JP3191764B2 - カム機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カム機構に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は、ワークの端部に負角を成形する
ことが可能な負角成形型を示す。負角成形型は、親カム
（案内カム）９１、加工カム９２とカムドライバー９３
とを有する。親カム９１は、水平部と水平部の両端部か
らそれぞれ上方に垂直に延びる前壁と後壁とを有する断
面略Ｕ状で、前壁には後壁側に突出した負角成形部９１
ａを、後壁には垂直に延びる平面９１ｂを備え、前壁方
向（図面右方向）へ付勢され、水平方向にスライド可能
とされている。加工カム９２は、後部に傾斜面９２ａを
有し、水平方向にスライド可能とされ、負角成形部９１
ａから離れる方向に付勢されている。カムドライバー９
３は、上下に駆動し下端に加工カム９２の傾斜面９２ａ
と摺動・接触する傾斜面９３ａと、親カム９１の平面９
１ｂと摺動・接触する摺動・接触面９３ｂとを有する。
カムドライバー９３が下降し、摺動・接触面９３ｂが親
カム９１の平面９１ｂに摺動・接触することで、親カム
９１は負角成形部９１ａが加工カム９２に近づく方にス
ライドする。また、カムドライバー９３の傾斜面９３ａ
が傾斜面９２ａと摺動・接触し、加工カム９２が負角成
形部９１ａに向かってスライドする。ワークの端部は、
親カム９１の負角成形部９１ａと加工カム９２の間に配
置されており、加工カム９２によって負角成形部９１ａ
に沿ってワーク端部は曲げられ、負角が成形される。負
角成形後には、カムドライバー９３が上昇され、カムド
ライバー９３によって負角成形部９１ａに近づく方にス
ライドされていた加工カム９２は負角成形部９１ａから
離れる方にスライドする。また、カムドライバー９３の
摺動・接触面９３ｂと親カム９１の平面９１ｂとの摺動
・接触が解除されて、親カム９１は負角成形部９１ａが
加工カムから離れる方へスライドする。そして、ワーク
が型から取り出される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の負角成
形型では、カムを水平方向にスライドするための、上下
に駆動するカムドライバーを備える分、大きなスペース
が必要となる。本発明の目的は、カムのスライドを簡単
な構成で行うことができ、大きなスペースを必要としな
い、カム機構を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明はつぎの通りである。固定型と、回転体と、案内カム
と、を備え、前記固定型は水平方向に直交する回転体受
け面を有し、前記回転体は、回転軸芯中心に回転可能と
され、前記回転軸芯からの径方向長さが一定長さとされ
前記固定型の回転体受け面に摺動・接触する弧面と、前
記回転軸芯からの径方向長さが徐々に変化する案内カム
ガイド面と、を含む側面を有し、前記案内カムは、前記
回転体に対し前記固定型と反対側に位置し、前記回転体
に接触可能に付勢され、前記回転軸芯に直交する方向に
スライド可能とされ、前記回転体の側面が摺動・接触す
る摺動・接触面と、該摺動・接触面と反対側に位置する
製品形状面とを有し、前記案内カムは前記回転体が回転
し前記摺動・接触面が前記案内カムガイド面と接触した
ときに、回転軸芯に近づく方向にもしくは回転軸芯から
離れる方向にスライドする、カム機構。

【０００５】本発明のカム機構では、案内カムは回転体
に接触可能に付勢されているので、案内カムの摺動・接
触面に接触する回転体の側面の回転軸芯からの径方向長
さに応じて、案内カムはスライドする。回転体が回転
し、案内カムの摺動・接触面が、回転軸芯からの径方向
長さが徐々に変化する回転体の案内カムガイド面に接触
している場合には、案内カムは回転軸芯に近づく方向も
しくは回転軸芯から離れる方向にスライドする。回転体
が回転し、案内カムの摺動・接触面が、回転軸芯からの
径方向長さが一定長さとされた弧面に接触している場
合、もしくは回転体が回転していない場合には案内カム
はスライドしない。案内カムが回転体の回転駆動による
簡単な構成でスライドするので、大きなスペースを必要
としないカム機構となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明実施例のカム機構を、図１
〜図３を参照して、説明する。なお、以下には本発明実
施例のカム機構が、ワークに負角を成形する負角成形型
に適用されている場合を例にとって説明する。

【０００７】本発明実施例のカム機構を有する負角成形
用型は、図１〜図３に示すように、固定型１０と、回転
体２０と、案内カム３０と、加工カム４０と、上型と、
下型本体５０とを有する。

【０００８】固定型１０は、水平方向に延びる水平部１
１と、水平部１１に直交する回転体受け面１２ａを有す
る垂直部１２とを備える。また、水平部１１と垂直部１
２の間の角部に補強材１３を配置してもよい。回転体受
け面１２ａは回転軸芯Ｏから長さｍ離れた位置にある。

【０００９】回転体２０は、柱状で側面を有し、回転軸
芯Ｏを有する回転軸２５まわりに（回転軸芯中心に）、
駆動源、たとえばロータリーアクチュエータ２４によっ
て回転可能とされている。側面は、弧面２１と案内カム
ガイド面２２とを有する。また、側面は、回転軸芯方向
に、上から上部ａ、中部ｂ、下部ｃの３つに分けられ
る。弧面２１は、回転軸芯Ｏからの径方向長さが一定長
さｍとされ、固定型１０の回転軸芯Ｏから長さｍ離れた
位置にある回転体受け面１２ａに摺動・接触する面であ
る。案内カムガイド面２２は、回転軸芯Ｏからの径方向
長さがその周方向において徐々に変化している面であ
る。

【００１０】側面の上部ａの半分（半周）の一方は弧面
２１ａとされ、他方は回転軸芯Ｏからの径方向長さが一
定長さｍより短い長さの面２３ａとされている。側面の
下部ｃも、弧面２１ａと同じ側は弧面２１ｃとされ、そ
の反対側は回転軸芯Ｏからの径方向長さが一定長さｍよ
り短い長さの面２３ｃとされている。たとえば、図２に
示すように、面２３ａ、２３ｃは、回転軸芯Ｏからの径
方向長さが徐々に変化する面とされている。弧面２１ａ
は周方向の端縁で面２３ａと連接し、また、弧面２１ｃ
は周方向の端縁で面２３ｃと連接している。

【００１１】側面の中部ｂは、上部ａと下部ｃの弧面２
１ａ、２１ｃと同じ側が、回転軸芯Ｏからの径方向長さ
ｎが徐々に変化している案内カムガイド面２２とされ、
残りの半分は回転軸芯Ｏからの径方向長さが一定長さｍ
の弧面２１ｂとされている。案内カムガイド面２２は周
方向の端縁で弧面２１ｂと連接している。案内カムガイ
ド面２２は円弧面の一部であり、円弧の径は弧面２１と
同じ径である。しかし、円弧面の軸芯が弧面２１の軸芯
とは、ずれているので、案内カムガイド面２２は回転軸
芯Ｏからは径方向長さｎが徐々に変化している。案内カ
ムガイド面２２は、その周方向の中心において回転軸芯
Ｏからの径方向長さｎが最も短い長さｎｓとされ、案内
カムガイド面２２の周方向の端縁に近づくにつれて回転
軸芯Ｏからの径方向長さｎは徐々に長くなる。案内カム
ガイド面２２は、その端縁では回転軸芯Ｏからの径方向
長さは弧面２１ｂと同じ長さｍになる。

【００１２】案内カム３０は、固定の下型本体５０の上
方に回転体２０に対し固定型１０と反対側に配置されて
いる。下型本体５０は、水平に延びる底壁５１と、上方
に延びる側壁５２、５３とを有している。下型本体５０
の側壁５３と案内カム３０の水平方向の隙間には付勢部
材６１であるカム戻しウレタンが配置されている。カム
戻しウレタン６１により案内カム３０は回転体２０に接
触可能に付勢されている。また、付勢部材６１はスプリ
ング、シリンダーなどであってもよい。下型本体５０の
底壁５１と案内カム３０は、図３に示すように、底壁５
１に水平に配置された回転軸芯側に向かって延びるスラ
イドプレート６２を介して接している。下型本体５０の
側壁５２と案内カム３０は、図３に示すように、側壁５
２に平行に配置された回転軸芯側に向かって延びるスラ
イドプレート６３を介して接している。スライドプレー
ト６２とスライドプレート６３により、案内カム３０は
回転軸芯に直交する方向へのスライドが容易になる。

【００１３】案内カム３０は、摺動・接触面３１と、製
品形状面３２とを有する。摺動・接触面３１は、回転体
２０の側面が摺動・接触し、かつ固定型１０の回転体受
け面１２ａと平行に延びた平面である。図１では、回転
体の側面の中部ｂに向かって突出している面が摺動・接
触面３１とされている。そのため、回転体の側面の中部
ｂのみが摺動・接触面３１に摺動・接触する。製品形状
面３２は、摺動・接触面３１と反対側に位置し、一部が
回転軸芯側に凹んだ凹部３２ａを有している。

【００１４】案内カム３０は、回転体２０に接触可能に
付勢されていることから、回転体２０が回転して、摺動
・接触面３１が回転体２０の案内カムガイド面２２と接
触したときに、回転軸芯Ｏに近づく方向にもしくは回転
軸芯Ｏから離れる方向にスライドする。案内カム３０の
スライド長さは、案内カム３０の摺動・接触面３１に摺
動・接触する回転体２０の側面の回転軸芯Ｏからの径方
向長さに起因する。案内カムの摺動・接触面３１に摺動
・接触する回転体２０の側面のうち、回転軸芯Ｏからの
径方向長さが最も長いのは、弧面２１ｂであり、長さｍ
である。また、回転軸芯Ｏからの径方向長さが最も短い
のは、案内カムガイド面２２の周方向の中心であり、長
さｎｓである。したがって、案内カム３０のスライド長
さは、長さｍと長さｎｓの差に等しい。案内カム３０の
スライド長さは、ワークに成形される負角の深さでもあ
る、案内カム３０の製品形状面３２の凹部３２ａの深さ
より長くされている。

【００１５】加工カム４０は、案内カム３０に対し回転
体２０と反対側に位置し、案内カム３０の製品形状面３
２に対向する成形面４１を有する。成形面４１には、た
とえば凸部４１ａが形成されている。加工カム４０は、
図示されない駆動部材によって、回転軸芯Ｏに直交する
方向にスライド可能とされている。ワークは案内カム３
０の凹部３２ａと加工カム４０の凸部４１ａにプレスさ
れて、負角が成形される。

【００１６】本発明実施例のカム機構では、回転体２０
は上記に示した形状に限られず、その他の形状のものを
使用できる。以下には本発明のその他の実施例となる回
転体２０の構造を示す。たとえば、図４および図５に
は、回転体２０は略円柱状とされ、側面の一部である中
部ｂの半分（半周）のみが回転軸芯Ｏからの径方向長さ
が徐々に異なる案内カムガイド面２２とされているもの
を示す。案内カムガイド面２２以外の側面は回転軸芯Ｏ
からの径方向長さが一定長さｍとされている。図４に
は、案内カムガイド面２２が、ほかの側面より回転軸芯
Ｏからの径方向長さが短くされている例を示す。案内カ
ムガイド面２２以外はすべて回転軸芯Ｏからの径方向長
さが一定長さｍとされていることが、案内カムガイド面
２２以外にも回転軸芯Ｏからの径方向長さが一定長さと
されていない側面（面２３ａ、２３ｃ）を有する図１に
示す回転体２０と異なる。図５には、案内カムガイド面
２２が、ほかの側面より径方向長さが長くされている例
を示す。この場合、回転体２０が回転したときに、案内
カムガイド面２２が固定型１０の回転体受け面１２ａに
衝突するのを防ぐために、回転体受け面１２ａに凹部を
形成する必要がある。

【００１７】つぎに、作用を説明する。回転体２０は、
停止状態にあり、図１に示すように、回転軸芯Ｏからの
径方向長さが一定長さｍの弧面２１ａと弧面２１ｃのそ
れぞれの周方向の中心が、固定型１０の回転軸芯から長
さｍ離れた位置にある回転体受け面１２ａに線接触し、
側面の中部ｂにある案内カムガイド面２２の周方向の中
心が回転体受け面１２ａに間隔を隔てて対向している。
弧面２１ａ、２１ｃが固定型１０の回転体受け面１２ａ
に線接触している反対側では、案内カム３０が付勢部材
６１によって回転体２０に接触可能に付勢されているこ
とから、中部ｂにある回転軸芯Ｏからの径方向長さがｍ
の弧面２１ｂの周方向の中心が案内カム３０の摺動・接
触面３１と、線接触している。弧面２１ａ、２１ｃの反
対側の面２３ａ、２３ｃは案内カム３０とは間隔をおい
て対向し、非接触の状態にある。

【００１８】上記の状態にある負角成形型の案内カム３
０の上方からワークを案内カム上に置く。ワークの端部
は案内カム３０の製品形状面３２と加工カム４０の成形
面４１の間に配置される。

【００１９】ワークＷがセットされると、図示されない
上型が下降し、ワークＷは上型と案内カム３０の間に挟
まれる。つづいて、加工カム４０が図示されない駆動部
材によって回転軸芯Ｏに近づく方向にスライドされる。
加工カム４０の成形面４１には凸部４１ａが形成され、
凸部４１ａに対向して案内カム３０の製品形状面３２に
は凹部３２ａが形成されている。その凸部４１ａと凹部
３２ａにワークの端部は挟まれ、負角が成形される。加
工カム４０が回転軸芯に近づく方向にスライドされ、案
内カム３０に対して加圧力が発生するとき、案内カム３
０は摺動・接触面３１において回転体２０の弧面２１ｂ
と接触し、回転体２０は弧面２１ａと弧面２１ｃにおい
て固定型１０の回転体受け面１２ａと接触している。し
たがって、加圧時には、固定型１０の回転体受け面１２
ａが加工カム４０からのスラスト力を受けるので、回転
体２０が破損するおそれがない。

【００２０】ワークの端部に負角が成形された後、ワー
クを型から取り出す。このとき、まず、図示されない上
型が上方に移動され、図示されない駆動部材によって加
工カム４０が回転軸芯Ｏから離れる方向へスライドされ
る。つづいて、駆動源２４によって回転体２０が回転す
る。回転体２０が９０°回転する間は、弧面２１ｂが案
内カム３０の摺動・接触面３１と摺動・接触し、弧面２
１ａ、２１ｃが固定型１０の回転体受け面１２ａと摺動
・接触しているため、案内カム３０はスライドせずに負
角成形終了直後の位置を保つ。

【００２１】回転体２０の回転が９０°を超えると、回
転体２０の案内カムガイド面２２が案内カム３０の摺動
・接触面３１に摺動・接触し始める。同時に、回転体２
０の弧面２１ａと弧面２１ｃは固定型の回転体受け面１
２ａとの摺動・接触を終え、回転体２０の弧面２１ｂが
固定型１０の回転体受け面１２ａと摺動・接触を始め
る。回転体２０が９０°を超え１８０°回転するまで
は、回転体２０の案内カムガイド面２２のうち、案内カ
ム３０の摺動・接触面３１と摺動・接触する面の回転軸
芯Ｏからの径方向長さは、長さｍから長さｎｓに向けて
徐々に小さくなる。そのため、付勢部材６１によって回
転体２０に付勢されている案内カム３０は、回転軸芯Ｏ
に近づく方向に徐々にスライドをする。案内カム３０が
回転軸芯Ｏに近づく方向にスライドする間、回転体２０
の弧面２１ｂが固定型１０の回転体受け面１２ａに接触
しているので、回転体２０への負荷は少ない。ワークに
負角が成形され、ワークが型から取り出されるまでは、
案内カム３０は回転軸芯Ｏから離れる方向へはスライド
しない。

【００２２】回転体２０が１８０°回転したとき、回転
体２０の案内カムガイド面２２の回転軸芯Ｏからの径方
向長さが案内カムガイド面２２の中で最も短い部分が案
内カム３０の摺動・接触面３１と接触し、案内カム３０
は回転軸芯Ｏに最も近づく。案内カムガイド面２２のう
ち回転軸芯Ｏからの径方向長さが最も短い長さｎｓの部
分と、弧面２１ｂの回転軸芯Ｏからの径方向長さｍとの
差が、案内カム３０の製品形状面３２の凹部３２ａの深
さより大きくされているので、回転体が１８０°回転し
たとき、ワークの端部に成形された負角は案内カム３０
の凹部３２ａとの干渉が解除される。そして、ワークを
上方に移動させ、型から取り出す。

【００２３】さらに、回転体２０を回転させる。回転体
２０が１８０°回転した後は、回転体２０の回転方向を
反転させてもよい。回転体２０が同じ方向の回転を続
け、１８０°から２７０°回転する間、もしくは、回転
体２０の回転方向が反対方向とされ、９０°反対方向に
回転する間は、回転体２０の側面のうち案内カム３０の
摺動・接触面３１と摺動・接触する案内カムガイド面２
２は、回転軸芯Ｏからの径方向長さはｎｓからｍに向け
て徐々に長くなっている。そのため、案内カム３０は付
勢部材６１の付勢力に抗し、案内カムガイド面２２にお
されて、徐々に回転軸芯Ｏから離れる方向にスライドす
る。案内カム３０が回転軸芯Ｏから離れる方向にスライ
ドする間、回転体２０の弧面２１ｂが固定型１０の回転
体受け面１２ａに接触しているので、回転体２０への負
荷は少ない。

【００２４】回転体２０の回転が２７０°を超えると、
もしくは回転体２０が反対方向に回転されている場合
は、反対方向への回転が９０°を超えると、回転体２０
の側面のうち弧面２１ｂが案内カム３０の摺動・接触面
３１と、摺動・接触を始める。同時に、回転体２０の弧
面２１ａと弧面２１ｃは固定型１０の回転体受け面１２
ａと摺動・接触を始める。弧面２１ｂは回転軸芯からの
長さが一定長さｍに保たれているので、案内カム３０は
スライドしない。

【００２５】回転体２０が回転を続け、３６０°回転す
ると、もしくは、回転体２０が反対方向に回転されてい
る場合には反対方向への回転が１８０°となると、回転
体２０の弧面２１ｂの周方向の中心が案内カム３０の摺
動・接触面３１と接触している、最初の状態に戻る。

【００２６】回転体２０が回転している間、回転体の側
面のいずれかの部分は、必ず、固定型１０の回転体受け
面１２ａに接触している。

【００２７】本発明実施例のカム機構では、案内カム３
０を水平方向にスライドさせることを、回転体２０の回
転のみで容易に行うことができる。また、回転体２０の
側面の案内カムガイド面２２は回転体２２の側面の中部
ｂに位置し、上部ａと下部ｃの間の位置にあるので、案
内カム３０がスライドするときには、案内カム３０の摺
動・接触面３１の近傍が回転体２０に挟まれた状態とな
り、案内カム３０が傾くことが防止される。また、従来
のように上下に駆動するカムドライバーを必要としない
分、非常にコンパクトな構成となり、型構造内に新たな
スペースが得られる。新たなスペースを利用することに
より、たとえば、負角成形と同時にワークに対して他の
加工を行うことも可能となる。また、回転体２０の回転
運動により案内カム３０をスライドさせるため、案内カ
ム３０の動きがなめらかとなり、耐久性に優れ、稼働時
の作動音が減少する。

【００２８】なお、本発明実施例に示す案内カムを穴開
けパンチとし、カム機構をワークの穴開けに適用するこ
ともできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明のカム機構によれば、案内カム
が、回転軸芯からの径方向長さが徐々に変化する案内カ
ムガイド面を側面に有する回転体に接触可能に付勢され
ているので、回転体が回転し、案内カムの摺動・接触面
が、回転体の側面のうち案内カムガイド面に接触してい
る場合には、案内カムは回転軸芯に近づく方向もしくは
回転軸芯から離れる方向にスライドする。回転体の回転
駆動による簡単な構成で案内カムがスライドするので、
大きなスペースを必要としないカム機構が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例のカム機構の断面図である。

【図２】図１のカム機構の平面図である。

【図３】図１のカム機構の側面図である。

【図４】本発明のその他の実施例のカム機構の回転体の
断面図である。

【図５】本発明のその他の実施例のカム機構の回転体の
断面図である。

【図６】従来の負角成形型の断面図である。

【符号の説明】

１０ 固定型 １２ａ 回転体受け面 ２０ 回転体 ２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ 弧面 ２２ 案内カムガイド面 ３０ 案内カム ３１ 摺動・接触面 ３２ 製品形状面

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定型と、回転体と、案内カムと、を備
   え、 前記固定型は水平方向に直交する回転体受け面を有し、 前記回転体は、回転軸芯中心に回転可能とされ、前記回
   転軸芯からの径方向長さが一定長さとされ前記固定型の
   回転体受け面に摺動・接触する弧面と、前記回転軸芯か
   らの径方向長さが徐々に変化する案内カムガイド面と、
   を含む側面を有し、 前記案内カムは、前記回転体に対し前記固定型と反対側
   に位置し、前記回転体に接触可能に付勢され、前記回転
   軸芯に直交する方向にスライド可能とされ、前記回転体
   の側面が摺動・接触する摺動・接触面と、該摺動・接触
   面と反対側に位置する製品形状面とを有し、前記案内カ
   ムは前記回転体が回転し前記摺動・接触面が前記案内カ
   ムガイド面と接触したときに、回転軸芯に近づく方向に
   もしくは回転軸芯から離れる方向にスライドする、カム
   機構。