従節ターレット側のキー溝
に合わせて高精度に修正加工することが容易になり、こ
の結果、従節ターレットとスプライン軸部との間の遊び
を最少にして従節ターレットの回転を正確に出力軸に伝
達できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るカム装置の好適な一実施例を示す
正断面図、第２図（Ａ）は第１図中のII−II線矢視断面
図、第２図（Ｂ）は同図（Ａ）中に示される要部の部分
拡大図、第３図と第４図は従来のカム装置の断面図であ
る。 22……ハウジング、23……入力軸、24……出力軸 26……ローラギアカム、27……テーパリブ、31……溝カ
ム 24a……スプライン軸部、28……従節ターレット、28a…
…スプライン嵌合孔 28b……油溝、30……カムフォロアー、32……揺動アー
ム 35……出力軸の構造

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジングに回転自在に軸支された入力軸
   と、この入力軸に固定されて設けられ外周面上に所定の
   幾何学的曲線をなすテーパリブを有するとともに片側端
   面に所定の幾何学的曲線をなす無端状の溝カムを有する
   ローラギアカムと、上記入力軸に直角に交差して配設さ
   れ上記ハウジングに正逆回転自在にかつ軸方向に摺動移
   動自在に軸支された出力軸と、この出力軸に一体形成さ
   れた横断面四角形状のスプライン軸部と、このスプライ
   ン軸部に符合する横断面四角形状のスプライン嵌合孔を
   有して該スプライン軸に直接摺動自在に嵌合されて設け
   られるとともに上記ハウジングに軸方向への移動を規制
   されて回転自在に軸支され、かつ前記スプライン嵌合孔
   の各摺動面にはその中央部に軸方向に沿って油溝が形成
   された従節ターレットと、この従節ターレットの外周面
   上に設けられて上記ローラギアカムのテーパリブカムに
   係合するカムフォロアーと、上記ハウジングに支点部が
   回動自在に軸支され力点部が上記ローラギアカムの溝カ
   ムに係合されるとともに作用点部が上記出力軸の外周部
   に形成された溝部に係合される揺動アームと、を備えた
   ことを特徴とするカム装置。