JP7219982B1 - 共役カム装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑制可能な共役カム装置を提供する。【解決手段】回転部材１１と、回転部材１１に設けられた環状のカム溝２０と、カム溝２０内に設けられたカムフォロア１３，１４と、カムフォロア１３，１４を支持する支持軸１５と、を有する共役カム装置１０において、カムフォロア１３，１３は、回転部材１１の中心線Ａ１に沿った方向に並べて配置され、カム溝２０は、内側壁面２５及び外側壁面２４を有し、カムフォロア１３は、外側壁面２４に接触する外周面４０を有し、カムフォロア１４は、内側壁面２５に接触する外周面４１を有し、中心線Ａ１に沿った方向の平面内で、内側壁面２５及び外側壁面２４は中心線Ａ１と平行であり、かつ、外周面４０，４１は中心線Ａ１と平行である。【選択図】図２

Description

本開示は、複数のカムフォロアを有する共役カム装置に関する。

複数のカムフォロアを有する共役カム装置の一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された共役カム装置は、カム溝を有する回転部材と、カム溝に対応し、かつ、重ねて配置される２つのカムフォロアと、２つのカムフォロアを支持する１本の支持軸（作動対象部材）と、を有する。２つのカムフォロアの外周に、それぞれテーパーが設けられている。カム溝には、２つのカムフォロアに対応してテーパーが２段に設けられている。回転部材が回転すると、カム溝とカムフォロアとの接触箇所で生じる荷重の分力により、支持軸が回転部材の半径方向に変位される。

特開平３－１９９７４８号公報

本願発明者は、特許文献１に記載されている共役カム装置は、カム溝とカムフォロアとが接触するため、作動対象部材には、２つのカムフォロアの回転中心である中心線に沿った方向の荷重が加わるため、荷重受け機構を設ける必要があり、装置の部品点数が増加する、という課題を認識した。

本開示の目的は、部品点数の増加を抑制可能な共役カム装置を提供することにある。

本開示の共役カム装置は、回転可能に設けられる回転部材と、前記回転部材に設けられ、かつ、前記回転部材の回転中心である第１中心線を囲むように非円形に設けられた環状のカム溝と、前記カム溝内に設けられ、かつ、前記回転部材に対して前記回転部材の回転方向に移動可能であり、かつ、前記回転部材から荷重を受けるカムフォロアと、前記カムフォロアを支持し、かつ、前記カムフォロアと共に前記回転部材の回転方向に移動可能な作動対象部材と、を有する共役カム装置において、前記カムフォロアは、第２中心線を中心としてそれぞれ回転可能であり、かつ、前記第２中心線に沿った方向に並べて設けられた第１カムフォロア及び第２カムフォロアを含み、前記カム溝は、前記回転部材の全周に亘って設けられた壁面を有し、前記第１カムフォロアは、前記壁面に接触されて前記回転部材から荷重を受ける第１外周面を有し、前記第２カムフォロアは、前記壁面に接触されて前記回転部材から荷重を受ける第２外周面を有し、前記第１中心線に沿った方向の平面内で、前記壁面は前記第１中心線と平行であり、かつ、前記第１外周面及び前記第２外周面は前記第１中心線と平行である。

本開示によれば、作動対象部材が、２つのカムフォロアの中心線に沿った方向の荷重を受けることを抑制できる。したがって、荷重受け機構を設けずに済み、部品点数の増加を抑制できる。

（Ａ）は、共役カム装置の具体例１を示す正面図、（Ｂ）は、図１（Ａ）のII－II線における側面断面図である。 図１（Ｂ）の要部を拡大した側面断面図である。 共役カム装置の作動状態を示す部分的な正面図である。 共役カム装置の作動状態を示す部分的な正面図である。 共役カム装置の作動状態を示す部分的な正面図である。 共役カム装置の具体例２を示す側面断面図である。 （Ａ）は、共役カム装置の具体例３を示す模式的な平面図、（Ｂ）は、共役カム装置の具体例３を示す模式的な正面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、共役カム装置の具体例３，４に対応する正面図である。 （Ａ），（Ｂ）は、共役カム装置の具体例３，４に対応する正面図である。 （Ａ）は、共役カム装置の具体例３に対応する拡大図、（Ｂ）は、共役カム装置の具体例４に対応する拡大図である。

以下、図面に基づいて、本開示の実施形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本開示は実施形態の内容に限定されない。共役カム装置は、工場で物品を移動させるための機構、例えば、アーム、チャック等を作動させるために設けられる。なお、共役カム装置を車両または民生品に設けることにより、作動対象部材を作動させることも可能である。

（具体例１）
図１（Ａ），（Ｂ）及び図２に示す共役カム装置１０は、回転部材１１、２個のカムフォロア１３，１４及び支持軸１５を有する。回転部材１１は、駆動軸１６に取り付けられたカムプレートである。回転部材１１に取付穴１７が設けられ、駆動軸１６の一部が取付穴１７内に設けられている。駆動軸１６と回転部材１１とは一体回転する。

駆動軸１６は、一例として金属製、例えば、機械構造用鋼製である。駆動軸１６は、動力源、例えば、電動モータ、内燃機関等の回転力によって、中心線Ａ１を中心として回転される。電動モータは正回転及び逆回転が可能である。内燃機関は１方向にのみ回転可能である。動力源として内燃機関を用いる場合は、内燃機関の回転方向に対して駆動軸の回転方向を正逆に切り替え可能な、回転方向切り替え装置が設けられる。なお、動力源から駆動軸１６に至る動力伝達経路には、動力源の回転速度と駆動軸の回転速度との比を変更する変速機が設けられていてもよい。

回転部材１１は、金属製、例えば、機械構造用鋼製、ステンレス製である。中心線Ａ１は、回転部材１１の回転中心を示す仮想線である。中心線Ａ１に対して垂直な平面内で、回転部材１１の外周形状は円形である。回転部材１１は、中心線Ａ１に対して垂直な第１表面１８及び第２表面１９を有し、回転部材１１の外周縁の厚さは、回転部材１１の回転方向で一定である。中心線Ａ１に沿った方向における第１表面１８と第２表面１９との幅Ｌ１が、回転部材１１の厚さに相当する。図１（Ｂ）に示す第１表面１８及び第２表面１９は、共に平坦であり、かつ、第１表面１８と第２表面１９とが平行である。

回転部材１１には、回転方向の全周に亘ってカム溝２０が設けられている。カム溝２０は、中心線Ａ１を囲むように環状に設けられている。かつ、中心線Ａ１を中心とする平面内で、カム溝２０の形状は非円形である。カム溝２０は、回転部材１１の回転方向に沿って滑らかに湾曲、つまり、変位している。カム溝２０は、第１溝２１と、第１溝２１につながった第２溝２２と、を有し、第１溝２１が、第１表面１８に開口されている。第１溝２１及び第２溝２２は、中心線Ａ１に沿った方向に並べて、かつ、中心線Ａ１に沿った方向で異なる範囲に設けられている。第２溝２２は、中心線Ａ１に沿った方向で、第１溝２１と第２表面１９との間に位置する。図１（Ａ）のように中心線Ａ１に対して垂直な平面内において、第２溝２２の配置領域の全部は、第１溝２１の配置領域内に位置する。

第１溝２１は、内側壁面（内側カム面）２３及び外側壁面（外側カム面）２４を有する。回転部材１１を図１（Ａ）のように正面視すると、内側壁面２３及び外側壁面２４は、共に環状に設けられている。回転部材１１を正面視すると、内側壁面２３は、外側壁面２４より内側に設けられている。図２のように、内側壁面２３及び外側壁面２４は、共に中心線Ａ１と平行である。内側壁面２３と外側壁面２４との間隔、つまり、第１溝２１の幅Ｌ２は、回転部材１１の全周に亘って一定である。幅Ｌ２は、第１溝２１の内側壁面２３と外側壁面２４との距離（間隔）の最小値である。

第２溝２２は、内側壁面（内側カム面）２５及び外側壁面（外側カム面）２６を有する。回転部材１１を正面視すると、内側壁面２５及び外側壁面２６は、共に環状に設けられている。回転部材１１を正面視すると、内側壁面２５は、内側壁面２３より外側に設けられ、かつ、外側壁面２４より内側に設けられている。外側壁面２６は、内側壁面２５より外側に設けられ、かつ、外側壁面２４より内側に設けられている。図２のように、内側壁面２５及び外側壁面２６は、共に中心線Ａ１と平行である。内側壁面２５と外側壁面２６との間隔、つまり、第２溝２２の幅Ｌ３は、回転部材１１の全周に亘って一定である。幅Ｌ３は、第２溝２２の内側壁面２５と外側壁面２６との距離（間隔）の最小値である。幅Ｌ３は、幅Ｌ２より大きい。

中心線Ａ１を中心とする平面内で、カム溝２０の幅方向の中心を通る中心線Ｂ１は非円形である。ここで、中心線Ｂ１は、第１溝２１の幅方向の中心を通る中心線、または、第２溝２２の幅方向の中心を通る中心線、第１溝２１の幅方向の中心と第２溝２２の幅方向の中心との間を通る中心線の何れでもよい。

支持軸１５は、一例として金属製、例えば、機械構造用鋼製である。支持軸１５には、例えば、アームが取り付けられている、チャック等を含む。作動対象部材は、中心線Ａ１に対して垂直な平面内で、予め定められた方向に沿って往復作動することが可能となるように、ガイド部材等によって作動方向が規制されている。

本実施形態では、便宜上、作動対象部材及び支持軸１５が、直線状の軌跡で往復作動する例を説明する。具体的には、支持軸１５が図１（Ａ）に示す線分Ａ２に沿った方向に往復作動することが可能である。つまり、中心線Ａ３は、図１（Ａ）において、線分Ａ２上を移動する。線分Ａ２は、中心線Ａ１に対して垂直な平面内で、中心線Ａ１と交差する方向に沿って延ばされた直線、即ち、仮想線である。支持軸１５は、円柱形状である。

図２のように、中心線Ａ１を含む側面断面内で、支持軸１５の中心線Ａ３と中心線Ａ１とが平行に設けられている。支持軸１５は、中心線Ａ３に沿った方向に移動しないように設けられている。作動対象部材が支持軸１５に固定されていると、作動対象部材は、支持軸１５に対して中心線Ａ３に沿った方向に移動することは無い。

カムフォロア１３は、支持軸１５の外周面に軸受２８を介して回転可能に取り付けられた円筒部材である。カムフォロア１３の直径φ１は、幅Ｌ２未満であり、かつ、幅Ｌ３より大きい。カムフォロア１３は、第１溝２１内に設けられており、回転部材１１が回転すると、カムフォロア１３は、第１溝２１内で中心線Ｂ１に沿った方向に移動可能である。

カムフォロア１４は、支持軸１５の外周面に軸受２９を介して回転可能に取り付けられた円筒部材である。カムフォロア１４の直径φ２は、直径φ１未満であり、かつ、幅Ｌ３未満である。カムフォロア１４は、第２溝２２内に設けられており、回転部材１１が回転すると、カムフォロア１４は、第２溝２２内で中心線Ｂ１に沿った方向に移動可能である。カムフォロア１３は、中心線Ａ３に沿った方向で、カムフォロア１４と作動対象部材との間に設けられている。

カムフォロア１３，１４は、共に中心線Ａ３を中心として回転可能であり、中心線Ａ３に沿った方向で異なる位置に設けられている。カムフォロア１３の外周面４０は、外側壁面２４に接触及び離間可能であり、かつ、常に、内側壁面２３から離間されている。すなわち、カムフォロア１３の外周面４０と内側壁面２３との間にクリアランスがある。カムフォロア１３の外周面４０と外側壁面２４とは、幅Ｌ４で接触する。カムフォロア１４の外周面４１は、内側壁面２５に接触及び離間が可能であり、かつ、常に、外側壁面２６から離間されている。

すなわち、カムフォロア１４の外周面４１と外側壁面２６との間にクリアランスがある。カムフォロア１４の外周面４１と内側壁面２５とは、幅Ｌ５で接触する。具体例１では、幅Ｌ４と幅Ｌ５とが同一である。幅Ｌ４，Ｌ５は、中心線Ａ３に沿った方向の長さである。カムフォロア１３，１４は、共に金属製、例えば、ステンレス製である。

次に、共役カム装置１０の作動例を説明する。駆動源の回転力が駆動軸１６に伝達されると、回転部材１１は、便宜上、図１において第１方向（時計回り）Ｄ１で回転するものとする。回転部材１１の回転に伴い、中心線Ｂ１と中心線Ａ３とが交差する交点Ｑ１が中心線Ａ１に沿った方向に移動可能である。

まず、回転部材１１の回転に伴い、図３のように、交点Ｑ１が中心線Ａ１から離間するように、カム溝２０の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、内側壁面２５とカムフォロア１４との接触点Ｅ１から、支持軸１５の中心線Ａ３に向けて押し付け荷重が生じる。この押し付け荷重によって線分Ａ２に沿った方向の分力が生じ、その分力で支持軸１５が第１方向Ｆ１で付勢される。第１方向Ｆ１は、支持軸１５が、中心線Ａ１から離間する向きである。ここで、カムフォロア１４は、反時計回りで回転され、外側壁面２４に接触点Ｅ２で接触するカムフォロア１３は、時計回りに回転される。接触点Ｅ１，Ｅ２は、共に線分Ａ２から外れた位置にある。

また、回転部材１１の回転中、図４のように、交点Ｑ１と中心線Ａ１との距離が一定、つまり、変化しないように、カム溝２０の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、接触点Ｅ１から、支持軸１５の中心線Ａ３に向かう押し付け荷重は生じない。さらに、外側壁面２４とカムフォロア１３との接触点Ｅ２から、支持軸１５の中心線Ａ３に向かう押し付け荷重も生じない。このため、支持軸１５は、線分Ａ２に沿った方向に移動しない。なお、カムフォロア１４は、反時計回りで回転され、カムフォロア１３は、時計回りに回転される。接触点Ｅ１，Ｅ２は、共に線分Ａ２上に位置する。

さらに、回転部材１１の回転中、図５のように、交点Ｑ１が中心線Ａ１へ接近するように、カム溝２０の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、外側壁面２４とカムフォロア１３との接触点Ｅ２から、支持軸１５の中心線Ａ３に向けて押し付け荷重が生じる。この押し付け荷重によって線分Ａ２に沿った方向の分力が生じ、その分力で支持軸１５が第２方向Ｆ２で作動する。第２方向Ｆ２は、支持軸１５が、中心線Ａ１に接近する向きである。なお、カムフォロア１３は、時計回りで回転され、内側壁面２５に接触するカムフォロア１４は、反時計回りに回転される。接触点Ｅ１，Ｅ２は、共に線分Ａ２から外れた位置にある。

次に、回転部材１１が図３で第２方向（反時計回り）Ｄ２で回転する例を説明する。この場合、外側壁面２４とカムフォロア１３との接触点Ｅ２から、支持軸１５の中心線Ａ３に向けて押し付け荷重が生じ、支持軸１５が第２方向Ｆ２で作動する。なお、カムフォロア１３は、反時計回りで回転され、内側壁面２５に接触するカムフォロア１４は、時計回りに回転される。接触点Ｅ１，Ｅ２は、共に線分Ａ２から外れた位置にある。

また、回転部材１１が図４で第２方向Ｄ２で回転すると、接触点Ｅ２から、支持軸１５の中心線Ａ３に向かう押し付け荷重は生じない。さらに、接触点Ｅ１から、支持軸１５の中心線Ａ３に向かう押し付け荷重も生じない。このため、支持軸１５は、線分Ａ２に沿った方向に移動しない。なお、外側壁面２４に接触するカムフォロア１３は、反時計回りで回転され、内側壁面２５に接触するカムフォロア１４は、時計回りで回転される。接触点Ｅ１，Ｅ２は、共に線分Ａ２上に位置する。

さらに、回転部材１１が図５で第２方向Ｄ２で回転すると、接触点Ｅ１から支持軸１５の中心線Ａ３に向けて押し付け荷重が生じ、支持軸１５が第１方向Ｆ１で付勢される。なお、カムフォロア１３は、時計回りで回転され、外側壁面２４に接触するカムフォロア１４は、反時計回りに回転される。接触点Ｅ１，Ｅ２は、共に線分Ａ２から外れた位置にある。

このように、共役カム装置１０は、カムフォロア１３の直径φ１と、カムフォロア１４の直径φ２とが異なり、かつ、第１溝２１の幅Ｌ２と、第２溝２２の幅Ｌ３とが異なる。このため、回転部材１１の回転方向、カム溝２０の中心線Ｂ１の変位に関わりなく、カムフォロア１３が回転部材１１から荷重を受けるタイミングと、カムフォロア１４が回転部材１１から荷重を受けるタイミングとが異なる。つまり、回転部材１１が１回転、つまり、３６０度回転する間に、回転部材１１から荷重を受けるカムフォロアが切り替わる。したがって、カムフォロア１３，１４の摩耗、変形等を抑制でき、カムフォロア１３，１４の耐久性の低下を抑制できる。また、カムフォロア１３，１４が別々に支持軸１５に作動力を伝達している状態で、それぞれ回転方向が切り替わることを防止できる。

また、回転部材１１の回転方向における位相が何れの位置であっても、カムフォロア１３の外周面４０は外側壁面２４に接触され、かつ、カムフォロア１４の外周面４１は、内側壁面２５に接触されている。このため、図１（Ａ）のように、中心線Ａ１に対して垂直な平面内において、カムフォロア１３，１４及び支持軸１５が、第１方向Ｆ１の付勢力を受け、かつ、回転部材１１の回転に伴うイナーシャを受けた場合に、回転部材１１から支持軸１５に伝達される作動力が遮断されることを防止できる。

さらに、第１溝２１及び第２溝２２が、単数の回転部材１１に設けられているため、部品点数の増加を抑制でき、かつ、部品の配置スペースの拡大を抑制できる。さらに、共役カム装置１０は、幅Ｌ４，Ｌ５が同一である。このため、カムフォロア１３が回転部材１１から受ける荷重と、カムフォロア１４が回転部材１１から受ける荷重とが同じである。

また、内側壁面２５、外側壁面２４、カムフォロア１３の外周面４０、及びカムフォロア１４の外周面４１は、共に中心線Ａ１，Ａ３と平行である。このため、支持軸１５が第１方向Ｆ１、第２方向Ｆ２の何れに付勢される場合でも、支持軸１５が中心線Ａ３に沿った方向の荷重、もしくは分力を受けることを抑制できる。したがって、中心線Ａ３に沿った方向の荷重を受けるために荷重受け機構を設けずに済み、部品点数の増加を抑制でき、かつ、部品の配置スぺースの増加を抑制できる。

なお、カムフォロア１３，１４が回転部材１１から受ける荷重は、支持軸１５に取り付けられる作動対象部材を、第１方向Ｆ１及び第２方向Ｆ２にそれぞれ付勢するために必要な作動力と定義することも可能である。カムフォロア１３が荷重を受ける回転部材１１の回転角度の合計は、３６０度未満であり、カムフォロア１４が荷重を受ける回転部材１１の回転角度の合計は、３６０度未満である。また、カムフォロア１３が荷重を受ける回転部材１１の回転角度の合計と、カムフォロア１４が荷重を受ける回転部材１１の回転角度の合計とを加算すると、３６０度以下である。

（具体例２）
図６に示す共役カム装置１０の具体例２では、カムフォロア１３の外周面４０と外側壁面２４とが幅Ｌ６で接触され、カムフォロア１４の外周面４１と内側壁面２５とが幅Ｌ５で接触される。幅Ｌ６は、幅Ｌ５を超えている。共役カム装置１０の具体例２における他の構成は、共役カム装置１０の具体例１における他の構成と同じである。共役カム装置１０の具体例２において、回転部材１１が図３、図４及び図５で第１方向Ｄ１で回転した場合の作用効果、回転部材１１が第２方向Ｄ２で回転した場合の作用効果は、共役カム装置１０の具体例１の作用効果と同様である。

さらに、共役カム装置１０の具体例２では、幅Ｌ６が幅Ｌ５を超えており、カムフォロア１３が受ける荷重（負荷）が、カムフォロア１４が受ける荷重より大きい環境で使用可能である。

（具体例３）
共役カム装置の具体例を、図７（Ａ），（Ｂ）、図８（Ａ），（Ｂ）、図９（Ａ），（Ｂ）、図１０（Ａ）を参照して説明する。共役カム装置５０は、回転部材５１、カムフォロア１３，１４、支持軸１５を有する。回転部材５１は、軸孔５２を有する円筒部材であり、軸孔５２に駆動軸１６が嵌合して固定されている。回転部材５１は、駆動軸１６から回転力が伝達されると、中心線Ａ１を中心として、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の何れにも回転可能である。中心線Ａ１は、回転部材５１の回転中心を示す仮想線である。回転部材５１の外周面には、全周に亘ってカム溝５３が設けられている。カム溝５３は、回転部材５１の半径方向の深さを有する。回転部材５１は、中心線Ａ１に対して垂直な第１表面（端面）５４及び第２表面（端面）５５を有する。第１表面５４と第２表面５５とは、中心線Ａ１に沿った方向で異なる位置に設けられている。

カム溝５３は、中心線Ａ１に沿った方向で第１表面５４と第２表面５５との間に設けられている。また、カム溝５３は、壁面５６，５７を有する。壁面５６と壁面５７とは、回転部材５１の全周に亘って設けられている。壁面５６と壁面５７との間の間隔、つまり、カム溝５３の幅Ｌ１は、回転部材５１の全周に亘って均一である。幅Ｌ７は、壁面５６と壁面５７との間の最短距離である。図８（Ａ），（Ｂ）のように、カム溝５３の中心線Ｂ１は、中心線Ａ１に沿った方向に変位している。具体的には、回転部材５１の全周において、中心線Ｂ１が中心線Ａ１で略同じ箇所に位置する領域と、中心線Ｂ１の位置が中心線Ａ１に沿った方向に変位した領域とがある。

カムフォロア１３，１４は、カム溝５３に配置されている。中心線Ａ１を中心とする回転部材５１の半径方向で、カムフォロア１３はカムフォロア１４より外側に配置されている。カム溝５３の幅Ｌ７は、カムフォロア１３，１４の直径φ３より大きい。便宜上、カムフォロア１３，１４及び支持軸１５は、ガイド部材等によって中心線Ａ１に沿った方向に作動可能に支持されている。支持軸１５には、図示しないアーム等が連結されている。また、中心線Ａ１に対して垂直な平面視である図７（Ａ）において、中心線Ａ１と中心線Ａ３とが交差する位置に設けられている例を説明する。また、中心線Ａ１を含む側面視である図７（Ｂ）において、中心線Ａ１と中心線Ａ３とが、略９０度の角度で配置されている例を説明する。

共役カム装置１０の具体例３の作用を、図８（Ａ），（Ｂ）、図９（Ａ），（Ｂ）を参照して説明する。図８（Ａ），（Ｂ）、図９（Ａ），（Ｂ）は、中心線Ａ１を含む共役カム装置５０の正面図である。図８（Ａ），（Ｂ）では、中心線Ａ１と中心線Ａ３とが交差する位置が、交点Ｑ３として示されている。まず、図７（Ａ）において、回転部材５１が第１方向Ｄ１で回転するものとする。ここで、図８（Ａ）に示す中心線Ｂ１が第１表面５４に近づくように、カム溝５３の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、壁面５７と、カムフォロア１３，１４とが接触点Ｅ３で接触し、支持軸１５は第１方向Ｆ４で付勢される。第１方向Ｆ４は、中心線Ａ１に沿った方向である。カムフォロア１３，１４は、共に時計回りに回転する。なお、壁面５６とカムフォロア１３，１４との間にクリアランスがある。

さらに、中心線Ｂ１が中心線Ａ１に沿った方向に変位しない領域に支持軸１５が位置すると、回転部材５１が第１方向Ｄ１で回転しても、支持軸１５は、中心線Ａ１に沿った方向に移動しない。

さらに、図８（Ｂ）に示す中心線Ｂ１が第２表面５５に近づくように、カム溝５３の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、壁面５６と、カムフォロア１３，１４とが接触点Ｅ４で接触し、支持軸１５は第２方向Ｆ５で付勢される。カムフォロア１３，１４は、共に反時計回りに回転する。なお、壁面５７とカムフォロア１３，１４との間にクリアランスがある。

これに対して、図７（Ａ）のように、回転部材５１が第１方向Ｄ１で回転するものとす。ここで、図９（Ａ）に示す中心線Ｂ１が第１表面５４に近づくように、カム溝５３の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、壁面５６と、カムフォロア１３，１４とが接触点Ｅ４で接触し、支持軸１５は第２方向Ｆ５で付勢される。カムフォロア１３，１４は、共に時計回りに回転する。なお、壁面５７とカムフォロア１３，１４との間にクリアランスがある。

さらに、中心線Ｂ１が中心線Ａ１に沿った方向に変位しない領域に支持軸１５が位置すると、回転部材５１が第２方向Ｄ２で回転しても、支持軸１５は、中心線Ａ１に沿った方向に移動しない。

さらに、図９（Ｂ）に示す中心線Ｂ１が第２表面５５に近づくように、カム溝５３の中心線Ｂ１が湾曲されている領域に支持軸１５が位置すると、壁面５７と、カムフォロア１３，１４とが接触点Ｅ３で接触し、支持軸１５は第１方向Ｆ４で付勢される。カムフォロア１３，１４は、共に反時計回りに回転する。なお、壁面５６とカムフォロア１３，１４との間にクリアランスがある。

なお、回転部材５１が第１方向Ｄ１で回転する場合、または回転部材５１が第２方向Ｄ２で回転する場合の何れにおいても、カムフォロア１３は、図１０（Ａ）に示す幅Ｌ４で壁面５６，５７に接触される。回転部材５１が第１方向Ｄ１で回転する場合、または回転部材５１が第２方向Ｄ２で回転する場合の何れにおいても、カムフォロア１４は、図１０（Ａ）に示す幅Ｌ５で壁面５６，５７に接触される。幅Ｌ４と幅Ｌ５とは同じである。

このように、共役カム装置５０の具体例３では、回転部材５１の回転方向に関わりなく、カムフォロア１３，１４が回転部材５１に接触される。このため、カムフォロア１３，１４が、それぞれ単独で受ける荷重を低減可能である。また、壁面５６，５７、外周面４０，４１は、共に中心線Ａ１，Ａ３と平行である。したがって、支持軸１５が中心線Ａ１，Ａ３に沿った方向の荷重、もしくは分力を受けることを抑制でき、部品点数の増加を抑制できる。

さらに、カムフォロア１３が、中心線Ａ１を中心として壁面５６，５７に接触する円の半径は、カムフォロア１４が、中心線Ａ１を中心として壁面５６，５７に接触する円の半径より大きい。このため、カムフォロア１３が中心線Ａ１を中心として公転する周速度は、カムフォロア１４が中心線Ａ１を中心として公転する周速度を超える。また、カムフォロア１３が中心線Ａ３を中心として回転する速度は、カムフォロア１４が中心線Ａ３を中心として回転する速度を超える。つまり、カムフォロア１３が壁面５６，５７と接触して摩耗する量は、カムフォロア１４が壁面５６，５７と接触して摩耗する量を超える。本実施形態では、カムフォロア１３とカムフォロア１４とが、支持軸１５に別々に取り付けられているため、摩耗量が多いカムフォロア１３を単独で交換可能である。

（具体例４）
共役カム装置の具体例４が、図１０（Ｂ）に示されている。図１０（Ｂ）に示す共役カム装置５０においては、カムフォロア１３の外周面４０と壁面５６，５７とが幅Ｌ４で接触され、カムフォロア１４の外周面４１と壁面５６，５７とが幅Ｌ８で接触される。幅Ｌ４は、幅Ｌ８を超えている。共役カム装置５０の具体例４における他の構成は、共役カム装置５０の具体例３における他の構成と同じである。共役カム装置５０の具体例４において、回転部材５１が図７（Ａ）で第１方向Ｄ１で回転した場合の作用効果、回転部材５１が第２方向Ｄ２で回転した場合の作用効果は、共役カム装置５０の具体例３の作用効果と同様である。

さらに、カムフォロア１３が中心線Ａ１を中心として公転する周速度は、カムフォロア１４が中心線Ａ１を中心として公転する周速度を超える。また、カムフォロア１３が中心線Ａ３を中心として回転する速度は、カムフォロア１４が中心線Ａ３を中心として回転する速度を超える。しかし、共役カム装置５０の具体例４では、幅Ｌ４が幅Ｌ８を超えている。つまり、カムフォロア１３の外周面４０の外周面に加わる単位面積あたりの荷重を、カムフォロア１４の外周面４０の外周面に加わる単位面積あたりの荷重よりも低減可能である。したがって、カムフォロア１３の摩耗量の増加を抑制可能である。

（補足説明)
図１乃至図６において、カムフォロア１３の外周面４０と内側壁面２３とのクリアランス量、カムフォロア１３の外周面４０と外側壁面２４，３１とのクリアランス量は、カムフォロア１３の直径φ１と、第１溝２１の幅Ｌ２との差に応じて定まる。カムフォロア１４の外周面４１と内側壁面２５とのクリアランス量、カムフォロア１４の外周面４１と外側壁面２６，３１とのクリアランス量は、カムフォロア１４の直径φ２と、第２溝２２の幅Ｌ３との差に応じて定まる。

図１乃至図６では、第１構造及び第２構造の何れかを選択可能である。第１構造は、回転部材１１の回転方向の位相に関わりなく、カムフォロア１３の外周面４０と外側壁面２４とが常に接触し、かつ、カムフォロア１４の外周面４１と内側壁面２５とが常に接触する構造である。第２構造は、回転部材１１の回転方向の位相の変化に伴い、カムフォロア１３の外周面４０と外側壁面２４との接触点、カムフォロア１４の外周面４１と内側壁面２５との接触点の何れか一方が、が常に接触する構造である。

図７乃至図１０において、カムフォロア１３の外周面４０と壁面５６，５７とのクリアランス量は、カムフォロア１３の直径φ３と、カム溝５３の幅Ｌ７との差に応じて定まる。カムフォロア１４の外周面４１と壁面５６，５７とのクリアランス量は、カムフォロア１４の直径φ３と、カム溝５３の幅Ｌ７との差に応じて定まる。

また、カムフォロア１３，１４、支持軸１５は、図８及び図９で中心線Ａ１に沿った方向に直線状に移動可能であるものの他、中心線Ａ１に対して交差する方向に直線状に移動可能なもの、円弧状に移動可能であってもよい。

本実施形態で開示された事項の技術的意味の一例は、次の通りである。共役カム装置１０は、共役カム装置の一例である。回転部材１１は、回転部材の一例である。カム溝２０，５３は、カム溝の一例である。カムフォロア１３，１４は、カムフォロアの一例である。カムフォロア１３は、第１カムフォロアの一例である。カムフォロア１４は、第２カムフォロアの一例である。内側壁面２３，２５、外側壁面２４，２６、壁面５６，５７は、壁面の一例である。第１溝２１は、第１溝の一例であり、第２溝２２は、第２溝の一例である。外周面４０は、第１外周面の一例である。外周面４１は、第２外周面の一例である。第１方向Ｄ１は、第１回転方向の一例であり、第２方向Ｄ２は、第２回転方向の一例である。中心線Ａ１は、第１中心線の一例である。中心線Ａ３は、第２中心線の一例である。第１表面１８は、表面の一例である。

本実施形態で説明した装置は、図面を用いて説明したものに限定されない。例えば、作動対象部材は、支持軸とアームとが別部材であってもよいし、支持軸とアームとが単数の要素であってもよい。また、作動対象部は、アームの他、チャック、リンク、レバー等であってもよい。さらに、中心線に対して垂直な平面内で作動対象部材が作動する方向は、中心線に対して交差する方向、または、中心線に対して交差しない方向の何れでもよい。さらに、中心線に対して垂直な平面内で作動対象部材が作動する軌跡（軌道）は、直線状、円弧状、曲線状等のうちの何れでもよい。

本開示の装置は、回転部材の回転力を、カムフォロアを利用して作動対象部材の作動力に変換することに利用可能である。

１０…共役カム装置、１１…回転部材、１３，１４…カムフォロア、１８…第１表面、２０，５３…カム溝、２１…第１溝、２２…第２溝、２３，２５，３０…内側壁面、２４，２６，３１…外側壁面、４０，４１…外周面、５６，５７…壁面、Ａ１，Ａ３…中心線、Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５，Ｌ６，Ｌ８…幅、φ１，φ２，φ３…直径

Claims (4)

1. 回転可能に設けられる回転部材と、
   前記回転部材に設けられ、かつ、前記回転部材の回転中心である第１中心線を囲むように非円形に設けられた環状のカム溝と、
   前記カム溝内に設けられ、かつ、前記回転部材に対して前記回転部材の回転方向に移動可能であり、かつ、前記回転部材から荷重を受けるカムフォロアと、
   前記カムフォロアを支持し、かつ、前記カムフォロアと共に前記回転部材の回転方向に移動可能な作動対象部材と、
   を有する共役カム装置において、
   前記カムフォロアは、第２中心線を中心としてそれぞれ回転可能であり、かつ、前記第２中心線に沿った方向に並べて設けられた第１カムフォロア及び第２カムフォロアを含み、
   前記カム溝は、前記回転部材の全周に亘って設けられた壁面を有し、
   前記第１カムフォロアは、前記壁面に接触されて前記回転部材から荷重を受ける第１外周面を有し、
   前記第２カムフォロアは、前記壁面に接触されて前記回転部材から荷重を受ける第２外周面を有し、
   前記第１中心線に沿った方向の平面内で、前記壁面は前記第１中心線と平行であり、かつ、前記第１外周面及び前記第２外周面は前記第１中心線と平行であり、
   前記カム溝は、前記第１中心線に沿った方向で異なる範囲に設けられた第１溝及び第２溝を有し、
   前記第１溝と前記第２溝とがつながっており、
   前記第１溝の幅と前記第２溝の幅とが異なり、
   前記第１溝に設けられる前記第１カムフォロアの直径と、前記第２溝に設けられる前記第２カムフォロアの直径とが異なり、
   前記回転部材は、前記第１中心線に対して垂直な表面を有し、
   前記カム溝は、前記表面に設けられ、
   前記作動対象部材、前記第１カムフォロア及び前記第２カムフォロアは、前記第１中心線に対して交差する方向に作動可能である、共役カム装置。
2. 請求項１記載の共役カム装置において、
   前記第１中心線に沿った方向で前記第１外周面が前記壁面に接触する幅と、前記第１中心線に沿った方向で前記第２外周面が前記壁面に接触する幅とが同じである、共役カム装置。
3. 請求項１記載の共役カム装置において、
   前記第１中心線に沿った方向で前記第１外周面が前記壁面に接触する幅と、前記第１中心線に沿った方向で前記第２外周面が前記壁面に接触する幅とが異なる、共役カム装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項記載の共役カム装置において、
   前記回転部材は、前記第１中心線を中心とする第１回転方向及び第２回転方向に回転可能である、共役カム装置。

Images