JPH075953Y2 - カム機構 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、ねじりばねをシヤーシなどの所定の位置に装
着する場合に好適に実施されるねじりばね装着機に関す
る。

従来の技術 従来から、ねじりばねをシヤーシなどの所定の位置に装
着する作業はピンセツトなどの工具を使用して次に示す
ように手作業で行なつていた。シヤーシなどに設けられ
る軸を、Ｕ字状に折り曲られた金属板などの部材の対向
する面に形成された挿通口に挿入する。このとき金属板
などの部材の対向面間の軸回りにはねじりばねが挿入さ
れている。このねじりばねの一端は前記部材に形成され
る係止突起に係止される。作業者は前記ねじりばねの他
端部をピンセツトなどの工具で挟み、ねじりばねのばね
力に抗して角変位させる。前記シヤーシには、このねじ
りばねの他端部の係止されるべき予め定めた係止位置に
係止突起が設けられており、この係止突起にねじりばね
の他端部を係止させる。このようにしてねじりばねがシ
ヤーシに装着される。

考案が解決しようとする課題 上記従来技術では、ねじりばねの他端部をシヤーシに設
けられた係止突起を超えてばね力に抗して角変位させな
ければならない。したがつて前記係止突起に係止される
側とは反対側への接触を避けて、ねじりばねの他端部を
変位させなければならず、ねじりばねの軸線方向にも変
位させる必要がある。このような作業には熟練を要し、
特にばね力の強いねじりばねが使用される場合には作業
は困難を極め、長時間を要する。

この作業を自動化するための他の先行技術は、特開昭60
-221226に開示されている。この先行技術では、上述の
ねじりばね装着時の複雑な動作を実現するために、３つ
のエアシリンダと２つのロータリアクチユエータを備え
ており、複雑なタイミングを制御する必要があるという
大きな問題がある。

他の先行技術は、特開昭61-121843に開示されており、
この先行技術では、ねじりばねを装着するための駆動源
の具体的な構成が開示されておらず、構成の簡略化のた
めの工夫がない。

本考案の目的は、ねじりばね装着機などの複雑な動作を
簡便な構成で実現することができるようにしたカム機構
を提供することである。

課題を解決するための手段 本考案は、軸６と、 軸６を回転自在に支持する本体25と、 本体25に設けられ、軸６を角変位駆動するロータリアク
チユエータ手段２〜５と、 軸６が挿通し、軸６の軸線方向に変位自在であつて、か
つ軸６の回転方向に軸６とともに角変位する支持部材12
と、 支持部材12に設けられ、軸６の一方端部側に延び、作業
を行う作業部材13と、 支持部材12に、軸６の他方端部側にばね力を与えるばね
15と、 軸６が挿通し、軸６の軸線方向に支持部材12よりも軸６
の他方端部側で、軸６のまわりに回転自在に設けられる
角変位部材７と、 カム手段であつて、このカム手段は、軸６の軸線方向に
臨んで軸線方向の位置が周方向に変化しているカム面９
を有するカム８と、カム面９に対向するホロア10とを有
し、角変位部材７と支持部材12との間に介在され、前記
ばね15によつてカム面９とホロア10とが圧接され、いず
れか一方（８または10）が角変位部材７に取付けられ、
いずれか他方（10または８）が支持部材12に取付けられ
るカム手段と、 本体25に一端部が設けられ、他端部が角変位部材７に連
結され、伸縮して角変位部材７を角変位駆動して角変位
部材７と支持部材12との相対的位置を変えるシリンダ手
段18〜24,28とを含むことを特徴とするカム機構であ
る。

作用 本考案に従えば、ばね装着機本体などの本体25には、ロ
ータリアクチユエータ手段２〜５によつて角変位駆動さ
れる軸６が支持されており、支持部材６は、この軸６の
軸線方向に変位自在であつて、かつ軸６の回転方向に軸
６とともに角変位し、この支持部材12は、ばね15によつ
て軸６の他方端部側（後述の第３図の実施例では上方）
にばね力が与えられ、さらに軸６のまわりに回転自在に
角変位部材７がシリンダ手段18〜24,28によつて角変位
駆動するように設けられ、角変位部材７と支持部材12と
の間にはカム手段が介在され、このカム手段のカム８ま
たはホロア10のいずれか一方は、角変位部材７に取付け
られ、カム８またはホロア10のいずれか他方は、支持部
材12に取付けられ、したがつてロータリアクチユエータ
手段２〜５によつて支持部材12が角変位されて、その支
持部材12に設けられて、たとえばねじりばね41の端部43
を係止する係止ピンなどのような作業を行う作業部材13
が角変位され、またシリンダ手段18〜24,28の伸縮駆動
によつて角変位部材７が角変位駆動されることによつ
て、その角変位部材７に取付けられているカム手段のカ
ム８またはホロア10の前記いずれか一方が角変位して、
これによつて前記いずれか他方が支持部材12を軸６の軸
線方向に変位し、こうして作業部材13が軸６の軸線方向
に変位される。このような構成では、ロータリアクチユ
エータ手段２〜５とシリンダ手段18〜24,28とを備え、
それらの動作のタイミングをとつて作業部材13の動作を
行わせることが容易であり、したがつて作業部材13の比
較的複雑な動作を、簡便な構成で実現することができる
ようになる。

実施例 第１図は、本考案の一実施例のカム機構が備えられるね
じりばね装着機１の一部構成を示す斜視図である。ねじ
りばね装着機１はロータリアクチユエータ２と歯車4,5
と、シリンダ24と、駆動片18と、角変位部材７と、端片
カム８と、支持部材12と、ピン13とを含んで構成され
る。ロータリアクチユエータ２はたとえば空気圧などに
よつて出力軸３を角変位する。このロータリアクチユエ
ータ２の出力軸３は歯車４に連結され、この歯車４は歯
車５と噛み合つている。ロータリアクチユエータ２およ
び歯車4,5を含んで角変位駆動手段が構成される。

歯車５は軸６に固定されており、ロータリアクチユエー
タ２の出力軸３が角変位されることによつて軸６も連動
して角変位する。

支持部材12は軸６の長手方向すなわち軸線方向に変位自
在で軸６の回転方向に軸６とともに角変位するように支
持され、支持部材12の第１図下方にはピン13が固定され
る。ピン13の端部には後述するねじりばねの端部を係止
するための凹部14が形成される。このようにロータリア
クチユエータ２の角変位によつて動力が出力軸３、歯車
4,5、および軸６を介して支持部材12に伝達され、ピン1
3が角変位される。

シリンダ24に対して矢符33で示される方向あるいは矢符
34で示される方向に変位可能なピストン棒23は駆動片18
に接続される。駆動片18には長孔19,20および切欠き21,
22が形成される。たとえば切欠き22には角変位部材７に
形成される突起28が緩挿されている。

角変位部材７は軸受け16によつて軸６と角変位可能に支
持され、この角変位部材７の第１図下部には端片カム８
が固定される。端片カム８のカム面９には前述した支持
部材12に固定されるホロア10のローラ11が接している。
支持部材12は、ばね15によつて第１図上方にばね付勢さ
れ、これによつてローラ11はカム面９に圧接される。

このようにピストン棒23に接続された駆動片18がシリン
ダ24に対して矢符33または矢符34で示される方向に変位
することによつて、角変位部材７はこの角変位部材７に
固定される端片カム８とともに角変位する。端片カム８
の角変位に伴つて、後述するような段差を有するカム面
９とローラ11との接触位置が変位し、これによつて支持
部材12が第１図上下方向に変位され、ピン13が軸方向に
変位される。

第２図は、ピン13の動作を説明するための図である。最
初に、後述する昇降機40によつてピン13を含むねじりば
ね装着機１の主要部全体は矢符61で示される方向に変位
され、所定の位置で停止される。次にロータリアクチユ
エータ２によつて出力軸３が角変位し、これによつてピ
ン13は、矢符62で示されるように変位する。このときロ
ーラ11はカム面９に沿つて移動するためにピン13は軸線
方向にも移動する。次に駆動片18はシリンダ24に対して
第１図矢符34で示される方向に変位され、これによつて
ピン13は矢符63で示されるように軸方向に変位する。こ
の後、再びロータリアクチユエータ２が回転駆動され、
これによつてピン13は矢符64で示されるように変位す
る。この矢符64で示される変位の途中でピン13に係止さ
れているねじりばねの端部はシャーシなどに固定される
係止片30に係止される。この後駆動片18は矢符33で示さ
れる方向に変位され元の位置に戻る。このときピン13は
変位されない。最後に後述する昇降機40によつてピン13
を含むねじりばね装着機１の主要部は矢符65で示される
方向に変位する。

第３図は、ねじりばね装着機１の主要部の構成を示す断
面図である。ロータリアクチユエータ２の出力軸３の上
部にはレバー35が固定され、このレバー35がストツパ36
に当接することにより、後述するように出力軸３の角変
位する変位角が調整される。出力軸３に固定される歯車
４には前述した歯車５の他に歯車5bが噛み合つており、
この歯車5bは、歯車５と同様な構成の歯車5aと噛み合つ
ている。歯車5bはこの歯車5aの回転方向を変えるために
設けられている。歯車5aの第３図下方の構成は前述した
第１図示の構成と同様であり、同一の数字にａを付した
参照符を用いて表わす。

歯車５は軸６に固定され、この軸６とともに本体25に対
して軸受26,27によつて角変位可能に支持される。また
角変位部材７は軸受16によつて軸６に対して回転可能に
支持され、受け部材29によつて第３図の上下方向に固定
される。

前述したように支持部材12は、軸６とともに角変位し、
上下方向には変位自在に取付けられ、ホロア10が固定さ
れる。ホロア10の上方にはローラ11が備えられ、これに
よつて支持部材12はカム面９に沿つて軸６の長手方向に
変位する。また支持部材12においてホロア10の径方向反
対側には第３図下方に向かつてピン13が支持されてい
る。軸６の下部には押圧部材55が取付けられる。

押圧部材55は本体53とばね52と作動片54とを含んで構成
され、本体53には２つの長孔37,38が形成される。この
長孔37,38には軸６に設けられた係止棒39が緩挿され、
これによつて本体53は軸６に係止される。本体53と支持
部材12との間にはばね15が備えられ、これによつて支持
部材12は第３図上方に押圧され、ローラ11がカム面９に
圧接される。

ばね52は軸６の底面と作動片54との間に取付けられ、作
動片54を第３図下方に押圧する。作動片54は本体53によ
つて係止されている。このばね52はばね15よりばね定数
が小さく選ばれる。

作動片54近傍には光フアイバ32が固定され、この光フア
イバ32は、発光素子と受光素子とから成る検出器31に接
続される。この検出器31は本体25に固定される。このよ
うな光フアイバ32と検出器31とは光センサを構成し、作
動片54が本体53に対してばね52のばね力に抗して第３図
下方より上方に押圧されていることを検出する。

第４図は、ねじりばね装着機１の側面図である。昇降機
40はストツパ用シリンダ71とストツパ76,99とピストン
棒である案内棒73と昇降用シリンダ74と支持体75とから
構成される。案内棒73は支持体75に固定され、これらに
対して昇降用シリンダ74は、空気圧などによつて第４図
上下方向に変位する。この昇降用シリンダ74にはねじり
ばね装着機１の本体25が接続される。ねじりばね装着機
１の主要部は本体25に固定あるいは支持されているの
で、昇降用シリンダ74の変位とともに第４図上下方向に
変位される。ねじりばね装着機１の主要部の第４図下方
向への変位が停止される位置は２ケ所ある。まず第１の
停止位置は、ストツパ用シリンダ71が矢符100で示され
る方向に変位した状態で昇降シリンダ74が下方に変位
し、昇降シリンダ74に固定されているストツパ76と当接
片72とが当接した位置である。また第２の停止位置は、
第１の停止位置にある状態からストツパ用シリンダ71が
矢符101に変位して昇降シリンダ74の下端部74aがストツ
パ99の先端に当接した位置である。それぞれストツパ7
6,99を調整することにより、第１および第２の停止位置
を調整することができる。第１の停止位置は、後述する
ワーク45が第７図（１）に示すように正常な位置である
かあるいは第７図（２）に示すように異常な位置である
かのいずれの状態かを検出するための位置であり、第２
の停止位置はワーク45が第７図（１）の状態であること
を確認した後、さらに、ねじりばね装着機１を下方に変
位させ、ねじりばね41を係止片30に装着するときの停止
位置である。このとき、ワーク45が浮き上がるのをばね
15と押圧部材55により防いでいる。

第５図は、ねじりばね装着機１の平面図である。前述し
たようにロータリアクチユエータ２の出力軸３にはレバ
ー35が固定され、このレバー35は出力軸３の角変位とと
もに第５図実線で示される位置から仮想線58で示される
位置まで、すなわち変位角θだけ角変位する。仮想線58
で示される停止位置はストツパ36を操作することによつ
て調節することができる。またレバー35が第５図実線で
示される位置にあることは、検出器60によつて検出さ
れ、仮想線58で示される停止位置にあることは検出器59
によつて検出される。このようにしてレバー35の位置を
検出することによつて一連の動作を確実に行なうことが
できる。たとえばレバー35が第５図実線で示される位置
から矢符66で示される方向に角変位し、仮想線58で示さ
れる位置に達したことが検出器59によつて検出される
と、前述したようにピストン棒23はシリンダ24に対して
矢符34で示される方向に変位する。

このシリンダ24はブラケツト51に固定され、ブラケツト
51は本体25に固定される。したがつてピストン棒23は本
体25に対して矢符34の方向に変位すると、これによつて
角変位部材７および角変位部材7aが矢符78および矢符80
で示される方向にそれぞれ角変位される。こうして前述
したようにピン13およびピン13aは軸方向にそれぞれ変
位される。

また逆にレバー35が仮想線58で示される位置から矢符81
で示される方向に角変位し、第５図実線で示されるまで
角変位されたことが検出器60によつて検出された場合に
は、ピストン棒23は矢符33で示される方向に変位され
る。これによつて角変位部材７および角変位部材7aは矢
符77および矢符79で示される方向にそれぞれ角変位し、
初期位置に戻る。

第６図は、第３図の切断面線VI-VIから見た断面図であ
る。ピストン棒23には駆動片18が固定され、ピストン棒
23の変位とともに変位する。この駆動片18には長孔19,2
0と切欠き21,22が形成されている。長孔19にはピン90が
緩挿され、長孔20にはピン91が緩挿されており、ピスト
ン棒23の変位に従つて駆動片18は長孔19,20で案内され
て変位する。

また切欠き21,22には角変位部材7a,7にそれぞれ設けら
れる突起28a,28が緩挿されており、これによつて駆動片
18の変位とともに角変位部材７および角変位部材7aが角
変位される。たとえばピストン棒23が矢符33で示される
方向に変位すると、角変位部材7a,7は矢符77,79で示さ
れる方向にそれぞれ角変位する。

逆にピストン棒23が矢符34で示される方向に変位する
と、角変位部材7a,7は矢符78,80で示される方向に角変
位する。

この角変位部材７に固定される端片カム８の周方向展開
図は第10図（１）に示されている。端片カム８のカム面
９は、軸６の軸線方向に垂直で段差１を有する２つの
面93,95と、この２つの面93,95を接続し、側面との境界
が螺線の一部を形成する面94とを有している。角変位部
材７の角変位に伴つて端片カム８が矢符79,80で示され
る方向に角変位されるので、ローラ11は、面94に圧接さ
れているときには、支持部材12を介してこのローラ11に
接続されているピン13とともに第10図（１）の下方向あ
るいは上方向に変位される。

前述したように昇降機40によつてねじりばね装着機１の
主要部が第４図下方に変位されると、前述した第１の停
止位置において押圧部材55の作動片54は第７図（１）に
示されるようにワーク45とわずかに隙間を設けるか、わ
ずかに当接するようにする。このワーク45はＵ字状の金
属板などであつて、対向する面には大径の挿通孔47と小
径の挿通孔46とがそれぞれ形成されている。この挿通孔
47には軸49が貫通され、挿通孔46には軸49の先端部小径
部が嵌まり込んでいる。軸49の大径部にはコイル状のね
じりばね41が嵌まり込んでおり、このねじりばね41の一
端部42はワーク45に形成される係止片48に係止される。
ねじりばね41の端部43は後述するようにピン13によつて
係止される。

押圧部材55の作動片54の近傍には本体25に固定される光
フアイバ32が設けられており、これによつて作動片54の
本体53との位置関係が検出される。すなわちたとえば第
７図（２）に示されるように軸49の先端小径部が挿通孔
46に嵌まり込んでいない場合には、作動片54は第７図上
方に押し上げられる。このとき、ばね52の収縮だけによ
つてワーク45を押圧するように、ストツパ76によつて停
止する第１の停止位置が調整されている。このような状
態が光フアイバ32によつて検出されると、ねじりばね装
着機１はたとえば動作を停止するなどして異常状態を警
示するように構成されている。

第８図は、歯車4,5,5a,5bの動作を説明するための図で
ある。ロータリアクチユエータ２の出力軸３に接続され
ている歯車４は、歯車５および歯車5bと噛み合つてい
る。また歯車5bは歯車5aとも噛み合つている。したがつ
てたとえば歯車４が矢符66で示される方向に角変位する
と、歯車5,5bは矢符67,68で示される方向にそれぞれ角
変位し、歯車5aは歯車５とは逆方向、すなわち矢符69で
示される方向に角変位する。このようして本実施例にお
いては歯車５に対応して１つのねじりばねを装着するた
めの構成と歯車5aに対応して別のねじりばねを装着する
ための構成とが個別的に設けられ、同時に２つのねじり
ばねを装着することができるようになつている。

歯車5,5aは角変位する方向には軸6,6aを介して支持部材
7,7aにそれぞれ固定されており、したがつてピン13,13a
は歯車5,5aの角変位とともに角変位される。

第９図は、このようなねじりばね装着機１の動作を説明
するための図である。前述した昇降機40によつてピン13
が第９図下方に矢符61で示されるように前述した第２の
停止位置まで変位される。このときワーク45は押圧部材
55によつて押圧固定される。このときの端片カム８のカ
ム面９とローラ11との位置関係は第10図（１）に示され
ている。

次にロータリアクチユエータ２の角変位とともにピン13
の凹部14は矢符62で示される方向に変位される。このと
き位置P1において凹部14はねじりばね41の端部43を係止
し、ねじりばね41によつてばね付勢される方向とは逆方
向に端部43を変位する。ローラ11は、面93,94,95と順に
移動され、第10図（２）に示される位置関係となる。こ
のときのねじりばね41の端部43は第９図仮想線96で示さ
れている。

この後、シリンダ24によつてピストン棒23が変位される
とともに端片カム８が矢符80で示される方向に角変位
し、これによつてピン13はローラ11とともに矢符63で示
されるように第９図下方に変位する。第10図（３）に示
されるように、このときローラ11は面94の中央部付近に
接続されている。このときのねじりばね41の端部43の状
態は仮想線97で示される。

次にロータリアクチユエータ２が前述とは逆方向に角変
位すると、これによつてローラ11は面94上から面93上に
移動され、これによつてピン13の凹部14は矢符64で示さ
れる方向に変位する。この変位の途中で端部43は係止突
起30に係止され、端部43は第９図仮想線98で示される位
置に停止する。ピン13はねじりばね41から離反し、位置
P1に戻る。このときのローラ11の状態は第10図（４）に
示される。この後シリンダ24によつてピストン棒23が変
位されるとともに端片カム８が矢符79で示される方向に
角変位され、ローラ11と端片カム８との位置関係は第10
図（１）に示される初期状態に戻される。

この後昇降機40によつてピン13は第９図矢符65で示され
る方向に変位され、このようにしてねじりばね41はワー
ク45とともに係止突起30および軸49などが固定されるシ
ヤーシに装着される。

このように本実施例によれば、簡単な操作でねじりばね
41をシヤーシに装着することが可能になる。また、本実
施例においては、軸６回りの角変位とピン13の軸方向へ
の変位とを同時に行なえるように構成したのでピン13の
停止点を減少することができ、これによつて装置の構成
を簡単化することが可能となつている。

ピン13の先端の形状はねじりばね41の端部43を係止する
ことができるものであれば、他の形状であつてもよい。

本考案は、ねじりばね装着機に関連して実施されるだけ
でなく、その他の分野において広範囲に実施することが
できる。

上述の図示の実施例では、カム８が角変位部材７に取付
けられ、ホロア10が支持部材12に取付けられている構成
となつているけれども、本考案の他の実施例として、カ
ム８を支持部材12に取付け、ホロア10を角変位部材７に
取付ける構成としてもよい。

考案の効果 本考案によれば、ロータリアクチユエータ手段２〜５に
よつて軸６を角変位駆動し、これによつて支持部材12が
軸６とともに角変位されて、その支持部材12に設けられ
るねじりばね14の端部43を係止する係止ピンなどの作業
部材13が角変位され、またシリンダ手段18〜24,28によ
つて軸６のまわりに回転駆動されることによつてカム手
段は、支持部材12、したがつて作業部材13を軸６の軸線
方向に駆動し、このようにして作業部材13を軸６の軸線
方向に駆動し、かつ軸６のまわりに角変位する複雑な動
作を、簡便な構成によつて実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例のカム機構が備えられるねじ
りばね装着機１の一部の構成を示す斜視図、第２図はね
じりばね装着機１のピン13の動作を説明するための図、
第３図はねじりばね装着機１の主要部の構成を示す断面
図、第４図はねじりばね装着機１の側面図、第５図はね
じりばね装着機１の平面図、第６図は第３図の切断面線
VI-VIから見た断面図、第７図は押圧部55がワーク45を
押圧している状態を説明するための図、第８図は歯車4,
5,5a,5bの角変位態様を説明するための図、第９図はピ
ン13の動作を説明するための斜視図、第10図はローラ11
と端片カム８との位置関係を説明するための端片カム８
の周方向展開図である。 １……ねじりばね装着機、２……ロータリアクチユエー
タ、３……出力軸、4,5……歯車、６……軸、７……角
変位部材、８……端片カム、９……カム面、10……ホロ
ア、11……ローラ、12……支持部材、13……ピン、14…
…凹部、18……駆動片、23……ピストン棒、24……シリ
ンダ、25……本体、26,27……軸受け、28……突起、30
……係止片、40……昇降機、41……ねじりばね、42,43
……端部、45……ワーク、46,47……挿通孔、48……係
止片、49……軸、55……押圧部材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】軸６と、 軸６を回転自在に支持する本体25と、 本体25に設けられ、軸６を角変位駆動するロータリアク
   チユエータ手段２〜５と、 軸６が挿通し、軸６の軸線方向に変位自在であつて、か
   つ軸６の回転方向に軸６とともに角変位する支持部材12
   と、 支持部材12に設けられ、軸６の一方端部側に延び、作業
   を行う作業部材13と、 支持部材12に、軸６の他方端部側にばね力を与えるばね
   15と、 軸６が挿通し、軸６の軸線方向に支持部材12よりも軸６
   の他方端部側で、軸６のまわりに回転自在に設けられる
   角変位部材７と、 カム手段であつて、このカム手段は、軸６の軸線方向に
   臨んで軸線方向の位置が周方向に変化しているカム面９
   を有するカム８と、カム面９に対向するホロア10とを有
   し、角変位部材７と支持部材12との間に介在され、前記
   ばね15によつてカム面９とホロア10とが圧接され、いず
   れか一方（８または10）が角変位部材７に取付けられ、
   いずれか他方（10または８）が支持部材12に取付けられ
   るカム手段と、 本体25に一端部が設けられ、他端部が角変位部材７に連
   結され、伸縮して角変位部材７を角変位駆動して角変位
   部材７と支持部材12との相対的位置を変えるシリンダ手
   段18〜24,28とを含むことを特徴とするカム機構。