JPH0893874A - 一動作往復揺動カム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 直進カムの往または復の一動作をターレット
の往復揺動に変換することにより、バックラッシのない
正確なターレットの揺動角度を得る。 【構成】 表面及び裏面にそれぞれローラ３−１、３−
２を有し回転軸４を中心として回転運動可能なターレッ
ト３と、ローラー３−１、３−２に接しつつターレット
３の回転軸と直角方向に往復直線運動可能な山形状のカ
ム面をもつカム板８と谷形状のカム面をもつカム板９を
結合した直進カム２とからなり、直進カム２の往または
復の一動作をターレット３の往復揺動に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は直線運動を揺動運動に変
換するカム装置に係り、特に、直進カムの往または復の
一動作をターレットの往復揺動に変換する一動作往復揺
動カム装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用の自動機械において、揺動運動は
物品の分配、切り換え、振り分け等の種々の構成の基本
出力機器として数多く利用されている。揺動運動は基本
的には、揺動レバーが一端部を回転中心として或る範囲
（角度範囲）内で回転運動するものである。

【０００３】揺動運動を得る方法としては、モータなど
の回転原動機の出力軸に角度検出器を設け、出力軸の回
転角度が一定範囲で往復するように制御し、揺動レバー
の一端部をその原動機の出力軸に固定することにより揺
動運動を出力することが知られている。しかしながら、
この構成は揺動角度の調節等に柔軟性があるが、原動機
に電磁ブレーキ付レバーシブルモータ、パルスモータ、
及びサーボモータ等の特殊かつ複雑で高価なものが必要
になるという欠点があり、あまり汎用的ではない。

【０００４】これに対して、直線運動を揺動運動に変換
する他の例としては、図１２に示すラックとピニオンと
からなる機構が知られている。図１２において、複動型
エアシリンダ３１より往復駆動されるラック３２は、レ
バー３５が回転軸３４に設けられたピニオン３３を往復
回転運動させる。

【０００５】まず、電磁弁３６を通電状態（ＯＮ）にす
ると、エアシリンダ３１のＡポート３１−１へ圧縮空気
供給源３７から圧縮空気が供給され、ピストン３１−３
が左行し、ピストンロッド３１−４を介してラック３２
が同方向へ滑動し、ラック３２とかみ合うピニオン３３
は時計方向へ回転する。このときＢポート３１−２は電
磁弁３６の排気口ＥＢに接続され排気状態となる。

【０００６】次いで、ピストン３１−３が行程の左端に
到着後、電磁弁３６を非通電状態（ＯＦＦ）とすると、
エアシリンダ３１のＢポート３１−２へ圧縮空気が供給
されるとともにＡポート３１−１が排気口ＥＡと接続し
て排気状態となり、ピストン３１−３が右行し、ピスト
ンロッド３１−４を介してラック３２が同方向へ滑動
し、ピニオン３３は反時計方向へ回転する。こうして時
計方向と反時計方向と交互に回転するピニオン３３の回
転軸３４に設けられたレバー３５は往復揺動運動を行
う。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のラックとピニオンとを用いた機構をエアシリンダを
用いて駆動する場合、次の（１）〜（６）の各項に示す
問題点が生じる。 （１）レバーの往復揺動運動を高速に行わせようとする
場合、エアシリンダ内に流入する空気の伝搬速度による
遅れ、シリンダの排気側の背圧の影響、ピストン及びこ
れに駆動される系の慣性等がエアシリンダの往動作及び
復動作をそれぞれ妨げるために、エアシリンダの往復動
作の繰り返し限界が約１［秒］となり、高速繰り返し動
作ができない。往復動作の高速化のため、ピストンがス
トロークエンドに達する前に圧縮空気の方向を切り換え
ると、ピストンストロークが一定とならず、この結果と
してレバーの回転角が一定とならず、所定角度の回転を
行わずに戻り始める。

【０００８】（２）ピストンをストロークエンドまで駆
動する場合には、ピストンが一定速度でストロークエン
ドに衝突するため、衝撃的な加速度が発生する。特に直
線運動から回転運動に駆動力を変換する機構にラック・
ピニオンを用いると、その噛合い部には必ずバックラッ
シがあるため、衝撃的な加速度により、各動力伝達部材
に振動が発生する。この振動は、往復動作が高速になる
ほど激しくなり、出力軸とレバーとを固定している締結
部分に、繰返し微振動による摩耗や緩みが生じる。この
ため、点検保守が欠かせず、増し締めや摩耗部品の交換
等が必要になる。

【０００９】（３）図１３に示す不良品排出コンベアの
往復揺動運動の復路において、揺動レバー４５により物
品４６等を動かす場合、エアシリンダの圧縮空気供給側
の反対側の排気が遅いとシリンダ背圧が抵抗となり、所
定トルクの発生が遅れる。従って、物品を動かすタイミ
ングがずれて、次の物品と揺動レバーが干渉することが
ある。図１３において、コンベア速度がｖ、物品間の間
隔をＬｐとすれば、１サイクルの揺動レバーの動作は、
ｔ＝Ｌｐ／ｖ以内に完結する必要がある。

【００１０】（４）また、図１３の不良品排出コンベア
のようなコンベア上の物品を揺動レバーで押し動かす場
合、揺動レバーの動きは徐々に速くなり一定速度に達し
た後、この速度で衝突停止する。従って、物品は加速さ
れた状態で突き飛ばされるので、物品底面とコンベア上
面との摩擦状況、物品を押し動かすタイミング及び物品
の形状・重量等にばらつきがあると、物品は所定位置よ
り外れた所に移送されてしまう。

【００１１】（５）エアシリンダの両ストローク端にお
いて、ラック・ピニオン間のバックラッシにより、揺動
レバーのガタつきを生じる。また市販のエアシリンダに
はストロークのばらつきがあり、揺動レバーの正確な回
転角度を得るためには、エアシリンダのストロークを規
正する外部ストッパが必要となる。

【００１２】（６）揺動レバーが物品に衝突する際、物
品の質量及び衝突速度の自乗に比例する運動エネルギー
がラック・ピニオンの噛合い点に作用し、両者の歯面同
志が振動により擦れ摩耗を生じる。

【００１３】本発明は前記従来の問題点を解消するべく
なされたものであって、高速な往復揺動運動を可能に
し、出力軸の回転角度を正確に制御し得るとともに、停
留位置でのガタを無くして位置決め不良を無くし、加減
速の影響による振動を無くし、摩耗するところがなく点
検保守を容易にした一動作往復揺動カム装置を提供する
ことを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を有する。すなわち請求項１の発
明は、表面及び裏面にそれぞれローラを有し回転運動可
能なターレットと、該ターレットの前記ローラーに接し
つつ該ターレットの回転軸と直角方向に往復直線運動可
能な２枚のカム板を結合した直進カムとからなり、該直
進カムの往または復の一動作を前記ターレットの往復揺
動に変換する一動作往復揺動カム装置であって、前記ロ
ーラは、前記ターレットの第１の面に配設された第１の
ローラと、前記ターレットの第２の面に配設された第２
のローラとからなり、さらに前記ターレットの回転中心
から直進カムの進行方向に直角に降ろした垂線の両側に
各ローラの回転中心が位置し、前記直進カムは、前記往
復運動の方向と平行に配設されかつ互いに結合された第
１及び第２のカム板からなり、該第１のカム板には山形
状のカム部が形成され、該第２のカム板には谷形状のカ
ム部が形成され、前記第１のローラが前記第１のカム板
のカム面を転動し、前記第２のローラが前記第２のカム
板のカム面を転動し、一方のローラが一方のカム板の上
り行程に接するとき、他方のローラが他方のカム板の下
り行程に接し、前記直進カムの直線運動に連れて前記タ
ーレットが一方向に回転し、かつ前記直線運動の途中に
おいて、それぞれのローラが接しているカムの勾配が上
りから下りへ、またはその逆に下りから上りへ切り換わ
るとともに前記ターレットの回転方向が反転することを
特徴とする一動作往復揺動カム装置である。

【００１５】請求項２の発明は、一表面に山形状の溝と
谷形状の溝とが形成され往復直線運動可能な溝カム板
と、該溝カム板の一表面に対向して位置され、かつ、一
表面に垂直な回転軸を中心に回転動するターレットとを
備え、前記溝カム板の往または復の一動作を前記ターレ
ットの往復揺動に変換する一動作往復揺動カム装置であ
って、前記山形状の溝と谷形状の溝のそれぞれに対向し
て前記ターレットから前記溝カム板に突出して保持され
た円端となる被動体と、それぞれの被動体が対応する溝
に挿入されている状態で溝カム板をターレット回転軸に
対して垂直方向に移動可能にする移動支持部とを有する
とともに、前記一方の被動体が一方の溝の上り行程に接
するとき、他方の被動体が他方の溝の下り行程に接し、
前記溝カム板の直線運動に連れて前記ターレットが一方
向に回転し、かつ前記直線運動の途中において、それぞ
れの被動体が挿入されている溝の勾配が上りから下り
へ、またはその逆に下りから上りへ切り換わるとともに
前記ターレットの回転方向が反転することを特徴とする
一動作往復揺動カム装置である。

【００１６】請求項３の発明は、被動体が球形状のボー
ルローラ体であり、かつ、ターレットに穿設された穴部
に嵌まり込んで回転可能に支持されるものであることを
特徴とする請求項２に記載の一動作往復揺動カム装置で
ある。

【００１７】請求項４の発明は、被動体がローラ形状で
あり、かつ、ターレットの回転軸に対して対称に配列さ
れていることを特徴とする請求項２に記載の一動作往復
揺動カム装置である。

【００１８】請求項５の発明は、カム面が平坦な部分を
中間に設けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４
の何れかに記載の一動作往復揺動カム装置である。

【００１９】

【作用】請求項１の発明によれば、山形状のカム板と谷
形状のカム板とが一体となった直進カムと、ターレット
の表面および裏面に設けられた２つのローラとが協動し
て共役カムを形成する。すなわち、ターレットの回転中
心からカム板の進行方向に降ろした垂線よりカム板の進
行方向側に第１のローラがあって山形状のカム板と接
し、前記垂線の反対側に第２のローラがあって谷形状の
カム板と接している。そして、直進カムが一方の方向に
進む行程を第１行程と第２行程とに分けるとする。直進
カムが第１行程を進むにつれて、第１のローラが山形状
のカム板の上り行程により押し上げられるとともに、第
２のローラが谷形状のカム板の下り行程を押さえ付け
る。これにより、直進カムの第１行程において、ターレ
ットはある方向に回転する。

【００２０】そして、直進カムの行程の途中において、
第１のローラが山形状のカム板の上り行程の頂上に達す
るとともに、第２のローラが谷形状のカム板の谷底に達
する。そこで、ターレットの回転は一時停止するととも
に、山形状のカム板は下り行程に切り換わり、また、谷
形状のカム板は上り行程に切り換わる。そしてこれ以降
の直進カムの第２行程の進行につれて、第２のローラが
谷形状のカム板の上り行程により押し上げられるととも
に、第１のローラが山形状のカム板の下り行程を押さえ
付けるので、ターレットは逆方向に回転する。

【００２１】請求項２の発明によれば、一表面に山形状
の溝及び谷形状の溝が形成された溝カムと、ターレット
の溝カムと対向する面に設けられた２つの被動体とが協
動して共役カムを形成する。すなわち、ターレットの回
転中心からカム板の進行方向に降ろした垂線よりカム板
の進行方向側に第１の被動体があって山形状のカム板と
接し、前記垂線の反対側に第２の被動体があって谷形状
のカム板と接している。そして、直進カムが一方の方向
に進む行程を第１行程と第２行程とに分けるとする。直
進カムが第１行程を進むにつれて、第１の被動体が山形
状の溝の上り行程により押し上げられるとともに、第２
のローラが谷形状の溝の下り行程を押さえ付ける。これ
により、直進カムの第１行程において、ターレットはあ
る方向に回転する。

【００２２】そして、溝カムの行程の途中において、第
１の被動体が山形状の溝の上り行程の頂上に達するとと
もに、第２の被動体が谷形状の溝の谷底に達する。そこ
で、ターレットの回転は一時停止するとともに、山形状
の溝は下り行程に切り換わり、また、谷形状の溝は上り
行程に切り換わる。そしてこれ以降の溝カムの進行につ
れて、第２の被動体が谷形状の溝の上り行程により押し
上げられるとともに、第１の被動体が山形状の溝の下り
行程を押さえ付けるので、ターレットは逆方向に回転す
る。

【００２３】請求項３の発明によれば、請求項２におけ
る被動体を球形状のボールローラ体とし、ターレットに
設けられた穴部に嵌まり込んだボールローラ体が溝カム
に設けられた溝に追随してターレットを回転させる。

【００２４】請求項４の発明によれば、請求項２におけ
る被動体をローラ形状とし、ターレットに設けられたロ
ーラが溝カムに設けられた溝に追随してターレットを回
転させる。

【００２５】請求項５の発明によれば、請求項１ないし
請求項４の一動作往復揺動カム装置において、カム面に
平坦な部分を設けて中間停留部とし、ターレットの回転
を一時停止させることができる。

【００２６】

【実施例】次に、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。 〔第１実施例〕図１は本発明に係る一動作往復揺動カム
装置の第１実施例の構成を示す正面図であり、請求項１
の発明に対応する。図１において、本発明の第１実施例
は、直線運動の駆動手段である複動型エアシリンダ１
と、直進カム２と、ターレット３と、出力軸４と、作動
出力が取り出されるレバー５と、エアシリンダ１の駆動
方向を切り換える電磁弁６と、圧縮空気供給源７とを主
要な構成要素とする。

【００２７】なお、本発明に係る直進カムの駆動手段
は、上記のようなエアシリンダに限定されず、エア以外
の圧力伝達体（例えば、他のガス体やオイル等の液体）
で動作するシリンダ手段、または、リニアモータ等の直
線動の原動機の種々のものを用いることができる。

【００２８】複駆動型エアシリンダ１は、電磁弁６の通
電状態により、圧縮空気供給源７からＡポート１−１へ
またはＢポート１−２へ圧縮空気が供給される。この２
つのポートの何れに圧縮空気が供給されるかによって、
エアシリンダ１内部のピストン１−３が左右に運動可能
となっている。ピストン１−３にはピストンロッド１−
４を介して直進カム２が結合されている。直進カム２
は、第１のカム板８及び第２のカム板９が結合されて形
成されている。それぞれのカム板８及び９には、ターレ
ット３に設けられた第１のローラ３−１及び第２のロー
ラ３−２が接し、それぞれのカム面を転動するとともに
カム面から受ける力をターレット３の回転力に変換す
る。

【００２９】ターレット３の回転軸である出力軸４には
レバー５が固定されており、ターレット３の回転角度と
同じ角度だけレバー５が回転し、このレバー５から目的
とする作動トルクが取り出される。なお、図１におい
て、便宜的に、山形状を有する第１のカム板８が手前側
のものとしてそのカム輪郭を実線で示し、谷形状を有す
る第２のカム板９がその向こう側にあるものとしてその
カム輪郭を破線で示す。同様にターレット３の表面に実
線で示される第１のローラ３−１があり、ターレットの
裏面に破線で示される第２のローラ３−２があるものと
する。

【００３０】図２は、第１実施例の一動作往復揺動カム
装置に用いられるカム曲線の例であり、（ａ）はターレ
ット３の無次元変位（回転角度）θ、（ｂ）は同無次元
速度Ｖ、（ｃ）は同無次元加速度Ａをそれぞれ示す（実
際には角速度及び角加速度であるが慣用的に速度Ｖ及び
加速度Ａと呼ばれている）。なお、直進カム２の往路の
動作において、その前半の行程を行程Ｉ、その後半の行
程を行程IIとしている。このカム曲線に示すように、レ
バー５の往復揺動は、クッションスタート及びクッショ
ン停止することができる。

【００３１】図３乃至図６は、上記構成の第１実施例の
動作をその順序に従って説明する動作順説明図であり、
ピストン１−３の往行程（６０ｍｍ）を１０等分して説
明している。そして、このピストン１−３の往行程の間
に、ターレット３は時計回りに３０°回転（行程Ｉに相
当）した後、反時計回りに３０°回転（行程IIに相当）
して元の位置に戻る動作を行う。なお、実施例に例示し
たピストンの行程及びターレットの回転範囲は、本発明
の範囲を限定するものではない。

【００３２】〔順序１−図３（ａ）参照〕まず初期状態
において、ピストン１−３はエアシリンダ１の右端にあ
るものとする。この初期状態における直進カム２とター
レット３との位置関係を図３（ａ）に示す。初期状態で
は、カムストロークＳＴ＝０、ターレットの回転角度τ
＝０である。電磁弁６を通電状態（ＯＮ）にすると、エ
アシリンダ１のＡポート１−１へ圧縮空気供給源７から
圧縮空気が供給され、ピストン１−３が左行を始める。
このときＢポート１−２は電磁弁６の排気口ＥＢに接続
され排気状態となる。ピストン１−３の左行につれて、
ピストンロッド１−４を介して直進カム２が同方向へ滑
動する。

【００３３】図３（ａ）において、ローラ３−１はカム
板８の上り行程８−ａに接し、ローラ３−２はカム板９
の下り行程９−ｃに接しているのでいわゆる共役カムの
状態にあることになる。すなわち、ピストン１−３の左
行に連れてカム板８、９が左へ進むと、ローラ３−１は
カム板８の上り行程８−ａのカム面に押し上げられなが
ら転動するとともに、ローラ３−２はカム板９の下り行
程９−ｃのカム面を押さえ付けながら転動して突っ張り
止めとなる。これにより、ターレット３には時計方向に
回転させる力が働き、直進カム２の左行に連れてターレ
ット３は時計回りの方向に回転を始め、回転速度は徐々
に加速される。

【００３４】〔順序２−図３（ｂ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝６ｍｍ（全行程の１／１０）、ターレ
ットの回転角度τ＝３．６°の状態を示す。このとき、
ローラ３−１は引き続きカム板８の上り行程８−ａにあ
り、ローラ３−２は引き続きカム板９の下り行程９−ｃ
にある。そして、ターレット３の角加速度はほぼ最大加
速状態にあり、角速度は増速中である。

【００３５】〔順序３−図３（ｃ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝１２ｍｍ（全行程の２／１０）、ター
レットの回転角度τ＝１１．２°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の上り行程８−ａ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の下り行程９
−ｃにある。そしてターレット３の角加速度は、０に近
づき、角速度はほぼ最大速度に達している。

【００３６】〔順序４−図４（ａ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝１８ｍｍ（全行程の３／１０）、ター
レットの回転角度τ＝１８．８°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の上り行程８−ａ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の下り行程９
−ｃにある。そしてターレット３の角加速度は、負とな
り、角速度は減速し始める。

【００３７】〔順序５−図４（ｂ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝２４ｍｍ（全行程の４／１０）、ター
レットの回転角度τ＝２６．４°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の上り行程８−ａ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の下り行程９
−ｃにある。そしてターレット３の角加速度は、負の最
大加速状態にあり、角速度は減速し停止しようとしてい
る。

【００３８】〔順序６−図４（ｃ）及び図５（ａ）参
照〕次いで、図４（ｃ）及び図５（ａ）は同じ状態を示
し、それぞれカムストロークＳＴ＝３０ｍｍ（全行程の
５／１０）、ターレットの回転角度τ＝３０°（最大角
度）の状態を示す。このとき、ローラ３−１はカム板８
の上り行程８−ａを上りつめて山形状の頂上８−ｂにあ
り、ローラ３−２はカム板９の下り行程９−ｃを下りき
って谷形状の谷底９−ｂにある。またターレット３の角
速度は、この位置で０となる。以上図３（ａ）から図４
（ｃ）までが行程Ｉであり、以下、図５（ａ）から図６
（ｃ）までが行程IIの状態を示す。

【００３９】そして、図４（ｃ）及び図５（ａ）におけ
るローラ３−１、３−２がそれぞれのカム板８、９に接
する点である山形状の頂上８−ｂ及び谷形状の谷底９−
ｂにおいて、カム板８が上り行程８−ａから下り行程８
−ｃに切り換わり、カム板９が下り行程９−ｃから上り
行程９−ａに切り換わる。これに伴って、これより後の
動作においては、ローラ３−１はカム板８の下り行程８
−ｃのカム面を押さえ付けながら転動して突っ張り止め
となるとともに、ローラ３−２はカム板９の上り行程９
−ａのカム面に押し上げられながら転動する。これによ
り、ターレット３には反時計方向に回転させる力が働
き、直進カム２の行程IIの左行に連れてターレット３の
回転方向は反転して、反時計回りの方向に回転を始め
る。

【００４０】〔順序７−図５（ｂ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝３６ｍｍ（全行程の６／１０）、ター
レットの回転角度τ＝２６．４°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の下り行程８−ｃ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の上り行程９
−ａにある。そして、ターレット３の角加速度はほぼ最
大加速状態にあり、角速度は増速中である。

【００４１】〔順序８−図５（ｃ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝４２ｍｍ（全行程の７／１０）、ター
レットの回転角度τ＝１８．８°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の下り行程８−ｃ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の上り行程９
−ａにある。そしてターレット３の角加速度は、０に近
づき、角速度はほぼ最大速度に達している。

【００４２】〔順序９−図６（ａ）参照〕次いで、カム
ストロークＳＴ＝４８ｍｍ（全行程の８／１０）、ター
レットの回転角度τ＝１１．２°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の下り行程８−ｃ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の上り行程９
−ａにある。そしてターレット３の角加速度は、負とな
り、角速度は減速し始める。

【００４３】〔順序１０−図６（ｂ）参照〕次いで、カ
ムストロークＳＴ＝５４ｍｍ（全行程の９／１０）、タ
ーレットの回転角度τ＝３．６°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１は引き続きカム板８の下り行程８−ｃ
にあり、ローラ３−２は引き続きカム板９の上り行程９
−ａにある。そしてターレット３の角加速度は負の最大
加速状態にあり、角速度は減速し停止しようとしてい
る。

【００４４】〔順序１１−図６（ｃ）参照〕次いで、カ
ムストロークＳＴ＝６０ｍｍ（全行程の１０／１０）、
ターレットの回転角度τ＝０°の状態を示す。このと
き、ローラ３−１はカム板８の下り行程８−ｃの終端に
達し、ローラ３−２はカム板９の上り行程９−ａの終端
に達して、ターレット３は元の回転位置に戻りその回転
が滑らかに停止する。以上順序１〜１１により、カム板
８及び９からなる直進カム２の往行程によるターレット
３の往復揺動について動作を説明した。

【００４５】こうしてピストン１−３がその行程の左端
に到着するとともに直進カム２の往行程が終了した後、
電磁弁６を非通電状態（ＯＦＦ）とすると、エアシリン
ダ１のＢポート１−２へ圧縮空気が供給されるとともに
Ａポート１−１が排気口ＥＡと接続して排気状態とな
り、ピストン１−３が右行して直進カム２の復行程とな
る。この復行程における動作は、上記順序１〜１１とは
逆に順序１１〜１へ逆方向に運動するので、その詳細な
説明は省略する。なお、本実施例のカム形状はカム割付
部の両側に停留部分があり、シリンダーの両ストローク
エンドのショックをなくすようになっている。このよう
に本実施例では、直進カムの両端に停留部を延長したカ
ム形状を採用しているため、エアシリンダ内を往復運動
するピストンの両ストロークエンドにおける衝撃をター
レットに伝わらないようにすることができる。すなわ
ち、Ｔ＝０で、Ｓ＝０、Ｖ＝０、Ａ＝０であり、Ｔ＝１
で、Ｓ＝０、Ｖ＝０、Ａ＝０であって、起動・停止時に
加速度が「０」であるカム曲線は両停留カム曲線であ
る。従って、本実施例カム曲線も両停留カム曲線であ
る。

【００４６】〔第２実施例〕図７は、本発明に係る一動
作往復揺動カム装置の第２実施例の外観を示す斜視図で
あり、請求項２ないし請求項４の発明に対応する。また
図８は、図７のII−II線に沿う断面図であり、図９は本
実施例に使用される溝カム板の溝形状を示す平面図であ
る。

【００４７】図７及び図８に示すように、本第２実施例
の一動作往復揺動カム装置は、一表面に山形状の溝１１
および谷形状の溝１２が形成された溝カム板１０と、溝
カム板１０をその長手方向に滑動可能なように上下から
支える移動支持部１６と、ターレット１３と、ターレッ
ト１３に設けられた２つのローラと１３−１、１３−２
と、ターレット１３に固定された回転軸１４と、回転軸
１４を軸支するベアリング１８ａを含むカバー部材１８
とを主要な構成要素とする。

【００４８】本実施例においても前記第１実施例と同様
に、直線運動を入力する手段には種々の原動機を使用で
きるが、図１に示したエアシリンダを使用するものとし
て、図７では直線運動入力手段は省略されている。

【００４９】溝カム板１０は、一表面１０ａが平面であ
る概略四角形の板材であって、一表面１０ａに従動節で
あるターレット１３をカム曲線運動させる山形状の溝１
１及び谷形状の溝１２が形成される。これらの溝１１、
１２は、溝カム板１０の断面視で凹字形、Ｖ字形、Ｕ字
形、半球形、半長円形等の種々の形状の溝とされ得る。

【００５０】ターレット１３は、前記溝カム板１０の一
表面１０ａ側に位置され、かつ、一表面１０ａに垂直な
回転軸１４を中心に回転動する。本実施例では、ターレ
ット１３は比較的厚いほぼ円盤形状であって、回転軸１
４は、図８に示すように、ベアリング１８ａを介してカ
バー部材１８に覆われかつ回転可能に支持されており、
回転軸１４の一端１４ａは、溝カム板１０の方向に延び
てターレット１３に固定され、他端１４ｂはカバー部材
１８外部に突出している。カバー部材１８の溝カム板１
０側には、フランジ１８ｂが形成されていて、このフラ
ンジ１８ｂは、移動支持部材１６の一表面側に例えばネ
ジにより固定される。

【００５１】ローラ１３−１、１３−２は、前記溝１１
及び１２に対応してターレット１３に回転自在に軸支さ
れ、好ましくは、ターレットの回転中心に対して対称に
配置される。そしてローラ１３−１及び１３−２は、そ
れぞれ対応する溝１１及び１２に挿入される。なお、ロ
ーラ１３−１、１３−２は金属製樹脂製のいずれでもよ
い。好適には、金属製、さらには、表面を焼き入れした
鋼製とし得る。また、樹脂製とすれば、ローラの作動音
を消すことができる。

【００５２】移動支持部１６は、それぞれのローラ１３
−１、１３−２が対応する溝１１、１２に挿入されてい
る状態で、溝カム板１０を回転軸１４に対して垂直方向
に移動可能にするものである。実施例では、移動支持部
１６は、全体形状がほぼ溝カム板１０に馬乗りになる鞍
型であって、溝カム板１０の一表面１０ａ側に対向する
蓋部材１６ａと、その蓋部材１６ａの幅方向（溝カム板
１０幅方向）両端部から垂直に一表面１０ａとは反対方
向に向かいかつ溝カム板１０の幅方向両側面１０ｃを挟
んで延びる各支持部材１６ｂとからなる。この各支持部
材１６ｂの内側面（溝カム板１０に面する側面）には、
溝カム板１０の両端部と同幅の摺動溝１６ｃが蓋部材１
６ａに平行かつ直線状に対向して形成されており、この
摺動溝１６ｃには溝カム板１０の両側部が摺動自在に嵌
入される。

【００５３】溝カム板１０には、図９に示すように、山
形状の溝１１と、谷形状の溝１２とが形成されており、
ターレット１３の中心に対して対称に設けられたローラ
１３−１、１３−２がそれぞれ対応する溝１１、１２に
嵌めこまれて、溝カム板１０が直線運動したときに、ロ
ーラ１３−１、１３−２を介してターレット１３に回転
力を付与する。

【００５４】図９に正対視して、溝カム板１０が左方向
に移動し、かつターレット１３に時計回り（行程Ｉ）、
停止、反時計回り（行程II）の往復揺動を与える場合に
は、山形状の溝１１は、上り行程（行程Ｉ）１１−ａ、
山の頂上部１１−ｂ及び下り行程（行程II）１１−ｃか
らなり、谷形状の溝１２は、下り行程（行程Ｉ）１２−
ｃ、谷底部１２−ｂ及び上り行程（行程II）１２−ａか
らなる。

【００５５】そして、ローラ１３−１が山形状の溝１１
の上り行程１１−ａにあるとき、ローラ１３−２は谷形
状の溝１２の下り行程１２−ｃにあり、また、ローラ１
３−１が山形状の溝１１の下り行程１１−ｃにあると
き、ローラ１３−２は谷形状の溝１２の上り行程１２−
ａにある。すなわち、ローラの組１３−１、１３−２の
一方が上り行程にあるとき他方が下り行程にあり、一方
が下り行程にあるとき他方が上り行程にあるので、一方
がターレット１３に回転力を付与し他方がターレット１
３を突っ張り止める共役カムの関係にある。

【００５６】第２実施例と第１実施例とを比較すれば、
第１実施例のカム板８、９に相当するものが、第２実施
例の溝カム板１０に設けられた溝１１、１２であり、第
１実施例のターレット３に相当するものが第２実施例の
ターレット１３であり、第１実施例のローラ３−１、３
−２に相当するものが第２実施例のローラ１３−１、１
３−２である。ただし、カム曲線が同じでも、カム輪郭
形状は、それぞれの実施例におけるターレット上のロー
ラの配置が異なるため、同じ形にはならないが、溝カム
板１０の直線運動がターレット１３の往復揺動に変換さ
れる動作は同じである。

【００５７】すなわち、溝カム板１０の左方向の直線運
動をその前半の行程Ｉと後半の行程IIとに分けたとき、
行程Ｉにおいて、ターレット１３は時計回りに回転し、
行程Ｉと行程IIとの境界で、ローラ１３−１及びローラ
１３−２は、それぞれ溝１１の山の頂上１１−ｂ及び溝
１２の谷底１２−ｂに達し、行程IIにおいてターレット
１３は反時計回りに回転して元の位置に戻る。

【００５８】なお、前記第２実施例では、被動体にロー
ラを用いたが、第２実施例の変形例として、被動体に球
形状のボールローラや突出した棒状のピン体等種々のも
のを用いることができる。

【００５９】〔第３実施例〕本第３実施例は、第１実施
例の行程Ｉと行程IIとの間にカム輪郭形状が平坦な部分
を設けたことを特徴とし、請求項５の発明に対応する。
カム輪郭形状の平坦部以外は、第１実施例と同じ構成で
ある。図１０は、本実施例の要部を示す正面図であり、
ターレット３のローラ３−１、３−２がカム板２８、２
９のそれぞれの平坦部２８−ｂ、２９−ｂに差しかかっ
た状態を示している。

【００６０】図１０からも明らかなように、本実施例の
それぞれのカム板２８、２９は、第１実施例のカム板
８、９に相当し、それぞれ山形状のカム面及び谷形状の
カム面が形成されている。第１実施例と異なるのは、カ
ム板２８の山形状のカム面が、上り行程２８−ａと、上
り行程を上り切った所から下り行程が始まる所までの平
坦部２８−ｂと、下り行程２８−ｃからなり、同様にカ
ム板２９の谷形状のカム面が、下り行程２９−ｃと、下
り行程を下り切った所から上り行程が始まるところまで
の平坦部２９−ｂと、上り行程２９−ａからなっている
ことである。

【００６１】図１１は、第３実施例のカム曲線例を示す
グラフであり、（ａ）はターレットの無次元変位（回転
角度）θ、（ｂ）は同無次元速度Ｖ、（ｃ）は同無次元
加速度Ａをそれぞれ示す。図１１からも明らかなよう
に、第１実施例と同じ行程Ｉの次に中間停留部があり、
次いで第１実施例と同じ行程IIがある。そして、中間停
留部においては、カム板２８、２９の左行により、これ
らのカム板に接するローラ３−１、３−２は、カム面の
平坦部２８−ｂ、２９−ｂを転動するが、ターレット３
にはこれを回転させるモーメントが働かず、回転を停止
している。その他動作は、第１実施例と同じであるので
説明を省略する。

【００６２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、次に示す（１）〜（６）の効果がある。 （１）従動節であるターレットが往復揺動するために、
原動節であるエアシリンダは往または復の一方の方向に
駆動力を生じればよいので、従来のように折り返し動作
のための電磁弁の切り換えが不要となる。このため、従
来往動作完了後の戻し時に発生していた空気の圧縮性に
よる伝搬速度の遅れや非加圧側の背圧による遅れがなく
なり、エアシリンダ事態の速度限界で定まるサイクルま
で高速化した動作を行うことができる。

【００６３】（２）山形状のカムと谷形状のカム及びそ
れぞれのカムに接しつつ転動するローラまたは被動体が
共役カムを構成しているので、直線運動を回転運動に変
換する運動変換部にバックラッシが無くなり、またエア
シリンダのピストン行程の終端部に対応するカム形状を
平担部とすることによりエアシリンダの衝突衝撃がター
レットの回転力とはならないため、出力軸以後の装置構
成品に振動が発生せず、締結部分が緩んだり、摩耗損傷
することがない。

【００６４】（３）電磁弁を切り換えてエアシリンダを
始動した直後の定格推力に達していないときでも、ター
レットがカム曲線運動するため小さな負荷トルクで即座
に負荷を起動できる。 （４）速度を示すカム曲線を滑らかな立ち上がり、滑ら
かな立ち下がりとすることで、出力軸に取り付けられた
レバーの動きをクッションスタート、クッションストッ
プとすることができ、このレバーで物品等を動かす場
合、有速度で突き飛ばすことがなくなり、移送後の物品
の位置が安定する。

【００６５】（５）上記共役カムの構成により運動変換
部にバックラッシが無くなっていること、および、従節
の揺動角はカム形状により定まることにより、エアシリ
ンダのストローク精度が悪くても、ターレットのローラ
に接するカムが両ストロークエンドの一方の平坦部から
他方の平坦部まで移動すれば正確な所定の回転角度が得
られる。 （６）出力軸に取り付けられたレバーが物品に衝突する
ような応用例でも、共役カム構成によりバックラッシが
無いため、衝突による振動が発生せず、これによる回転
変換機構に摩耗損傷が発生することもなく、保守点検が
容易で、ランニングコストを低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一動作往復揺動カム装置の第１実
施例の構成を示す正面図である。

【図２】第１実施例におけるターレットの運動を示すカ
ム曲線図であり、（ａ）ターレット回転角度θ、（ｂ）
速度Ｖ及び（ｃ）加速度Ａをそれぞれ示す。

【図３】第１実施例の動作を説明する動作順説明図であ
り、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ順序１、２、３
を示す。

【図４】第１実施例の動作を説明する動作順説明図であ
り、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ順序４、５、６
を示す。

【図５】第１実施例の動作を説明する動作順説明図であ
り、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ順序６、７、８
を示す。

【図６】第１実施例の動作を説明する動作順説明図であ
り、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ順序９、１０、
１１を示す。

【図７】本発明に係る一動作往復揺動カム装置の第２実
施例の構成を示す斜視図である。

【図８】図７のII-II線断面図である。

【図９】第２実施例のカム板の溝形状を示す平面図であ
る。

【図１０】本発明に係る一動作往復揺動カム装置の第３
実施例の要部構成を示す正面図である。

【図１１】第３実施例の中間停留の様子を説明するカム
曲線図であり、（ａ）ターレット回転角θ、（ｂ）速度
Ｖ、（ｃ）加速度Ａをそれぞれ示す。

【図１２】従来技術によるラック・ピニオン機構を用い
た揺動装置の説明図である。

【図１３】往復揺動装置の応用例を示す不良品排出コン
ベアの斜視図である。

【符号の説明】

１ エアシリンダ １−１ Ａポート １−２ Ｂポート １−３ ピストン １−４ ピストンロッド ２ 直進カム ３ ターレット ３−１ 第１のローラ ３−２ 第２のローラ ４ 回転軸 ５ レバー ６ 電磁弁 ７ 圧縮空気供給源 ８ 第１のカム板 ９ 第２のカム板

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年２月１３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図２

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２】第１実施例におけるターレットの運動を示すカ
ム曲線図である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１１】第３実施例の中間停留の様子を説明するカム
曲線図である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面及び裏面にそれぞれローラを有し回
   転運動可能なターレットと、該ターレットの前記ローラ
   ーに接しつつ該ターレットの回転軸と直角方向に往復直
   線運動可能な２枚のカム板を結合した直進カムとからな
   り、該直進カムの往または復の一動作を前記ターレット
   の往復揺動に変換する一動作往復揺動カム装置であっ
   て、 前記ローラは、前記ターレットの第１の面に配設された
   第１のローラと、前記ターレットの第２の面に配設され
   た第２のローラとからなり、さらに前記ターレットの回
   転中心から直進カムの進行方向に直角に降ろした垂線の
   両側に各ローラの回転中心が位置し、 前記直進カムは、前記往復運動の方向と平行に配設され
   かつ互いに結合された第１及び第２のカム板からなり、
   該第１のカム板には山形状のカム部が形成され、該第２
   のカム板には谷形状のカム部が形成され、 前記第１のローラが前記第１のカム板のカム面を転動
   し、前記第２のローラが前記第２のカム板のカム面を転
   動し、一方のローラが一方のカム板の上り行程に接する
   とき、他方のローラが他方のカム板の下り行程に接し、
   前記直進カムの直線運動に連れて前記ターレットが一方
   向に回転し、かつ前記直線運動の途中において、それぞ
   れのローラが接しているカムの勾配が上り行程から下り
   行程へ、またはその逆に下り行程から上り行程へ切り換
   わるとともに前記ターレットの回転方向が反転すること
   を特徴とする一動作往復揺動カム装置。
2. 【請求項２】 一表面に山形状の溝と谷形状の溝とが形
   成され往復直線運動可能な溝カム板と、該溝カム板の一
   表面に対向して位置され、かつ、一表面に垂直な回転軸
   を中心に回転動するターレットとを備え、前記溝カム板
   の往または復の一動作を前記ターレットの往復揺動に変
   換する一動作往復揺動カム装置であって、 前記山形状の溝と谷形状の溝のそれぞれに対向して前記
   ターレットから前記溝カム板に突出して保持された円端
   となる被動体と、それぞれの被動体が対応する溝に挿入
   されている状態で溝カム板をターレット回転軸に対して
   垂直方向に移動可能にする移動支持部とを有するととも
   に、前記一方の被動体が一方の溝の上り行程に接すると
   き、他方の被動体が他方の溝の下り行程に接し、前記溝
   カム板の直線運動に連れて前記ターレットが一方向に回
   転し、かつ前記直線運動の途中において、それぞれの被
   動体が挿入されている溝の勾配が上りから下りへ、また
   はその逆に下りから上りへ切り換わるとともに前記ター
   レットの回転方向が反転することを特徴とする一動作往
   復揺動カム装置。
3. 【請求項３】 被動体が球形状のボールローラ体であ
   り、かつ、ターレットに穿設された穴部に嵌まり込んで
   回転可能に支持されるものであることを特徴とする請求
   項２に記載の一動作往復揺動カム装置。
4. 【請求項４】 被動体がローラ形状であり、かつ、ター
   レットの回転軸に対して対称に配列されていることを特
   徴とする請求項２に記載の一動作往復揺動カム装置。
5. 【請求項５】 カム面が平坦な部分を中間に設けたこと
   を特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の
   一動作往復揺動カム装置。