JP3665940B2 - カムブロック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の単位動作を組合わせた装置において動作のタイミングをとるために使用するカム式ドグあるいは検出用カムと呼ばれるメカニカルコントローラーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
メカニカルコントローラーは、所定の角度範囲に検出部を備えた検出カム板と検出部に反応するセンサーを有し、装置における主回転軸に検出カム板を取り付け、検出部の移動にともなうタイミングをセンサーで検出する。検出カム板は、通常、複数枚であり、それぞれの検出部を正確な角度位置を維持して取付けなければならない。
【０００３】
主回転軸に対する取付けを便利にするために、複数の検出カム板をスリーブに取付けて一体のカムブロックに構成してから、このスリーブを装置の主回転軸に取付ける方法が一般的である。
【０００４】
スリーブに検出カム板を取付ける構造は種々のものが提案されているが、この構造には、スリーブに対して各検出カム板を確実に固定できることの他に、各検出カム板を固定する前に、相互に回動可能な状態にして検出部の角度位置を修正してタイミング調整が行えることが要求される。
【０００５】
検出カム板にボス部を設け、ボス部を利用してスリーブに検出カム板を嵌め込み、検出部の角度位置を決定してから、ボス部のねじをスリーブに向けて半径方向にねじ込み、回り止めと同時に固定する構造がある。この構造は、各検出カム板を正確な角度位置でスリーブに固定することができる。
【０００６】
しかし、複数の検出カム板のそれぞれをねじで固定しなければならない。また、製作時や一度組み付けた後に検出タイミングの調整をしようとすると関係のある検出カム板のねじをすべて緩める必要が生じる。さらに、検出タイミングを調整するために一枚の検出カム板を回動すると、摩擦で接触している他の検出カム板も共回りしてしまうことがあり、作業が面倒である。
【０００７】
スリーブの基端側にフランジを設け、先端側から平板な検出カム板とある程度の厚みを有しスペーサーとなるカラーを交互に嵌め込み、最後にスリーブの先端面にクランパーを締め付けねじで固定し、フランジとクランパーの間に検出カム板とカラーを圧迫して固定する構造がある。この構造は、締め付けねじをねじ込むだけで検出カム板とカラーを一挙に固定でき、また、必要な時に、一挙に緩められる利点がある。
【０００８】
しかし、検出タイミングを調整するときには全てのカラーと検出カム板が固定されておらず、一枚の検出カム板を回動すると、摩擦で接触している他の検出カム板も共回りしてしまい、作業が煩わしい。クランパーで予圧を与えておくと共回りをある程度防止できる場合があるが、適切な予圧を与えるのが難しい。一方、カラーが回動しないようにカラーをねじ止めするとクランパーによる圧迫がきかなくなる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は、スリーブに対する検出カム板の取付けと調整が簡単なカムブロックの提供、検出カム板の取付け状態が安定なカムブロックの提供を課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
スリーブに検出カム板を一体に固定してブロック体とする。
スリーブは、金属または合成樹脂製で、このカムブロックを利用する装置の主回転軸にガタなく装着できるものであり、表面に軸方向の溝を有する。
検出カム板は平板な鋼板や硬質の合成樹脂板をプレス加工するなどして形成し、所定の角度範囲に検出部を備える。検出部は、光方式（透過、遮断）、磁気方式、ドグ方式（リミットスイッチのオン・オフ）に対応して構成が若干異なるが、いずれにしてもセンサーのオン・オフ状態を作り出すものである。検出部は、折り取りや差し込みで角度範囲を調整できるようにしても良い。
【００１１】
スリーブ表面の軸方向溝には、遊動防止用弾性材がスリーブの表面から一部を突出させるようにして嵌め込まれる。遊動防止用弾性材は、ゴム（天然、合成）のような比較的摩擦抵抗が大きな素材を利用しており、少なくとも検出カム板を固定すべき箇所に配置する。
【００１２】
検出カム板をスリーブに遊動防止用弾性材を圧縮して嵌合し、角度位置を定める。このときスリーブに嵌合された検出用カム板は、遊動防止用弾性材と接触しているので、むやみに回動せず、必要とする角度位置に正確に位置決めできる。検出カム板が複数で、相互が摩擦力で関連する場合でも、一方の検出カム板の回動にともなって他の検出カム板が共回りしてしまうことはない。
検出カム板の角度位置が定まり、検出タイミングの調整が済むと、検出カム板をスリーブに対して固定する。固定手段としては、各検出カム板をスリーブに対して半径方向のねじでそれぞれに固定するとか、スリーブの先端面にクランパーを締め付けねじで固定し、クランパーで各検出カム板を圧迫して固定する構造を採用できる。
【００１３】
いずれの場合も固定作業中に検出カム板が共回りしてしまうなどのことがなく、各検出カム板をスリーブに対して正確な角度位置で固定することができる。また、固定手段を緩めても検出カム板が遊動せず、かつ、検出カム板が複数の場合にも一枚の検出カム板を回動することで他の検出カム板まで共回りする事態は生じないから、タイミング調整の作業が簡単で容易なものとなる。
【００１４】
カムブロックは、複数の検出カム板とカラーを備えたものとすることがある。これらは、スリーブに弾性材を圧縮しながら交互に嵌合し、各検出カム板の角度位置を定めた後、スリーブに対して固定する。
スペーサーとしてカラーを使用することにより、センサー側の都合に合せて検出カム板の間隔を調整することができる。なお、カラーをスリーブに嵌合するときもスリーブの軸方向の溝に装着した弾性材を圧縮しながら嵌合するとタイミング調整時にカラーや他の検出カム板の共回りが生じない。
【００１５】
スリーブの基端側にフランジを設け、検出カム板をフランジとスリーブの先端側に取り付けたクランパーの間に圧迫して、スリーブに対して固定することがある。
検出カム板は通常、複数枚であり、基本的にカラーとカラーと間に挟み付けて固定する。すなわち、カラーも通常複数個である。
【００１６】
スリーブの先端面にクランパーを取付ける締め付けねじの配置を、スリーブの軸心を外れた２箇所とすることがある。この配置にすると、スリーブが回転するときや停止するときの慣性によって締め付けねじが緩むことが少ない。
【００１７】
さらに、遊動防止用弾性材をスリーブの軸方向溝に沿った長い弾性チューブとすることがある。このチューブは直径さえ合えば格安な市販の合成ゴムチューブで良く部材費を低減することができる。また、スリーブの軸方向溝の全長に配置しておけば複数の検出カム板やカラーに対して共通に使用することができ、構造を簡素にできると共にカムブロックのコストを低減することができる。
なお、遊動防止用弾性材は、チューブに限らず、弾性材からなる棒材でも良く、断面形状も円形に限らない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、門形動作装置１を示し、自動組み立てラインに配置されて小形の部品を第１の位置から第２の位置へ搬送する（ピック・アンド・プレース）。
この門形動作装置１は、機体２に水平に軸架した主回転軸３に縦動作用カム４と横動作用カム５を固定し、これらカム４，５が作り出す変位を図示されていないレバー機構を介してトッププレート６に伝え、トッププレート６に取付けられたチャックなどを前後および上下に移動させる。トッププレート６の縦動作と横動作のタイミングは、カム４，５におけるカム曲線とこれらカム４，５を主回転軸３に取付ける際の位相によって設定されている。
主回転軸３は、機体２の上部に固定されたモーター７によって、減速機８を介して駆動回転される。
【００１９】
符号９はメカニカルコントローラーで、センサーブロック１０、カムブロック１１およびメカニカルバルブ１２で構成されている。
センサーブロック１０（図２、図３）は、ブラケット１３とこれに装着された４個のフォトセンサー１４からなり、ブラケット１３で機体２に取付けられている。
【００２０】
カムブロック１１（図２〜図５）は、スリーブ１５、検出カム板１６、カラー１７、クランパー１８、締め付けねじ１９およびシリコンチューブ２０（遊動防止用弾性材）からなる。
【００２１】
スリーブ１５は、アルミ合金の短管を切削加工して形成され、軸心に沿った貫通孔２１を有し、表面の基端側に少し径を大きくしたフランジ２２と表面を軸方向に延びる軸方向溝２３を備えている。符号２４（図４）は、めねじ孔で締め付けねじ１９のためのものである。
【００２２】
検出カム板１６はフォトセンサー１４のためのものであり、鋼板をプレス型で打ち抜いて形成している。検出カム板１６は円形の嵌合部２５の周縁に半径方向に突出させた検出部２６を所定の角度範囲（通常、１８０°以下）に備え、この実施形態では検出部２６の角度範囲を折り取り方式で選択可能としている。なお、検出カム板１６は２枚を重ねて使用し、検出部２６の角度範囲は任意に設定することができる。また、嵌合部２５はスリーブ１５にガタなくピッタリと嵌め込むことができるようにされている。
【００２３】
図において機体２側の検出カム板１６´はメカニカルバルブ１２を操作するためのものでフォトセンサー１４用の検出カム板１６と多少形態が異なるが検出カム板１６の一種である。なお、図３において、カムブロック１１の部分は断面で示している。
【００２４】
カラー１７は、硬質合成樹脂のリング状部材で、スリーブ１５にガタなくピッタリと嵌め込むことができるようにされ、スリーブ１５の軸方向の寸法（幅）は、フォトセンサー１４の配置間隔に対応している。
【００２５】
クランパー１８は、アルミ合金の円盤から切削加工で皿形に形成したもので、周縁にスリーブ１５側に突出するリブ２７を備える。リブ２７の内径はスリーブ１５の外形より僅かに大きくしている。
【００２６】
締め付けねじ１９は、クランパー１８の外側からスリーブ１５の先端面に設けためねじ孔２４にねじ込める長さを備え、スリーブ１５の軸心を外れた２箇所に、めねじ孔２４と対応する位置に配置される。
【００２７】
シリコンチューブ２０は市販のものでスリーブ表面の軸方向溝２３に装着すると一部が溝からスリーブ１５の表面よりも高く突出するだけの径を備えたものとする。
【００２８】
スリーブ１５にシリコンチューブ２０を装着し、検出カム板１６とカラー１７を交互にスリーブ１５に嵌合する。検出カム板１６とカラー１７には、圧縮された状態でシリコンチューブ２０が接触し、遊動が防止される。遊動を防止する程度が弱かったり、逆に強すぎる場合は、グリスなど粘度の高いオイルを塗り付けて調整する。
検出カム板１６における検出部２６の角度位置を定めた後、スリーブ１５の先端面にクランパー１８を取付ける。
【００２９】
締め付けねじ１９，１９をねじ込むと、検出カム板１６とカラー１７はフランジ２２との間に圧迫され、それぞれの位置で固定される。クランパー１８を取付け、検出カム板１６とカラー１７に予圧を与えておいてから検出部２６の角度位置を定め、締め付けねじ１９，１９を本締めしても良い。
【００３０】
締め付けねじ１９，１９をねじ込むと、クランパー１８は周縁のリブ２７で検出カム板１６とカラー１７を圧迫し、締め付けねじ１９，１９の箇所では、締め付け終了後にもクランパー１８の内面とスリーブ１５の先端面との間にわずかな間隙ｓが残される。
このようにしてカムブロック１１が構成される。カムブロック１１は、スリーブ１５を主回転軸３に嵌め込んで、基端側のセットネジ２８で固定し取付ける。
【００３１】
メカニカルバルブ１２は市販のもので、スペーサー２９を介して機体２に取付けられ、検出カム板１６´の位置に対応する。このバルブ１２は、門型動作装置１の作動上で必要なエアなどの給排をコントロールする。
【００３２】
モーター７が駆動されると、主回転軸３が回転し、門型動作装置１が稼働する。縦動作用カム４、横動作用カム５が回転してトッププレート６が前後および上下に門型移動し、ピックアンドプレース作動を行う。主回転軸３の回転にともなって、コントローラー９のカムブロック１１も回転し、各検出カム板１６がフォトセンサー１４にそれぞれのタイミング信号を作り出すともに、検出カム板１６´がメカニカルバルブ１２を操作してエアなどを給排する。
【００３３】
各検出カム板１６が作り出すそれぞれのタイミング信号は、門型動作の原位置確認（１回転検出）信号、チャックの開閉切換え用信号、ピックに際して一つの部品を分離しておくエスケープ作動信号あるいは、検査用センサーからの信号取り込みタイミング信号などとして利用される。
以上、門型動作装置１に利用されたカムブロック１１の構造を中心に説明したが、カムブロック１１は、メカニカルにタイミング信号を取出す装置一般に使用することができる。
【００３４】
フォトセンサー１４は、磁気センサーなど、その他の非接触型センサーを使用することができる。あるいは、検出カム板１６をすべてリミットスイッチを操作するためのドグとして使用することもある。
カラー１７、検出カム板１６´、メカニカルバルブ１２、クランパー１８、フランジ２２は、本発明に必須の構成要件ではない。
スリーブ１５に設けた軸方向溝２３はスリーブ１５の全長にわたるものではなく、必要個所に部分的に配置（軸方向、周方向）しても良い。また、軸方向溝２３にシリコンチューブ２０を必要部分にのみ分割して配置することもある。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１に記載の構成によれば、検出カム板の角度位置を定める際に、予圧を与えなくとも遊動防止用弾性材によって検出カム板が遊動せず、位置決めを行い易い。
請求項２に記載の構成によれば、通常の単なるリング状のカラーを利用して複数の検出カム板をそれぞれの角度位置を維持して固定することができ、カラー、検出カム板とスリーブとの間に共回りを防止するための格別な固定手段を必要としない。
【００３６】
請求項３に記載の構成によれば、さらに、カラーと検出カム板とをスリーブに一挙に固定したり、緩めることができ、しかも、検出カム板の角度位置を調整する際に共回りが生じないから、組み立てやタイミング調整作業がより容易になる。
【００３７】
請求項４に記載の構成によれば、さらに、締め付けねじがスリーブの軸心を外れた２箇所に取り付けてあるので、カムブロックが起動、停止する際の慣性によって、ねじが緩んでしまうことがなく、長時間にわたり安定した動作を得られる。請求項５に記載の構成によれば、遊動防止用弾性材として市販のシリコンチューブを用いるので低いコストでカムブロックの遊動防止構造を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】概略で示す門型動作装置の斜視図（一部を分解している）
【図２】メカニカルコントローラーの平面図
【図３】メカニカルコントローラーの正面図（一部断面）
【図４】カムブロックの概略を示す斜視図
【図５】カムブロックにおける各部材の位置関係を示す側面図
【符号の説明】
１ 門型動作装置
２ 機体
３ 主回転軸
４ 縦動作用カム
５ 横動作用カム
６ トッププレート
７ モーター
８ 減速機
９ メカニカルコントローラー
１０ センサーブロック
１１ カムブロック
１２ メカニカルバルブ
１３ ブラケット
１４ フォトセンサー
１５ スリーブ
１６ 検出カム板
１７ カラー
１８ クランパー
１９ 締め付けねじ
２０ シリコンチューブ
２１ 貫通孔
２２ フランジ
２３ 軸方向溝
２４ めねじ孔
２５ 嵌合部
２６ 検出部
２７ リブ
２８ セットねじ
２９ スペーサー

Claims (5)

1. スリーブに検出カム板を一体に固定したブロック体であって、スリーブは表面に軸方向の溝を有してこの溝に遊動防止用弾性材がスリーブの表面から一部を突出させて嵌め込まれており、検出カム板は所定の角度範囲に検出部を備えており、スリーブに検出カム板を遊動防止用弾性材を圧縮して嵌合し、角度位置を定めた後、スリーブに対して固定してあることを特徴としたカムブロック。
2. 検出カム板は複数であって、それぞれ所定の角度範囲に検出部を備え、スリーブに弾性材を圧縮しながらカラーと交互に嵌合し、各検出カム板の角度位置を定めた後、スリーブに対して固定してあることを特徴とした請求項１に記載のカムブロック。
3. スリーブは基端側にフランジを備え、検出カム板をスリーブの先端側から嵌合して角度位置を定めた後、先端側に締め付けねじで取り付けたクランパーによりフランジ側に圧迫し、検出カム板をスリーブに対して固定してあることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のカムブロック。
4. スリーブの先端面にクランパーを、スリーブの軸心を外れた２箇所の締め付けねじで取り付けてあることを特徴とした請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載のカムブロック。
5. 遊動防止用弾性材がスリーブの軸方向溝に沿って長い弾性チューブであることを特徴とした請求項１〜請求項４のいずれか一つに記載のカムブロック。

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