JP2002130427A - カム装置 - Google Patents

カム装置

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JP2002130427A
JP2002130427A JP2000328920A JP2000328920A JP2002130427A JP 2002130427 A JP2002130427 A JP 2002130427A JP 2000328920 A JP2000328920 A JP 2000328920A JP 2000328920 A JP2000328920 A JP 2000328920A JP 2002130427 A JP2002130427 A JP 2002130427A
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cam follower
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Masaki Nakakado
正毅 中門
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Zuiko Corp
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    • F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H25/00—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms
    • F16H25/08—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion
    • F16H25/12—Gearings comprising primarily only cams, cam-followers and screw-and-nut mechanisms for interconverting rotary motion and reciprocating motion with reciprocation along the axis of rotation, e.g. gearings with helical grooves and automatic reversal or cams
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性に優れたカム装置を提供する。 【解決手段】 回転自在なカムフォロアが第１および第
２の側壁１１，１２により形成された溝１０に沿って所
定の運動を行うカム装置に関する。各々個別に回転自在
な第１および第２のカムフォロア２１，２２を一対設
け、前記一対のカムフォロア２１，２２の軸線Ｌが互い
に同じ方向となるように設定され、前記第１の側壁１１
の少なくとも一部によって、前記第１のカムフォロア２
１の運動が規制され、前記第２の側壁１２の少なくとも
一部によって前記第２のカムフォロア２２の運動が規制
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転自在なカムフ
ォロア（転子）が溝に沿って運動するカム装置（確動カ
ム）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術およびその欠点】図６に示すように、この
種の確動カムは、カム溝１００の第１および第２の側壁
１０１，１０２が、カムフォロア２００を互いに反対方
向に回転させる傾向があり、周知のように、一般に、高
速運動には適さない。すなわち、カムフォロア２００が
カム溝１００に沿って矢印Ｘ方向に相対移動すると、第
１の位置Ｐ１では第１の側壁１０１に転がり接触しつつ
時計回りに回転しながら進み、一方、第２の位置Ｐ２で
は第２の側壁１０２に転がり接触しつつ反時計回りに回
転しながら進む。
【０００３】したがって、カムフォロア２００は、第１
の位置Ｐ１から第２の位置Ｐ２に移動する間に回転方向
が逆になるので、転がらず滑り接触を行うことになる。
滑り接触による摩耗は転がり接触による摩耗に比べ摩耗
度が著しく大きい。かかる摩耗は、カムフォロアの高速
運動により顕著となる。
【０００４】本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、その目的は、摩耗を小さくして耐久性に優れ
たカム装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本第１発明は、回転自在なカムフォロアが第１およ
び第２の側壁により形成された溝に沿って所定の運動を
行うカム装置において、各々個別に回転自在な第１およ
び第２のカムフォロアが設けられ、前記カムフォロアの
軸線が互いに同じ方向となるように設定され、前記第１
の側壁の少なくとも一部によって前記第１のカムフォロ
アの運動が規制され、前記第２の側壁の少なくとも一部
によって前記第２のカムフォロアの運動が規制されるこ
とを特徴とする。
【０００６】一方、本第２発明は、回転自在なカムフォ
ロアが第１および第２の側壁により形成された溝に沿っ
て所定の運動を行うカム装置において、各々個別に回転
自在な第１および第２のカムフォロアが設けられ、前記
カムフォロアの軸線が互いに同じ方向となるように設定
され、前記第１の側壁は、前記溝の中心部に向って出っ
張っている部分を有し、前記第２の側壁は、前記溝の中
心部に向って出っ張っている部分を有している。
【０００７】本発明において、理論上、第１のカムフォ
ロアは、第１の側壁だけに接触するため、カムの軌道が
変化しても、第１のカムフォロアの回転方向は変化する
ことがない。また、同様に、第２のカムフォロアは、第
２の側壁だけに接触するため、カムの軌道が変化して
も、第２のカムフォロアの回転方向は変化することがな
い。なお、外乱により（異物や汚れを介して）、第１の
カムフォロアが短い時間第２の側壁に接触することも考
えられる。また、その逆も考えられる。本発明では、従
来の溝カムのように、カムフォロアが逆回転することが
ないので、摩耗が小さくなって溝カムの寿命が延びる。
【０００８】本発明においては、前記一対のカムフォロ
アは１つの溝内に設けられ、前記溝の側壁のうち少なく
とも一方の側壁は上側壁面と下側壁面とを備え、前記２
つの側壁面が溝の中心線に対して互いに変位して設けら
れているのが好ましい。
【０００９】また、２つのカムフォロアは同一軸線上に
設ける、つまり、同軸上に設けるのが好ましい。２つの
カムフォロアが、それぞれ、独立して回転する構成とし
ては、第１のカムフォロアおよび／または第２のカムフ
ォロアが、ボールベアリングやローラベアリングを有し
ているのが好ましい。
【００１０】第１のカムフォロアと第２のカムフォロア
の厚さを同じにしてもよいが、第１のカムフォロアの厚
さと第２のカムフォロアとの厚さを異ならせてもよい。
特に、消耗し易い方のカムフォロアの厚さを、他方のも
のに比べて厚くすればよい。また、消耗し易い方のカム
フォロアの材質を他方のものに比べて硬い（耐摩耗の高
い）材質にしたり、あるいは、表面処理を施すことによ
り、摩耗を均等化させることができ、これにより、第１
のカムフォロアと第２のカムフォロアの外径の関係が一
定に保たれる。なお、第１のカムフォロアおよび／また
は第２のカムフォロアの側面が、樽型のものを使用して
もよい。
【００１１】本発明を適用し得る確動カムの種類として
は、たとえば円筒カム、円柱カム、円錐カム、球形カ
ム、正面カムなどがある。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明は、添付の図面を参考にし
た以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解され
るであろう。しかしながら、実施形態および図面は単な
る図示および説明のためのものである。本発明の範囲は
請求の範囲に基づいて定められる。添付図面において、
複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当
部分を示す。
【００１３】以下、本発明の実施形態を図面にしたがっ
て説明する。本実施形態のカム装置では、図２の円筒カ
ム１のように曲面上に形成したエンドレス状の１本のカ
ム溝１０に沿って、第１および第２のカムフォロア２
１，２２の外周面が回転しながら所定の運動を行う。
【００１４】図１（ａ）に示す軸２０の先端部外周に
は、第１および第２のカムフォロア２１，２２が各々個
別に回転自在に取り付けてあり、前記１本のカム溝１０
内に設けられている。前記一対のカムフォロア２１，２
２は、たとえばボールベアリングＢのアウタレースで構
成されており、前記ボールベアリングＢのインナレース
Ｂｉが前記軸２０の先端部外周に固定されている。な
お、前記２つのカムフォロア２１，２２は、その回転中
心となる軸線Ｌが同一に設定されており、つまり、同軸
上に設けられている。
【００１５】前記カム溝１０は、円筒カム１（図２）の
第１および第２側壁１１，１２および底壁１３で構成さ
れている。前記第１側壁１１は第１上側壁面１１ａおよ
び第１下側壁面１１ｂを備えており、一方、第２側壁１
２は第２上側壁面１２ａおよび第２下側壁面１２ｂを備
えている。なお、ここでいう、「上」または「下」と
は、カム溝１０の底壁１３を下にしたときに「上とな
る」または「下となる」という意味である。
【００１６】前記第１および第２上側壁面１１ａ，１２
ａは、互いに対面しており、一方、、第１および第２下
側壁面１１ｂ，１２ｂも互いに対面している。前記第１
側壁１１における第１上側壁面１１ａと第１下側壁面１
１ｂとは、カム溝１０の中心線１４に対して互いに変位
した位置に設けられており、第１上側壁面１１ａが第１
下側壁面１１ｂよりもΔだけ中心線１４側に突出し（溝
１０の中心部に向って出っ張っ）ている。一方、前記第
２側壁１２における第２上側壁面１２ａと第２下側壁面
１２ｂとは、カム溝１０の中心線１４に対して互いに変
位した位置に設けられており、第２下側壁面１２ｂが第
２上側壁面１２ａよりもΔだけ中心線１４側に突出し
（溝１０の中心部に向って出っ張っ）ている。
【００１７】前記第１のカムフォロア２１は、前記第１
および第２上側壁面１１ａ，１２ａの間に配置されてい
る。一方、前記第２のカムフォロア２２は、前記第１お
よび第２下側壁面１１ｂ，１２ｂの間に配置されてい
る。
【００１８】前記第１および第２カムフォロア２１，２
２は、前述のように、各カムフォロア２１，２２の位置
やカム溝１０の形状が設定されていることで、それぞ
れ、第１上側壁面１１ａおよび第２下側壁面１２ｂにの
み接触する。すなわち、前記カムフォロア２１，（２
２）のいずれか一方が一方の側壁１１，（１２）に接触
し（規制され）ていると、他方のカムフォロア２２，
（２１）が前記一方の側壁１１，（１２）に接触しない
ように設定されていることで、各カムフォロア２１，２
２が、各々、１つの側壁１１，１２にのみ接触するよう
に設定されている。
【００１９】図１（ｂ）および図１（ｃ）は、カムフォ
ロアの変形例を示す。図１（ｂ）に示すように、軸２０
自体をベアリング５０等で回転自在に支持しておけば、
一方のカムフォロア２２は、軸２０と一体に回転する構
造を採用してもよい。
【００２０】図１（ｃ）に示すように、メタル軸受５１
等を介してカムフォロア２１，２２を軸２０に回転自在
に取り付けてもよい。また、第１側壁１１と第１のカム
フォロア２１との間や、第２側壁１２と第２のカムフォ
ロア２２との間に、極く微小な隙間Ｓを設けてもよい。
すなわち、２つのカムフォロア２１，２２がいずれの側
壁１１，１２に接触していない状態が生じてもよい。こ
のような状態に設定すると、若干の滑りが生じることが
あるが、カムフォロア２１，（２２）が反転して回転す
るおそれはないからである。
【００２１】つぎに、前記カム装置の用い方の一例につ
いて図２の旋回装置（方向転換装置）３を例にとって説
明する。該旋回装置３は、たとえば生理用ナプキン、紙
おむつなどの使い捨て着用物品の製造設備における当該
着用物品を構成する材料（部品）や半製品、製品などの
物品の方向を転換（姿勢を変更）させるものである。
【００２２】かかる方向の転換は、図３の帯状のウェブ
Ｔ１の先端部を二点鎖線のように切断して得た物品Ｔ
を、高速で移送しながらたとえば９０°旋回させる場合
に採用することができる。図４の実施形態の旋回装置３
は、回転するドラム３３に、該ドラム３３の法線Ｃ（図
２）のまわりに旋回自在な複数個のブロック３１を設
け、前記ドラム３３を回転させながら、前記ブロック３
１上の物品Ｔを旋回させる。本実施形態のカム装置は図
２の円筒カム１に形成したエンドレス状のカム溝１０の
側壁１１，１２に沿ってカムフォロア２１，２２の外周
面が回転しながら所定の運動を行う。
【００２３】以下、旋回装置３の詳細な構造について説
明する。図５の前記旋回装置３は、所定の周速度で回転
するサクションローラ３０に、該サクションローラ３０
の法線Ｃのまわりに旋回自在な複数個の第１サクション
ブロック３１と、旋回しない第２サクションブロック３
２とを備え、ウェブＴ１を吸引して前記第１サクション
ブロック３１上にウェブＴ１の先端を吸着する。前記第
１および第２サクションブロック３１，３２はウェブＴ
１を吸着するための多数のノズル３０ａを備えている。
なお、図示を簡単にするために、ノズル３０ａは一部の
みを図示している。前記ウェブＴ１の先端部は図示しな
いカッタにより第１サクションブロック３１上において
切断される。
【００２４】前記旋回装置３は、前記切断後に前記法線
Ｃのまわりに前記第１サクションブロック３１を90°旋
回させることで、図３および図４のように、前記物品Ｔ
の姿勢を90°旋回させる。その後、前記第１サクション
ブロック３１上の物品Ｔが他の装置上に移送される。な
お、旋回させる角度は、必要に応じて、サクションブロ
ック３１を旋回するためのカムの形状を変更することに
より、90°以外の45°や60°等に設定することが可能で
ある。
【００２５】図５の前記旋回装置３は、ドラム３３の外
周に前記第１サクションブロック３１と第２サクション
ブロック３２とを備えている。前記第２サクションブロ
ック３２はドラム３３に固定されている。前記ドラム３
３は回転軸３４と一体に回転する。
【００２６】図２に示す前記回転軸３４の外周には、つ
まり前記ブロック３１の内方には、円筒カム１が回転し
ないように設けてある。円筒カム１は固定円板３６を介
して図示しないフレームに固定されており、該円筒カム
１にはカム溝１０が形成してある。なお、固定円板３６
には前記ノズル３０ａ（図２）に連なる吸引孔３６ａが
形成してある。
【００２７】前記第１サクションブロック３１はブロッ
ク本体３１ａの内周部に前記軸２０を介してカムフォロ
ア２１，２２を有している。前記ブロック本体３１ａは
法線Ｃを中心にドラム３３および固定円板３６に回転自
在に取り付けられている。一方、前記軸２０はブロック
本体３１ａに対して偏心していると共にカム溝１０に沿
って周方向に移動する。これにより、第１サクションブ
ロック３１は、サクションローラ３０が１回転する間
に、法線Ｃを中心に図４のように90°回転した後、反対
方向に90°回転して元の姿勢に戻る。
【００２８】前記構成においては、カムフォロア２１，
２２を設けた第１サクションブロック３１（従節）が、
前記カム溝１０を設けた円筒カム１（原節）に対して一
定方向に回転することで、図１（ａ）の各カムフォロア
２１，２２が、それぞれ、一方の側壁面１１ａ，１２ｂ
にのみ接触しながら、一定の方向に回転する。したがっ
て、滑り接触による摩耗が著しく小さくなる。なお、本
明細書において、「原節」とは、溝により所定のカム曲
線が与えられた機素（カム）をいい、動力によって回転
するか否かを問わない。一方、「従節」とは、前記カム
フォロアを介して、複雑な運動を行う機素をいう。
【００２９】以上のとおり、図面を参照しながら好適な
実施形態を説明したが、当業者であれば、本明細書を見
て、自明な範囲で種々の変更および修正を容易に想定す
るであろう。たとえば、本発明のカム装置は前記旋回装
置以外の装置にも適用でき、また、着用物品以外の製造
装置は勿論のこと、製造装置以外の装置や機械について
も適用することができる。また、２つのカムフォロアの
軸線を同一ではなく、互いに平行に設定してもよい。し
たがって、そのような変更および修正は、請求の範囲か
ら定まる本発明の範囲内のものと解釈される。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各々個別に回転自在なカムフォロアを一対設け、前記一
対のカムフォロアの軸線が同一もしくは互いに平行に設
定され、前記カムフォロアのいずれか一方が一方の側壁
に接触していると、他方のカムフォロアが前記一方の側
壁に接触しないように設定されていることで、各カムフ
ォロアが、各々、１つの側壁に接触するようにしたか
ら、各カムフォロアの回転方向が理論上一定となる。し
たがって、各カムフォロアの滑り摩耗が著しく小さくな
るので、耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すカム装置の断面図であ
る。
【図２】旋回装置の縦断面図である。
【図３】物品の旋回方法を示す概略模式図である。
【図４】旋回装置を示す概略斜視図である。
【図５】旋回装置の概略断面図である。
【図６】従来のカム装置の平面図である。
【符号の説明】
１０：カム溝 １１：第１側壁 １２：第２側壁 ２１：第１のカムフォロア ２２：第２のカムフォロア Ｌ：カムフォロアの軸線

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回転自在なカムフォロアが第１および第
    ２の側壁により形成された溝に沿って所定の運動を行う
    カム装置において、 各々個別に回転自在な第１および第２のカムフォロアが
    設けられ、 前記カムフォロアの軸線が互いに同じ方向となるように
    設定され、 前記第１の側壁の少なくとも一部によって、前記第１の
    カムフォロアの運動が規制され、 前記第２の側壁の少なくとも一部によって、前記第２の
    カムフォロアの運動が規制されるカム装置。
  2. 【請求項２】 回転自在なカムフォロアが第１および第
    ２の側壁により形成された溝に沿って所定の運動を行う
    カム装置において、 各々個別に回転自在な第１および第２のカムフォロアが
    設けられ、 前記カムフォロアの軸線が互いに同じ方向となるように
    設定され、 前記第１の側壁は、前記溝の中心部に向って出っ張って
    いる部分を有し、 前記第２の側壁は、前記溝の中心部に向って出っ張って
    いる部分を有するカム装置。
  3. 【請求項３】 請求項１もしくは２において、 前記２つのカムフォロアが同軸上に設けられているカム
    装置。
  4. 【請求項４】 請求項１もしくは２において、 前記第１および第２のカムフォロアの回転方向が、互い
    に反対方向で、かつ、それぞれ、一定であるカム装置。
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