JP2023012297A - カムフォロア - Google Patents

Abstract

【課題】スタッドの軸心に対し外輪の軸心を傾斜させた状態でもスタッドと外輪とを相対回転させ易くできるカムフォロアを提供する。【解決手段】転動体２１がクラッチ面４３ａ上を軸方向に移動することで、外輪３０の軸心Ｃ１とスタッド４０の軸心Ｃ２との傾斜が許容される。軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致した状態で、支持部４１の外周面４２と外輪３０の内周面との間などに隙間があるため、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１を傾斜させた場合でも、これらの間を互いに接触させ難くできる。その結果、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１を傾斜させた状態でもスタッド４０と外輪３０とを相対回転させ易くできる。【選択図】図３

Description

本発明は、カムフォロアに関し、特に、スタッドの軸心に対し外輪の軸心を傾斜させた状態でもスタッドと外輪とを相対回転させ易くできるカムフォロアに関する。

カムフォロア（カムフロアー、カムフォロワ）は、円筒状の外輪と、その外輪に先端側が挿通されると共に後端側におねじ又はめねじが螺刻される軸状のスタッドと、そのスタッドの外周面および外輪の内周面の間に介設される複数の転動体と、外輪の軸方向両側にそれぞれ設けてスタッドの先端側の軸方向の移動を規制する側板と、を備えて構成される。

例えば、特許文献１に開示されるカムフォロアは、スタッドの外周面にクラッチ面を形成することで、スタッドに対する外輪の一方向への回転を許容しつつ他方向への回転を規制している。このようにワンウェイクラッチの機能を持つカムフォロアを、クラッチカムフォロアやワンウェイカムフォロアと称す。このカムフォロアの用途として、例えば、円筒状のローラの両側にそれぞれカムフォロアの外輪を嵌め、スタッドを基台に取り付けることによって、複数のローラが並んだコンベヤ（コンベア）を構成することが知られている。

特開２０１３－２２８００８号公報

カムフォロアを用いて上記コンベヤを構成する場合、スタッドの基台への取付位置をローラの両側で精度良く一致させないと、スタッドの軸心に対し外輪の軸心が傾斜しようとする。この場合、従来のカムフォロアでは、スタッドが側板に押し付けられること等に起因して、スタッドに対して外輪を一方向へ回転させ難くなるという問題点があった。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、スタッドの軸心に対し外輪の軸心を傾斜させた状態でもスタッドと外輪とを相対回転させ易くできるカムフォロアを提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明のカムフォロアは、円筒状の外輪と、その外輪に挿通される支持部およびその支持部に同心に連設される取付部を有する軸状のスタッドと、前記支持部の外周面および前記外輪の内周面の間に介設される複数の転動体と、前記取付部が挿通される貫通孔を有して前記外輪の軸方向の一端を塞ぐ第１側板と、その第１側板との間に前記転動体および前記支持部を配置して前記外輪の軸方向の他端に設けられる第２側板と、前記支持部の外周面および前記外輪の内周面のうち一方の周方向の複数か所を凹ませて形成され、前記支持部の外周面および前記外輪の内周面のうち他方との間隔が前記他方の周方向のうち第１方向に沿って漸減する複数のクラッチ面と、を備え、前記一方に対する前記他方の前記第１方向への回転に伴い、複数の前記クラッチ面と前記他方との間に複数の前記転動体がそれぞれ噛み込まれることで、前記一方に対する前記他方の前記第１方向への回転が規制され、前記一方に対する前記他方の前記第１方向と反対方向となる第２方向への回転に伴い、前記クラッチ面と前記他方との間で前記転動体の回転が許容され、前記一方に対する前記他方の前記第２方向への回転が許容され、前記外輪の軸心と前記スタッドの軸心とを一致させた状態で、前記支持部の外周面と前記外輪の内周面との間に前記外輪の周方向全体に亘って隙間が形成され、前記第１側板から前記第２側板までの軸方向間隔は、前記支持部の軸方向寸法よりも大きく形成され、前記転動体が前記クラッチ面上を前記スタッドの軸方向に移動可能に構成され、前記転動体が前記クラッチ面上を軸方向に移動することで、前記スタッドの軸心に対する前記外輪の軸心の傾斜を許容する。

請求項１記載のカムフォロアは、前記一方（例えばスタッドの支持部の外周面）に対する前記他方（例えば外輪の内周面）の第１方向への回転は規制しつつ第２方向への回転は許容するものであって、以下の効果を奏する。転動体がクラッチ面上をスタッドの軸方向に移動可能に構成されているので、スタッドの径方向視において、スタッドの軸心よりも軸直角方向の一側で転動体を軸方向に第１側板へ近づけ、スタッドの軸心よりも軸直角方向の他側で転動体を軸方向に第２側板へ近づける。これにより、スタッドの一側が第１側板へ近づいて他側が第２側板へ近づくように、スタッドの軸心に対して外輪の軸心を傾斜させることができる。

外輪の軸心とスタッドの軸心とを一致させた状態で、支持部の外周面と外輪の内周面との間に外輪の周方向全体に亘って隙間が形成され、第１側板から第２側板までの軸方向間隔が支持部の軸方向寸法よりも大きく形成されている。これにより、スタッドの軸心に対して外輪の軸心を傾斜させた場合でも、これらの間を互いに接触させ難くできるので、前記一方に対する前記他方の第２方向への回転時に、これらの間の接触に起因した回転抵抗を生じ難くできる。よって、スタッドの軸心に対し外輪の軸心を傾斜させた状態でもスタッドと外輪とを相対回転させ易くできる。

請求項２記載のカムフォロアによれば、請求項１記載のカムフォロアの奏する効果に加え、次の効果を奏する。前記一方は、クラッチ面の第２方向側の縁から立ち上がる横壁を備えている。これにより、前記一方に対する前記他方の第２方向への回転時には、第２方向への転動体の移動が横壁で規制される。更に第２方向への回転時には、外輪の軸心とスタッドの軸心とを一致させた状態で、横壁により第２方向への移動が規制された（横壁に接触した）転動体がクラッチ面および前記他方に接触する。そのため、前記一方に対する前記他方の回転が第２方向から第１方向へ切り換わるとき、既に接触していたクラッチ面および前記他方との間に転動体が噛み込まれる。よって、第２方向の回転が許容された状態から第１方向の回転が規制される状態への切り換えの応答性を向上できる。

更に、外輪の軸心とスタッドの軸心とを一致させた状態で、第２方向への移動が横壁で規制された転動体がクラッチ面および前記他方に接触しているので、支持部の外周面と外輪の内周面との間に外輪の周方向全体に亘って隙間があっても、外輪とスタッドとの径方向のがたつきを抑制できる。よって、スタッドの軸心に対する外輪の軸心の傾斜を許容しつつ、それら軸心同士の平行移動を抑制できる。

請求項３記載のカムフォロアによれば、請求項１又は２に記載のカムフォロアの奏する効果に加え、次の効果を奏する。クラッチ面上の転動体を軸方向に最大まで移動させてスタッドの軸心に対し外輪の軸心を最大まで傾斜させた場合に、支持部の外周面と外輪の内周面との間、及び、第１側板および第２側板の少なくとも一方と支持部との間に、外輪の周方向全体に亘って隙間が設けられている。よって、スタッドの軸心に対して外輪の軸心を最大まで傾斜させた場合でも、これらの間の接触に起因した回転抵抗を生じ難くでき、スタッドと外輪とを相対回転させ易くできる。

請求項４記載のカムフォロアによれば、請求項１から３のいずれかに記載のカムフォロアの奏する効果に加え、次の効果を奏する。支持部の外周面には、支持部の軸心を中心とする仮想の円柱面に接する平坦面からなるクラッチ面が形成されている。このように、支持部の外周面に形成されるクラッチ面の形状の基準が明確であるため、クラッチ面の製造誤差を抑制し易くできる。

更に、転動体が接触する外輪の内周面の接触面は、外輪の軸心を中心とする円柱面から形成されている。そのため、外輪の軸心とスタッドの軸心とを一致させた状態で、接触面およびクラッチ面がいずれも軸心と平行に延びるので、それらの間隔の製造誤差を軸方向全体に亘って抑制し易くできる。その結果、接触面とクラッチ面との間で転動体を軸方向へ移動させ易くできる。

請求項５記載のカムフォロアによれば、請求項１から４のいずれかに記載のカムフォロアの奏する効果に加え、次の効果を奏する。前記他方は外輪の内周面であり、支持部の外周面（前記一方）の一部を軸方向全体に亘って凹ませることでクラッチ面が形成されている。これにより、クラッチ面上を軸方向に移動する転動体を、支持部の軸方向両側に張り出させることができ、転動体の軸方向の移動可能量を大きくできる。その結果、スタッドの軸心に対する外輪の軸心の許容可能な傾斜量を大きくできる。

請求項６記載のカムフォロアによれば、請求項１から５のいずれかに記載のカムフォロアの奏する効果に加え、次の効果を奏する。外輪の内周面は、転動体が接触する接触面と、第１側板および第２側板の少なくとも一方と接触面との間に設けられ接触面に対して径方向へ凹む凹部と、を備えている。第１側板および第２側板と支持部との間に隙間があるため、その隙間へ転動体を潤滑させるグリスが放出されてしまうが、そのグリスを外輪の回転による遠心力で凹部に溜めることができる。これにより、転動体の軸方向の移動などによって凹部内のグリスを転動体と接触面との間へ供給できるので、グリスによる転動体の潤滑作用を維持させ易くできる。

請求項７記載のカムフォロアによれば、請求項１から６のいずれかに記載のカムフォロアの奏する効果に加え、次の効果を奏する。第１側板から第２側板までの軸方向間隔と、支持部の軸方向寸法との差は１ｍｍ以上である。これにより、スタッドの軸心に対して外輪の軸心を傾斜させた場合に、支持部と第１側板および第２側板の両方との接触に起因した回転抵抗を十分に生じ難くでき、スタッドと外輪とを相対回転させ易い状態に維持できる。

一実施形態におけるカムフォロアを用いたコンベヤの平面図である。 図１のＩＩ－ＩＩ線におけるカムフォロアの断面図である。 （ａ）は図２のＩＩＩａ－ＩＩＩａ線におけるカムフォロアの断面図であり、（ｂ）はスタッドの軸心に対し外輪の軸心を傾斜させたカムフォロアの断面図である。

以下、好ましい実施の形態について添付図面を参照して説明する。図１は、一実施形態におけるカムフォロア２０を用いたコンベヤ１０の平面図である。なお、図１では、コンベヤ１０のローラ１１の一部（カムフォロア２０が嵌まる部分）を部分的に断面視して図示している。

図１に示すように、コンベヤ１０は、複数の円筒状のローラ１１と、複数のローラ１１の軸方向両側にそれぞれ挿入される複数のカムフォロア２０と、複数のカムフォロア２０がそれぞれ取り付けられる基台１２と、を備えている。コンベヤ１０は、図示しない搬送物を搬送するための装置である。

複数のローラ１１は、軸心を略平行にして搬送方向に並んでいる。基台１２は、ローラ１１の軸方向両側にそれぞれ配置され、地面や床面（図示せず）に固定されている。カムフォロア２０は、スタッド４０に対して外輪３０が一方向のみに回転可能に構成されたクラッチカムフォロアである。

カムフォロア２０の外輪３０をローラ１１に挿入し、カムフォロア２０のスタッド４０を基台１２にボルト１４で取り付けることで、カムフォロア２０を介してローラ１１が基台１２に支持される。複数のカムフォロア２０の回転可能な方向をローラ１１の両側で一致させることにより、コンベヤ１０は、ローラ１１上の搬送物を一方向のみへ搬送し、逆方向への搬送を規制する。これにより、例えば、コンベヤ１０が搬送方向へ上昇傾斜していても搬送物を逆流させ難くできる。

次に図２、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照してカムフォロア２０の詳細構成を説明する。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線におけるカムフォロア２０の断面図である。図３（ａ）は、図２のＩＩＩａ－ＩＩＩａ線におけるカムフォロア２０の断面図である。図３（ｂ）は、スタッド４０の軸心Ｃ２に対し外輪３０の軸心Ｃ１を傾斜させたカムフォロア２０の断面図である。なお、図３（ａ）では、外輪３０の軸心Ｃ１とスタッド４０の軸心Ｃ２とが一致している。

図２及び図３（ａ）に示すように、カムフォロア２０は、外輪（ハウジング）３０と、その外輪３０の内周側に配置されるスタッド４０と、それらスタッド４０及び外輪３０の間に介設される複数の転動体２１と、外輪３０の軸方向両側にそれぞれ設けられる第１側板２２及び第２側板２３と、を備えている。転動体２１は、円柱状のピンである。例えば本実施形態では転動体２１の直径が約５ｍｍ、長さ（軸方向寸法）が約６ｍｍに設定されている。

後述する寸法関係により外輪３０に対しスタッド４０が径方向に移動してしまうが、スタッド４０及び外輪３０の間に介設される複数の転動体２１によって、外輪３０に対するスタッド４０の径方向の移動が規制される。即ち、転動体２１が遊星ローラとして機能し、スタッド４０が遊星軸（太陽軸）として機能する。

外輪３０は、軸心Ｃ１を中心とする円筒状の部材である。外輪３０の軸方向（軸心Ｃ１方向）の一端に第１側板（プレート）２２が嵌まり、外輪３０の軸方向の他端が円板状の第２側板２３で塞がれている。第１側板２２は、径方向中央に貫通孔２４を設けた円環板状の部材である。第１側板２２は、ゴム等の弾性体からなる既知の回転用のオイルシール（シール部）２５を備え、オイルシール２５によって貫通孔２４の内周面が構成されている。なお、図３（ａ）及び図３（ｂ）では、オイルシール２５を模式的に示している。

第２側板２３は外輪３０と一体成形されている。外輪３０の外周面３１には、第１側板２２側に対し第２側板２３側が径方向に凹む段差３２が形成されている。この段差３２にローラ１１の端部が当たることで、ローラ１１に対し外輪３０が位置決めされる。

外輪３０の内周面は、転動体２１が接触する接触面３４と、その接触面３４の軸方向両側にそれぞれ設けられて接触面３４に対して径方向へ凹む凹部３５，３６と、を備えている。接触面３４は、軸心Ｃ１を中心とする円柱面から形成されている。即ち、接触面３４の内径は、軸方向全体に亘って同一の寸法に設定される。例えば本実施形態では、接触面３４の内径が約３０ｍｍ、接触面３４の軸方向寸法が約６ｍｍに設定されている。

凹部３５は、外輪３０の軸方向に開口している。この凹部３５に第１側板２２が圧入されることで、第１側板２２が外輪３０に取り付けられる。第１側板２２の厚さ（軸方向寸法）よりも、凹部３５の軸方向寸法が大きく形成されているので、接触面３４と第１側板２２との間に、周方向に連続した凹部３５を設けることができる。

凹部３６は、接触面３４と第２側板２３との間に周方向に連続して設けられる。一体成形された外輪３０と第２側板２３との内側の角を切削することにより凹部３６が形成される。凹部３６は、接触面３４へ向かうにつれて軸心Ｃ１に対し上昇傾斜している。

スタッド４０は、外輪３０の内周側に挿通される支持部４１と、その支持部４１に同心に連設される取付部４５と、を備え、軸心Ｃ２を中心とした円筒状（軸状）に形成される。支持部４１は、軸心Ｃ２を中心とする円柱状の外周面４２に複数の収容凹部４３が設けられた部位である。

この収容凹部４３を除いた部分の支持部４１の外径（例えば約２５ｍｍ）は、外輪３０の接触面３４の内径（例えば約３０ｍｍ）よりも小さく、第１側板２２の貫通孔２４の内径（例えば約１６ｍｍ）よりも大きく設定される。なお、外輪３０の接触面３４の内径と、収容凹部４３以外の支持部４１の外径との差は、転動体２１の半径以上であることが好ましい。これにより、円柱面からの切削で収容凹部４３を形成する場合に、収容凹部４３を形成するための切削量を少なくできる。更に、接触面３４の内径と、支持部４１の外径との差が大きい程、外輪３０の内周側へ支持部４１を挿入し易くできる。

支持部４１は、第１側板２２と第２側板２３との間に配置される。支持部４１の軸方向寸法（例えば約５．５ｍｍ）よりも、第１側板２２から第２側板２３までの軸方向間隔（例えば約８ｍｍ）が大きく設定される。

取付部４５は、支持部４１の外径よりも小さい外径（例えば約１６ｍｍ）の円筒状の部位である。取付部４５は、第１側板２２の貫通孔２４に挿通され、外輪３０の外側へ突出する。この取付部４５の内周面に形成されているめねじ４６に、基台１２に設けた取付孔１３に挿入したボルト１４を締結することで、基台１２にスタッド４０が取り付けられる。

支持部４１の収容凹部４３は、外輪３０の接触面３４との間に転動体２１を収容するための凹みである。収容凹部４３は、支持部４１の外周面４２の複数か所を軸方向全体に亘って凹ませて形成されている。複数の収容凹部４３は、支持部４１の周方向（軸心Ｃ２まわり）に等間隔に設けられる。本実施形態では、９つの収容凹部４３が４０°間隔で設けられている。また、１の収容凹部４３に１の転動体２１が収容される。

収容凹部４３は、接触面３４との間隔が外輪３０及びスタッド４０の周方向のうち第１方向Ａに沿って漸減するクラッチ面４３ａと、第１方向Ａを向く横壁４３ｂと、を備えている。なお、外輪３０及びスタッド４０の周方向のうち第１方向Ａとは反対方向を第２方向Ｂとする。

クラッチ面４３ａは、支持部４１の軸心Ｃ２を中心とする仮想の円柱面４８（例えば直径約２０ｍｍ）に接する平坦面状に形成される。クラッチ面４３ａは、円柱面４８との接点４８ａから第１方向Ａへ延び、接点４８ａから第２方向Ｂへも若干延びている。このように、支持部４１の外周面４２に形成されるクラッチ面４３ａの形状の基準が明確であるため、クラッチ面４３ａの製造を容易にできると共に、クラッチ面４３ａの製造誤差を抑制し易くできる。

クラッチ面４３ａと接触面３４との間には転動体２１が介設される。転動体２１が円柱状であるので、転動体２１とクラッチ面４３ａ及び接触面３４との接触面積を確保し易くできる。その結果、カムフォロア２０の耐荷重を確保できると共に、転動体２１の耐摩耗性を確保できる。

更に転動体２１は、第１側板２２と第２側板２３との間に配置される。第１側板２２から第２側板２３までの軸方向間隔よりも転動体２１の長さ（軸方向寸法）が短いので、クラッチ面４３ａ上を転動体２１が軸方向に移動できる。

横壁４３ｂは、クラッチ面４３ａの第２方向Ｂ側の縁から立ち上がる面である。本実施形態では、クラッチ面４３ａから横壁４３ｂが垂直に立ち上がるが、クラッチ面４３ａから横壁４３ｂが立ち上がる角度を適宜変更したり、横壁４３ｂをカーブさせながら立ち上げても良い。

軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致した状態で、横壁４３ｂに転動体２１が接触すると、クラッチ面４３ａ及び接触面３４にも転動体２１が接触するように寸法関係などが設定されている。即ち、クラッチ面４３ａと接触面３４との間隔が最大となる位置で、クラッチ面４３ａ及び接触面３４の両方に転動体２１が接触するように寸法関係などが設定されている。更に本実施形態では、クラッチ面４３ａと転動体２１とが接点４８ａで接触し、その転動体２１と接触面３４との接触部分、接点４８ａ及び軸心Ｃ１，Ｃ２が一直線上に並ぶ。

以上説明したカムフォロア２０を製造するには、まず外輪３０の内周側にスタッド４０の支持部４１を挿入する。この状態では、外輪３０と支持部４１との隙間によって、軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致せず、外輪３０と支持部４１とが独立して径方向へ移動可能である。次いで、外輪３０の接触面３４と、支持部４１に等間隔に設けた複数のクラッチ面４３ａとの間にそれぞれ転動体２１を挿入する。これにより、軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致し、外輪３０と支持部４１との径方向の相対移動が規制される。

最後に、外輪３０と支持部４１との間にグリス（オイル）を注入し、外輪３０に第１側板２２を圧入することで、カムフォロア２０が製造される。第１側板２２のオイルシール２５によって、貫通孔２４の内周面と取付部４５の外周面との間が密閉され、外輪３０の内部に注入したグリスの漏れが抑制される。また、オイルシール２５による貫通孔２４の内周面と取付部４５との間にグリスの膜が形成されることで、オイルシール２５に対して取付部４５が摺動する。

次にカムフォロア２０の動作について説明する。スタッド４０に対して外輪３０が第１方向Ａへ回転する場合には、転動体２１がクラッチ面４３ａ上を第１方向Ａへ転がろうとする。この場合、軸心Ｃ１又は軸心Ｃ２に垂直な断面において、転動体２１が接触面３４に接触する部分の接線とクラッチ面４３ａとが略平行な状態から、クラッチ面４３ａと接触面３４との間隔が第１方向Ａに沿って漸減するので、クラッチ面４３ａと接触面３４との間に転動体２１が噛み込まれる。これにより、スタッド４０に対する外輪３０の第１方向Ａへの回転が規制される。

一方、スタッド４０に対して外輪３０が第２方向Ｂへ回転する場合には、転動体２１がクラッチ面４３ａ上を第２方向Ｂへ転がろうとし、横壁４３ｂにより第２方向Ｂへの転動体２１の移動が規制される。この場合、接触面３４と、支持部４１（クラッチ面４３ａ及び横壁４３ｂ）との間に転動体２１が噛み込まれることなく、転動体２１が滑動（回転）する。これにより、スタッド４０に対する外輪３０の第２方向Ｂへの回転が許容される。

なお、この転動体２１の滑動は、軸心Ｃ１又は軸心Ｃ２に垂直な断面において、転動体２１と接触面３４との接触部分の接線に対する、転動体２１とクラッチ面４３ａ及び横壁４３ｂとの接触部分を結んだ直線の傾斜角度で示される噛み込み角度が大きいために生じる。また、外輪３０の内部に封入されたグリスによって、接触面３４、クラッチ面４３ａ及び横壁４３ｂに対し転動体２１が潤滑する。

軸心Ｃ１，Ｃ２を互いに一致させた状態で、スタッド４０に対して外輪３０を第２方向Ｂへ回転させているとき、横壁４３ｂに接触した転動体２１がクラッチ面４３ａ及び接触面３４に接触している。そのため、スタッド４０に対する外輪３０の回転が第２方向Ｂから第１方向Ａへ切り換わるとき、既に接触していたクラッチ面４３ａ及び接触面３４の間に転動体２１が噛み込まれる。よって、第２方向Ｂの回転が許容された状態から第１方向Ａの回転が規制される状態への切り換えの応答性を向上できる。

カムフォロア２０の基台１２への取付位置がローラ１１の両側でずれると、スタッド４０の軸心Ｃ２に対し外輪３０の軸心Ｃ１を傾斜させる力が生じる。具体的に、図３（ａ）に示すように、外輪３０の軸心Ｃ１とスタッド４０の軸心Ｃ２とが一致した状態から、スタッド４０の径方向視において、軸心Ｃ２よりも軸直角方向の一側（例えば図３紙面右側）で第１側板２２がスタッド４０に近づき、軸心Ｃ２よりも軸直角方向の他側（例えば図３紙面左側）で第２側板２３がスタッド４０に近づくように、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１を傾斜させる力が生じる場合を説明する。

この場合、図３（ｂ）に示すように、スタッド４０の径方向視において、軸心Ｃ２よりも一側で転動体２１が第１側板２２へ近づき、軸心Ｃ２よりも他側で転動体２１が第２側板２３へ近づくことで、軸心Ｃ２に対する軸心Ｃ１の傾斜が許容される。なお、この傾斜時には、軸心Ｃ１及び軸心Ｃ２を通る仮想の平面に近い転動体２１ほど軸方向へ大きく移動させる必要がある。

軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致していた状態では、支持部４１の外周面４２と外輪３０の内周面（接触面３４及び凹部３５，３６）との間に外輪３０の周方向全体に亘って隙間が形成されている。これにより、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１を傾斜させた場合でも、この間を互いに接触させ難くできる。

更に、第１側板２２から第２側板２３までの軸方向間隔が支持部４１の軸方向寸法よりも大きく形成されている。そのため、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１を傾斜させた場合でも、第１側板２２及び第２側板２３の両方に支持部４１を接触させ難くできる。これらの結果、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１を傾斜させた場合でも、スタッド４０と、第１側板２２、第２側板２３及び外輪３０との接触に起因した回転抵抗を生じ難くでき、外輪３０とスタッド４０とを相対回転させ易い状態に維持できる。

よって、カムフォロア２０をコンベヤ１０に適用し、カムフォロア２０の基台１２への取付位置がローラ１１の両側でずれて軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１が傾斜しても、ローラ１１をスムーズに回転させることができる。更に、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１が傾斜しても、外輪３０とスタッド４０とを相対回転させ易い状態に維持できるので、軸心Ｃ１，Ｃ２が互いに一致するようにカムフォロア２０の各部の寸法精度を高める必要がない。即ち、カムフォロア２０の各部の寸法精度がある程度低くても良いので、カムフォロア２０の製造コストを低減し易くできる。

また、スタッド４０の取付部４５に面する貫通孔２４の内周面が弾性体製のオイルシール２５により構成されるので、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１を傾斜させた場合に、オイルシール２５の弾性変形によって、貫通孔２４に対する取付部４５の径方向への移動が許容される。よって、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１が傾斜しても、第１側板２２とスタッド４０との回転抵抗をオイルシール２５により増加し難くできる。

また、クラッチ面４３ａは、支持部４１の外周面４２の一部を軸方向全体に亘って凹ませることで形成されている。これにより、クラッチ面４３ａを軸方向に移動する転動体２１を、支持部４１の軸方向両側に張り出させることができ、転動体２１の軸方向の移動可能量を大きくできる。その結果、スタッド４０の軸心Ｃ２に対する外輪３０の軸心Ｃ１の許容可能な傾斜量を大きくできる。更に、支持部４１から軸方向に張り出した転動体２１が第１側板２２又は第２側板２３に接触することで、支持部４１を第１側板２２及び第２側板２３に接触し難くできるので、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１が傾斜した状態でも外輪３０とスタッド４０とを相対回転させ易くできる。

また、支持部４１の外周面４２と外輪３０の内周面との隙間は、周方向全体に亘って外輪３０の内径の１／３０以上であること、又は、１ｍｍ以上であることが好ましい。更に、第１側板２２から第２側板２３までの軸方向間隔と支持部４１の軸方向寸法との差は、外輪３０の内径の１／３０以上であること、又は、１ｍｍ以上であることが好ましい。これらの結果、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１を傾斜させた場合に、外輪３０とスタッド４０とを十分に接触させ難くでき、それらの接触に起因した回転抵抗を十分に生じ難くできる。よって、外輪３０とスタッド４０とを相対回転させ易い状態に維持できる。

特に、第１側板２２から第２側板２３までの軸方向間隔と支持部４１の軸方向寸法との差が２ｍｍ以上であることがより好ましい。このようなカムフォロア２０をコンベヤ１０に適用した場合、カムフォロア２０の基台１２への取付位置がローラ１１の両側でずれていても、ローラ１１をスムーズに回転させることができる。

更に、クラッチ面４３ａ上の転動体２１を軸方向に最大まで（即ち第１側板２２又は第２側板２３に当たるまで）移動させることで、スタッド４０の軸心Ｃ２に対し外輪３０の軸心Ｃ１が最大まで傾斜する。この場合に、支持部４１の外周面４２と外輪３０の内周面との間、及び、第１側板２２及び第２側板２３の少なくとも一方と支持部４１との間に周方向全体に亘って隙間が設けられるように各寸法が設定されている。よって、軸心Ｃ２に対して軸心Ｃ１を最大まで傾斜させた場合でも、外輪３０とスタッド４０との接触に起因した回転抵抗を生じ難くでき、外輪３０とスタッド４０とを相対回転させ易くできる。

また、軸心Ｃ１，Ｃ２が一致した状態で、第２方向Ｂへの移動が横壁４３ｂで規制された転動体２１がクラッチ面４３ａ及び接触面３４に接触する。そのため、支持部４１の外周面４２と外輪３０の内周面との間に外輪３０の周方向全体に亘って隙間があっても、外輪３０とスタッド４０との径方向のがたつきを抑制できる。よって、スタッド４０の軸心Ｃ２に対する外輪３０の軸心Ｃ１の傾斜を許容しつつ、それら軸心Ｃ１，Ｃ２同士の平行移動を抑制できる。

軸心Ｃ１，Ｃ２が一致した状態で、転動体２１が介設される接触面３４及びクラッチ面４３ａはいずれも軸心Ｃ１，Ｃ２と平行に延びているので、接触面３４とクラッチ面４３ａとの間隔の製造誤差を軸方向全体に亘って抑制し易くできる。その結果、接触面３４とクラッチ面４３ａとの間で転動体２１を軸方向へ移動させ易くできる。

カムフォロア２０は、軸心Ｃ２に対し軸心Ｃ１を傾斜させた状態でも外輪３０とスタッド４０とを相対回転させ易くするために、第１側板２２及び第２側板２３との間に隙間を設けていることにより、その隙間へ転動体２１を潤滑させるグリスが放出されてしまう。しかし、そのグリスを、外輪３０の回転による遠心力で、接触面３４と第１側板２２及び第２側板２３との間に設けた凹部３５，３６に溜めることができる。これにより、転動体２１の軸方向の移動などによって凹部３５，３６内のグリスを転動体２１に付着させ、転動体２１と接触面３４との間へグリスを供給できる。その結果、グリスによる転動体２１の潤滑作用を維持させ易くできる。

更に、凹部３６は、接触面３４へ向かうにつれて軸心Ｃ１に対し上昇傾斜しているので、凹部３６から転動体２１と接触面３４との間へグリスをより供給し易くできる。特に、第１側板２２を外すこと等によりグリスを補充し易い凹部３５側（第１側板２２側）と比べ、貫通孔２４等がない凹部３６側（第２側板２３側）の転動体２１と接触面３４との間には新たなグリスを補充し難いが、接触面３４の傾斜によって凹部３６側でもグリスによる転動体２１の潤滑作用を維持させ易くできる。

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

上記形態では、ローラ１１の軸方向両側にそれぞれカムフォロア２０を設けることで、コンベヤ１０にカムフォロア２０を適用する場合を説明したが、ローラ１１の軸方向の一方側のみに本発明のカムフォロア２０を設けても良い。ローラ１１の軸方向の他方側は、両方向への回転を許容するカムフォロアやベアリング等を介して基台１２に取り付ければ良い。

上記形態では、コンベヤ１０が搬送方向に上昇傾斜していてもカムフォロア２０により搬送物の逆流を抑制できる場合を説明した。この場合、全てのローラ１１を本発明のカムフォロア２０によって一方向のみへ回転可能にしなくても、ローラ１１を数個（例えば１個）置きに本発明のカムフォロア２０によって一方向のみへ回転可能とし、その他のローラ１１を両方向へ回転可能としても良い。

また、従来、両方向への回転が許容されたローラ１１を並べてコンベヤ１０を構成し、そのコンベヤ１０の途中で搬送物を停止して作業を行う場合、その停止位置のコンベヤ１０上にストッパを固定していた。このストッパは、隣り合うローラ１１の間に差し込んだ板材であって、停止させる搬送物の転がり等を防止可能な高さに設定されている。

これに対し、搬送物の停止位置における少なくとも１つのローラ１１をカムフォロア２０で搬送方向に回転しないようにすることで、ストッパに代えカムフォロア２０によってコンベヤ１０の途中で搬送物を停止させることができる。この場合、停止位置におけるローラ１１は、搬送物を逆流させる方向への回転が許容されているので、トラブル対応などのために搬送物をスムーズに逆流させることができる。

また、ストッパを用いる場合、停止位置から搬送方向へ搬送物を送るには、作業者が搬送物を高く持ち上げて、搬送物の転がり等を防止可能な高さに設定されたストッパを越えさせる必要があった。しかし、カムフォロア２０を用いて搬送物を停止させる場合には、回転しないローラ１１上で搬送物を滑らせたり搬送物を若干浮かせたりするように搬送物を押すことで、停止位置から搬送方向へ搬送物を容易に送ることができる。

なお、上記形態で例示した寸法のカムフォロア２０を、搬送物の停止位置のローラ１１の片側に設けてコンベヤ１０を構成し、ローラ１１の外周面をゴム製とし、プラスチック製の容器に２０ｋｇの重りを載せたものを搬送物としてカムフォロア２０の耐久試験を行った。この試験では、カムフォロア２０によって搬送物を停止させる工程を４０００回繰り返したが、４０００回目でもカムフォロア２０によって搬送物を停止できることが確認された。

上記形態では、転動体２１が円柱状である場合を説明したが、例えば転動体２１を球状に形成しても良い。なお、転動体２１が球状（硬球）である場合には、転動体２１に方向性が無いこと、転動体２１の球面上を挿入部分の角が滑ることによって、外輪３０と支持部４１との間に転動体２１を挿入し易くできる。これにより、カムフォロア２０を製造し易くでき、製造コストを低減し易くできる。また、円柱状または球状に限らず、クラッチ面４３ａ及び接触面３４に対して転がるように、軸心Ｃ１に垂直な断面において、転動体２１の断面が円形状であれば良い。

上記形態で挙げた数値は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。例えば、上記形態で説明した転動体２１及び収容凹部４３の数は荷重条件などに応じて任意に設定することができる。また、転動体２１、外輪３０及びスタッド４０の各部寸法を適宜変更しても良い。

また、１の収容凹部４３に、複数の転動体２１を軸方向に並べて収容させても良い。特に、転動体２１が球状である場合には、複数の転動体２１を軸方向に並べることで、カムフォロア２０の耐荷重を大きくし易い。

また、１の収容凹部４３に収容される転動体２１を円柱状とするとき、荷重条件を満たすために、１の収容凹部４３に収容される転動体２１の軸方向寸法の合計をＬとする必要があるとする。この場合、軸方向寸法Ｌの転動体２１を１個だけ１の収容凹部４３に収容する場合と比べ、軸方向寸法Ｌ／Ｎの転動体２１を軸方向にＮ個並べて１の収容凹部４３に収容する方が、軸心Ｃ１，Ｃ２を互いに傾斜させた場合の回転抵抗を抑制できる。これは、軸方向に並んだ転動体２１同士が相対回転することにより、回転抵抗を分散できるためである。

上記形態では、スタッド４０の支持部４１の外周面４２にクラッチ面４３ａ（収容凹部４３）が形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。支持部４１の外周面４２にクラッチ面４３ａを設けずに、外輪３０の内周面の周方向の一部を凹ませてクラッチ面（収容凹部）を形成しても良い。この外輪３０のクラッチ面は、支持部４１の外周面４２との間隔を第１方向Ａに沿って漸減するように構成される。この場合、外輪３０に対するスタッド４０の第１方向Ａへの回転に伴い、外輪３０のクラッチ面と支持部４１の外周面４２との間に転動体２１が噛み込まれる。一方で、外輪３０に対するスタッド４０の第２方向Ｂへの回転に伴い、外輪３０のクラッチ面と支持部４１の外周面４２との間に転動体２１が噛み込まれず、転動体２１が滑動するように構成すれば良い。

上記形態では、クラッチ面４３ａが支持部４１の軸方向全体に亘って形成される場合を説明したが、クラッチ面４３ａの軸方向両側に壁を設けても良い。このクラッチ面４３ａの両側の壁の軸方向間隔よりも転動体２１の軸方向寸法を小さくすることで、クラッチ面４３ａ上を転動体２１が軸方向に移動できる。

上記形態では、第１側板２２を外輪３０に圧入し、第２側板２３を外輪３０と一体成形する場合を説明したが、第１側板２２を外輪３０と一体成形し、第２側板２３を外輪３０に圧入しても良い。また、第２側板２３の径方向中央に貫通孔を形成し、その貫通孔を通って外輪３０の外側へ突出する取付部を、取付部４５とは別に支持部４１の第２側板２３側に形成しても良い。

この取付部が外輪３０から軸方向両側に突出したカムフォロア２０を、車輪や車輪の軸支部分として使用することができる。例えば、車椅子の車輪や車輪の軸支部分にカムフォロア２０を用いることによって、登り坂などで車椅子を逆走し難くできる。また、車輪や車輪の軸支部分に使用可能なカムフォロア２０としては、第２側板２３の径方向中央から軸方向へ突出する軸状部材を第２側板２３に固着したものも挙げられる。この場合、第１側板２２側の取付部４５はフレーム等へ直接取り付け、第２側板２３側の軸状部材はベアリングを介してフレーム等へ取り付ける。

上記形態では、スタッド４０が円筒状に形成され、取付部４５の内周面にめねじ４６が形成される場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。スタッド４０を円柱状に形成し、取付部４５の外周面の一部におねじを形成しても良い。この場合、基台１２の取付孔１３に挿入した取付部４５のおねじにナットを締結することで、基台１２にスタッド４０が取り付けられる。

２０ カムフォロア
２１ 転動体
２２ 第１側板
２３ 第２側板
２４ 貫通孔
３０ 外輪
３４ 接触面（外輪の内周面の一部）
３５，３６ 凹部（外輪の内周面の一部）
４０ スタッド
４１ 支持部
４２ 外周面
４３ａ クラッチ面
４３ｂ 横壁
４５ 取付部
Ａ 第１方向
Ｂ 第２方向
Ｃ１ 外輪の軸心
Ｃ２ スタッドの軸心

Claims (7)

1. 円筒状の外輪と、
   その外輪に挿通される支持部およびその支持部に同心に連設される取付部を有する軸状のスタッドと、
   前記支持部の外周面および前記外輪の内周面の間に介設される複数の転動体と、
   前記取付部が挿通される貫通孔を有して前記外輪の軸方向の一端を塞ぐ第１側板と、
   その第１側板との間に前記転動体および前記支持部を配置して前記外輪の軸方向の他端に設けられる第２側板と、
   前記支持部の外周面および前記外輪の内周面のうち一方の周方向の複数か所を凹ませて形成され、前記支持部の外周面および前記外輪の内周面のうち他方との間隔が前記他方の周方向のうち第１方向に沿って漸減する複数のクラッチ面と、を備え、
   前記一方に対する前記他方の前記第１方向への回転に伴い、複数の前記クラッチ面と前記他方との間に複数の前記転動体がそれぞれ噛み込まれることで、前記一方に対する前記他方の前記第１方向への回転が規制され、
   前記一方に対する前記他方の前記第１方向と反対方向となる第２方向への回転に伴い、前記クラッチ面と前記他方との間で前記転動体の回転が許容され、前記一方に対する前記他方の前記第２方向への回転が許容され、
   前記外輪の軸心と前記スタッドの軸心とを一致させた状態で、前記支持部の外周面と前記外輪の内周面との間に前記外輪の周方向全体に亘って隙間が形成され、
   前記第１側板から前記第２側板までの軸方向間隔は、前記支持部の軸方向寸法よりも大きく形成され、
   前記転動体が前記クラッチ面上を前記スタッドの軸方向に移動可能に構成され、
   前記転動体が前記クラッチ面上を軸方向に移動することで、前記スタッドの軸心に対する前記外輪の軸心の傾斜を許容することを特徴とするカムフォロア。
2. 前記一方は、前記クラッチ面の前記第２方向側の縁から立ち上がる横壁を備え、
   前記外輪の軸心と前記スタッドの軸心とを一致させた状態で、前記横壁に接触する前記転動体が前記クラッチ面および前記他方に接触することを特徴とする請求項１記載のカムフォロア。
3. 前記クラッチ面上の前記転動体を軸方向に最大まで移動させて前記スタッドの軸心に対し前記外輪の軸心を最大まで傾斜させた場合に、前記支持部の外周面と前記外輪の内周面との間、及び、前記第１側板および前記第２側板の少なくとも一方と前記支持部との間に、前記外輪の周方向全体に亘って隙間が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のカムフォロア。
4. 前記クラッチ面が形成される前記一方は、前記支持部の外周面であり、
   前記クラッチ面は、前記支持部の軸心を中心とする仮想の円柱面に接する平坦面であり、
   前記他方は、前記外輪の内周面であり、
   前記外輪の内周面は、前記外輪の軸心を中心とする円柱面から形成されて前記転動体が接触する接触面を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカムフォロア。
5. 前記クラッチ面が形成される前記一方は、前記支持部の外周面であり、
   前記他方は、前記外輪の内周面であり、
   前記クラッチ面は、前記支持部の外周面の一部を軸方向全体に亘って凹ませることで形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカムフォロア。
6. 前記外輪の内周面は、前記転動体が接触する接触面と、
   前記第１側板および前記第２側板の少なくとも一方と前記接触面との間に設けられ前記接触面に対して径方向へ凹む凹部と、を備えていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカムフォロア。
7. 前記第１側板から前記第２側板までの軸方向間隔と、前記支持部の軸方向寸法との差は１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカムフォロア。

Images