JP6818494B2 - カムフォロア - Google Patents

Description

本発明はカムフォロアに関する。

従来、各種産業用機械等において、可動部を所望のタイミングや軌跡で動かすために、任意の形状に形成されたカムの軌道上を転がり運動させるカムフォロアが知られている。カムフォロアは、カムフォロアスタッドの一端部に転動体を介して外輪を回転自在に装着したものである。カムフォロアは、カムフォロアスタッドの他端部が可動部に固定され、外輪が片持ち支持されている。

このようなカムフォロアにおいて、外輪の内周面には、外側転動面が形成されている。カムフォロアスタッドの外周面には、外輪の外側軌道面に対向する位置に内側転動面が形成されている。外輪の外側転動面とカムフォロアスタッドの内側転動面との間には、複数の転動体が配列されている。カムフォロアスタッドの内側転動面の一側端には、鍔部が隣接するように形成されている。カムフォロアスタッドの内側転動面の他側端には、取付軸部が形成されている。また、内側転動面に隣接する取付軸部には、取付軸部の外径よりも大きい外径の側板圧入部が形成されている。側板圧入部には、鍔部と対向するように側板が圧入固定されている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１に記載のカムフォロアにおける側板は、カムフォロアスタッドが圧入され、外周にシール部材が設けられることで内部のグリース漏出を防止するとともに、鍔部と側板とによって外輪および複数の転動体の軸方向の移動を制限している。しかし、特許文献１に記載の構成では、圧入時の締め代が大きい場合、側板圧入部や側板にバリが発生したり、側板が割れたりする可能性がある。また、カムフォロアスタッドに側板圧入部を設けるための工程が必要になる。一方、カムフォロアスタッドに側板を圧入しない構成では、カムフォロアスタッドと側板との間に隙間が生じ、シール性能が低下する可能性があった。

特開２０１１−０２７１５４号公報

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、カムフォロアスタッドや側板を損傷させることなく側板をカムフォロアスタッドに固定することができるカムフォロアの提供を目的とする。

即ち、内周に外側転走面が一体に形成された外輪と、外周に前記外側転走面に対向する内側転走面が一体に形成され、前記内側転走面の軸方向一側端に鍔部が設けられ、前記内側転走面の軸方向他側端に前記内側転走面の外径よりも縮径された支持部が設けられるカムフォロアスタッドと、前記外側転走面と内側転走面との間に転動自在に収容される複数の転動体と、前記支持部が挿入される孔を有し、前記内側転走面の軸方向他側端に配置される側板と、を備えたカムフォロアにおいて、前記側板の前記孔の内径は、前記支持部の外径よりも大きく、前記側板が円環状の弾性体を介して前記カムフォロアスタッドに固定されるものである。

前記円環状の弾性体に前記カムフォロアスタッドの前記支持部が圧入されるとともに前記側板の前記孔に前記円環状の弾性体が圧入されるものである。

カムフォロアは、前記側板の前記孔には、前記円環状の弾性体が圧入される拡径部が形成されているものである。

カムフォロアは、前記円環状の弾性体が前記側板の支持部側の側面から突出するように配置されるものである。

カムフォロアは、前記円環状の弾性体がＯリングによって構成されるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

即ち、カムフォロアによれば、側板の孔にカムフォロアスタッドが圧入さない。また、カムフォロアは、側板がカムフォロアスタッドに接触することなくカムフォロアスタッドに支持される。これにより、カムフォロアスタッドや側板を損傷させることなく側板をカムフォロアスタッドに固定することができる。

カムフォロアによれば、側板がカムフォロアスタッドに接触することなくカムフォロアスタッドに対する側板の軸方向の位置とカムフォロアスタッドの軸心に対する側板の軸心位置が定まる。これにより、カムフォロアスタッドや側板を損傷させることなく側板をカムフォロアスタッドに固定することができる。

カムフォロアによれば、側板に対する円環状の弾性体の位置が定まり、側板に環状の弾性体が保持される。これにより、カムフォロアスタッドや側板を損傷させることなく側板をカムフォロアスタッドに固定することができる。

カムフォロアによれば、支持部材にカムフォロアが固定された際、環状の弾性体が圧縮変形されて環状の弾性体と側板との間の摩擦力および環状の弾性体とカムフォロアスタッドとの間の摩擦力が増大する。これにより、カムフォロアスタッドや側板を損傷させることなく側板をカムフォロアスタッドに固定することができる。

カムフォロアによれば、側板がＯリングによってカムフォロアスタッドに固定されるとともに、側板とカムフロアスタッドとの間がＯリングによってシールされる。これにより、カムフォロアスタッドや側板を損傷させることなくシール性能を維持した状態で側板をカムフォロアスタッドに固定することができる。

カムフォロアの第一実施形態における全体構成を示す斜視図。 カムフォロアの第一実施形態における全体構成を示す断面図。 カムフォロアの第一実施形態における側板とＯリングとの寸法を示す拡大断面図。 カムフォロアの第一実施形態におけるＯリングの圧入状態を示す拡大断面図。 （ａ）カムフォロアの第二実施形態におけるＯリングの圧入状態を示す拡大断面図、（ｂ）同じく取付部材に取り付けられた際のＯリングの圧入状態を示す拡大断面図。

以下に、図１と図２とを用いて、カムフォロアの第一実施形態であるカムフォロア１について説明する。

図１に示すように、カムフォロア１は、自動機械等に用いられるカム機構においてカムの軌道上を転動して可動部を案内したり、ガイドローラーとして搬送物を案内したりするものである。カムフォロア１は、外輪２、カムフォロアスタッド３、複数のニードルローラからなる転動体４（図２参照）、側板５、Ｏリング６およびシール部材７を具備する。

図２に示すように、外輪２は、図示しないカムの軌道上などを転動するものである。外輪２は、略円筒状に形成されている。外輪２は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼によって形成されている。また、外輪２は、製造時に焼入れ（例えば、ズブ焼入れ）によって、その芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理される。これにより、外輪２は、荷重に対して十分な機械的強度を有し、耐久性が向上する。

外輪２の内周面には、周方向に環状の外側転走面２ａが形成されている。外輪２の軸方向両端部には、外側転走面２ａが形成されている部分の内径よりも拡径された内径を有する外輪拡径部２ｂが形成されている。これにより、外側転走面２ａの両側端には、内周面が拡径された外輪段差面２ｃが形成されている。また、各外輪拡径部２ｂには、シール部材７が嵌合可能な円環状のシール用溝２ｄがそれぞれ形成されている。外輪２の外周面には、図示しないカムの軌道面を転走する接触面２ｅが形成されている。

カムフォロアスタッド３は、外輪２を回転自在に支持するものである。カムフォロアスタッド３は、異なる軸径部分を有する軸状に形成されている。カムフォロアスタッド３は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼によって形成されている。また、カムフォロアスタッド３は、製造時に焼入れ（例えば、ズブ焼入れ）によって、その芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。これにより、カムフォロアスタッド３は、曲げ荷重に対して十分な機械的強度を有し、耐久性が向上する。

カムフォロアスタッド３の一側端部の外周面には、環状の内側転走面３ａが形成されている。カムフォロアスタッド３の一側端である内側転走面３ａの一側端には、鍔部３ｂが形成されている。鍔部３ｂの外径は、外輪２の外輪拡径部２ｂの内径よりも小さく、かつ、外輪２の外側転走面２ａが形成されている部分の内径よりも大きい。内側転走面３ａの他側端には、内側転走面３ａが形成されている部分の外径よりも小さい外径Ｄ１を有する支持部３ｃが形成されている。これにより、内側転走面３ａの他側端には、軸段差面３ｄが形成されている。支持部３ｃの他側端部には、カム機構のカムレバー等の取付部材１００に取り付けるためのネジ部３ｅが形成されている。カムフォロアスタッド３の軸心部には、ネジ部３ｅの他側端部から内側転走面３ａまで連通する給油路３ｆが形成されている。カムフォロアスタッド３は、内側転走面３ａが外輪２の外側転走面２ａに対向するように配置されている。また、カムフォロアスタッド３は、鍔部３ｂの軸側面が外輪２の外輪段差面２ｃと対向した状態で外輪２の外輪拡径部２ｂの内側に配置されている。

複数のニードルローラベアリングからなる転動体４は、外輪２を回転自在に支持するものである。転動体４は、保持器によって環状に保持されている。転動体４は、例えば、ＳＵＪ２等の高炭素クロム軸受鋼によって形成されている。また、転動体４は、製造時に焼入れ（例えば、ズブ焼入れ）によって、その芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。転動体４は、外輪２に形成されている外側転走面２ａと、それに対向しているカムフォロアスタッド３の内側転走面３ａとの間に転動自在に挟まれている。つまり、転動体４は、外側転走面２ａと内側転走面３ａとの間に収容され、カムフォロアスタッド３に対して外輪２を回転自在に支持している。

側板５は、外輪２と転動体４との軸方向の移動を規制するものである。側板５は、中心に孔５ａを有する円板状に形成されている。側板５は、例えば、Ｓ５３Ｃ等の炭素０．４０〜０．８０ｗｔ％を含む中高炭素鋼によって形成されている。側板５は、製造時に焼入れ（例えば、ズブ焼入れ）によって、その芯部まで５８〜６４ＨＲＣの範囲で硬化処理されている。側板５の外径は、外輪２の外輪拡径部２ｂの内径よりも小さく、外輪２の外側転走面２ａが形成されている部分の内径よりも大きい。また、孔５ａの一側端部には、孔５ａの内径ｄ１よりも拡径された内径ｄ２を有する側板拡径部５ｂが形成されている（図３参照）。これにより、孔５ａには、内周面が拡径された側板段差面５ｃが形成されている。

側板５の孔５ａには、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃが挿入されている。側板５は、側板拡径部５ｂが形成されていない側の板面がカムフォロアスタッド３の軸段差面３ｄに接触する位置に配置されている。これにより、側板５は、側板拡径部５ｂが形成されていない側の板面が外輪２の外輪段差面２ｃと対向した状態で外輪２の外輪拡径部２ｂの内側に配置されている。

環状の弾性体であるＯリング６（薄墨部分）は、側板５を固定するとともに、側板５の孔５ａとカムフォロアスタッド３の支持部３ｃとの隙間をシールするものである。Ｏリング６は、例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムから形成されている。Ｏリング６には、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃが圧入されている。同時に、Ｏリング６は、側板５の側板拡径部５ｂに圧入されている。

外輪２とカムフォロアスタッド３の鍔部３ｂとの隙間、および外輪２と側板５との隙間に、シール部材７が設けられている。シール部材７は、内周面にシールリップを有する円環状に形成されている。シール部材７は、例えば、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）等の合成ゴムから形成されている。シール部材７は、外輪２の各シール用溝２ｄに圧入されている。一側のシール用溝２ｄに圧入されているシール部材７のシールリップは、カムフォロアスタッド３の鍔部３ｂの外周面に接触している。他側のシール用溝２ｄに圧入されているシール部材７のシールリップは、側板５の外周面に接触している。これにより、シール部材７は、外輪２と鍔部３ｂとの隙間、および外輪２と側板５との隙間をシールしている。

次に、図３と図４とを用いて、カムフォロアスタッド３と側板５とＯリング６との嵌め合いについて説明する。

図３に示すように、孔５ａの内径ｄ１は、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃの外径Ｄ１よりも大きい。また、孔５ａのうち側板拡径部５ｂの内径ｄ２は、孔５ａの内径ｄ１よりも大きい。Ｏリング６の外径Ｄ２は、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃの外径Ｄ１よりも小さく、側板５の側板拡径部５ｂの内径ｄ２よりも大きい。

図４に示すように、側板拡径部５ｂと支持部３ｃとの間にＯリング６を介在させることで、側板５は、孔５ａの内周面と支持部３ｃの外周面との間に隙間Δｄ１＝（ｄ１−Ｄ１）／２が生じるように配置されている。

Ｏリング６には、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃが圧入されている。Ｏリング６の内径は、支持部３ｃに対する締め代Δｄ３＝ｄ３−Ｄ１だけ拡径され、反力によってＯリング６の内周面が支持部３ｃの外周面を押圧している（黒塗矢印参照）。これにより、Ｏリング６の内周面と支持部３ｃの外周面との間には、押圧力によって摩擦力が発生している。

同時に、Ｏリング６は、側板５の側板拡径部５ｂに圧入されている。Ｏリング６の外径は、側板拡径部５ｂに対する締め代ΔＤ２＝ｄ２−Ｄ２だけ縮径され、反力によってＯリング６の外周面が側板拡径部５ｂの内周面を押圧している（黒塗矢印参照）。これにより、Ｏリング６の外周面と側板拡径部５ｂの内周面との間には、押圧力によって摩擦力が発生している。つまり、Ｏリング６は、側板５をカムフォロアスタッド３から隙間Δｄ１だけ離間させた状態で、摩擦力によりカムフォロアスタッド３の軸段差面３ｄに接触する位置で側板５を固定している。

このように構成されるカムフォロア１は、外輪２が転動体４を介してカムフォロアスタッド３に回転自在に支持されている。また、カムフォロア１は、外輪２の外輪段差面２ｃと軸方向に対向して配置されているカムフォロアスタッド３の鍔部３ｂと側板５とによって、外輪２および転動体４の軸方向の移動が規制されている。側板５の孔５ａには、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃが隙間Δｄ１を有する状態で挿入され、側板５は、Ｏリング６によって支持されている。つまり、側板５は、カムフォロアスタッド３に接触することなくＯリング６を介してカムフォロアスタッド３に固定されている。従って、カムフォロア１では、側板５の孔５ａにカムフォロアスタッド３を圧入する必要がない。また、カムフォロア１では、Ｏリング６にカムフォロアスタッド３が圧入され、側板５の側板拡径部５ｂにＯリング６が圧入されることで、側板５に対するＯリング６の位置、カムフォロアスタッド３に対する側板５の軸方向の位置、およびカムフォロアスタッド３の軸心に対する側板５の軸心の位置が定まる。これにより、カムフォロアスタッド３や側板５を損傷させることなく側板５をカムフォロアスタッド３の任意の位置に固定することができる。

以下に、図５を用いて、カムフォロアの第二実施形態であるカムフォロア８について説明する。なお、以下の実施形態に係るカムフォロア８は、図１から図４に示すカムフォロア１において、カムフォロア１に替えて適用されるものとして、その説明で用いた名称、図番、記号を用いることで、同じものを指すこととし、以下の実施形態において、既に説明した実施形態と同様の点に関してはその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。

図５（ａ）に示すように、側板９は、外輪２と転動体４との軸方向の移動を規制するものである。側板９は、中心に孔９ａを有する円板状に形成されている。孔９ａの一側端部には、孔９ａの内径ｄ１よりも拡径された内径ｄ２、軸方向長さＬの側板拡径部９ｂが形成されている。これにより、孔９ａには、側板９の板面から軸方向長さＬの位置に、内周面が拡径された側板段差面９ｃが形成されている。

環状の弾性体であるＯリング１０は、側板９を固定するとともに、側板９の孔９ａとカムフォロアスタッド３との隙間をシールするものである。Ｏリング１０の線径Ｄ３は、側板９の側板拡径部９ｂの軸方向長さＬよりも大きい。

Ｏリング１０には、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃが圧入されている。同時に、Ｏリング１０は、側板９の側板拡径部９ｂに圧入されている。この際、Ｏリング１０は、側板９の板面（側板９のうち支持部３側の端面）からΔＤ３＝Ｄ３−Ｌだけ突出している。

図５（ｂ）に示すように、カムフォロア８では、カム機構のカムレバー等からなる取付部材１００にカムフォロアスタッド３がネジ締結により固定される。カムフォロア８では、ネジ部３ｅ（図２参照）のナット締結によりカムフォロアスタッド３に軸方向の張力が発生している。すなわち、カムフォロア８では、張力によって側板９が取付部材１００の側面に押し付けられる。この際、カムフォロア８では、Ｏリング１０が、側板９の側板段差面９ｃと取付部材１００の側面とに挟まれて押しつぶされる（押圧される）。この結果、Ｏリング１０は、カムフォロアスタッド３の支持部３ｃの外周面、側板９の側板拡径部９ｂの内周面および側板段差面９ｃに向かって膨張するように変形する。そして、カムフォロア８では、Ｏリング１０の内周面と支持部３ｃの外周面との間に発生している摩擦力、Ｏリング１０の外周面と側板拡径部９ｂの内周面との間に発生している摩擦力およびＯリング１０の軸方向側面と側板段差面９ｃとの間に発生している摩擦力が増大する。これにより、カムフォロア８は、カムフォロアスタッド３や側板９を損傷させることなく側板９をカムフォロアスタッド３に強固に固定することができる。

以上、本実施形態に係るカムフォロア１・８は、円環状の弾性部材としてＯリング６・１０が用いられているが円環状の弾性部材であればＯリング１０以外のものでもよい。また、カムフォロア１・８は、カムフォロアスタッド３に鍔部３ｂが一体的に形成されているものとして説明したがこれに限定されるものではなく、カムフォロアスタッド３と別体に構成してもよい。上述の実施形態は、本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明の骨子を逸脱しない範囲で材質や熱処理方法等を種々変形して実施することができる。

１，８ カムフォロア
２ 外輪
２ａ 外側転走面
３ カムフォロアスタッド
３ａ 内側転走面
３ｂ 鍔部
３ｃ 支持部
４ 転動体
５，９ 側板
５ａ，９ａ 孔
６，１０ Ｏリング

Claims (4)

1. 内周に外側転走面が一体に形成された外輪と、
   外周に前記外側転走面に対向する内側転走面が一体に形成され、前記内側転走面の軸方向一側端に鍔部が設けられ、前記内側転走面の軸方向他側端に前記内側転走面の外径よりも縮径された支持部が設けられるカムフォロアスタッドと、
   前記外側転走面と内側転走面との間に転動自在に収容される複数の転動体と、
   前記支持部が挿入される孔を有し、前記内側転走面の軸方向他側端に配置される側板と、を備えたカムフォロアにおいて、
   前記側板の前記孔の内径は、前記支持部の外径よりも大きく、
   前記側板が円環状の弾性体を介して前記カムフォロアスタッドに固定され、
   前記円環状の弾性体が前記側板の支持部側の側面から突出するように配置されるカムフォロア。
2. 前記円環状の弾性体に前記カムフォロアスタッドの前記支持部が圧入されるとともに前記側板の前記孔に前記円環状の弾性体が圧入される請求項１に記載のカムフォロア。
3. 前記側板の前記孔には、前記円環状の弾性体が圧入される拡径部が形成されている請求項１または請求項２に記載のカムフォロア。
4. 前記円環状の弾性体がＯリングによって構成される請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のカムフォロア。
   
   

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