JPH01199056A - 揺動発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は揺動発生装置に係わＬ１とし、カムフォロア特
に、揺動試験機等に用いて好適な揺動発生装置に関する
ものである。

［従来の技術］ 従来、揺動発生装置の一例として、クランク機構を用い
たものが提案されている。

このクランク機構を用いた揺動発生装置は、クランク軸
の、その回転中心から半径方向に離間した位置にコネク
ティングロッドの一端部を回転自在に取り付け、このコ
ネクティングロッドの他端部を１．揺動軸の揺動中心か
ら半径方向に離間した位置に回転自在に取り付けた構成
を有している。

そして、クランク軸の回転運動をコネクティングロッド
の往復運動に変換し、さらに、このコネクティングロッ
ドの往復運動を揺動軸の揺動運動に変換するようにした
ものである。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、前述した構成の揺動発生装置においては、コ
ネクティングロッドの長さを変化させることによＬ１と
し、カムフォロア揺動軸の揺動角度の変更やそれに伴う
角速度や角加速度の変更を行う程度の調整範囲でしかな
く、これらの角速度や角加速度の変化パターンは−様な
ものしか得られず、これらの変化パターンを適宜変更で
きるような構成とすること、ならびに、大きな角加速度
を得ることが望まれている。

本発明はこのような課題を解決せんとするものである。

゛［課題を解決するための手段］ 前述した課題を解決するために、本発明に係わる揺動発
生装置は、揺動軸と、この揺動軸にその揺動中心から揺
動半径方向に離間して設けられたカムフォロアと、前記
揺動軸に沿って設けられた回転駆動軸と、この回転駆動
軸に一体に取り付けられ前記カムフォロアの移動面と平
行な面内で回転させられるカムとを備え、前記カムの外
周部に形成されるカム面は、前記カムフォロアを前記回
転駆動軸から離間する方向へ案内する少なくとち一対の
第１のカム面と、前記カムフォロアを回転駆動軸へ接近
する方向へ案内する少なくとも一対の第２のカム面とか
らなＬ１とし、カムフォロアこれらの第１のカム面およ
び第２のカム面は、カムの回転方向に交互に形成され、
かつ、前記カムフォロアは、このカムフォロアと回転駆
動軸との距離をＬ１とし、カムフォロアとし、カムフォ
ロアと揺動軸との距離をＬ１とし、カムフォロアとし、
さらに、揺動軸と回転駆動軸との距離をＬ１とし、カム
フォロアとして、Ｌｒ＋Ｌｘ＞Ｌ、の関係で設定される
範囲で移動させられることを特徴とする。

〔作用〕

本発明によれば、カムの第１ないし第２のカム面のプロ
フィールを変更し、あるいは、これらの各カム面を増加
させ、これによって案内されるカムフォロアの移動速度
、あるいは、カム１回転に対する揺動軸の往復回数を変
更し、角速度や角加速度のパターンの任意な設定を可能
にする。また、カムフォロアの移動範囲を設定すること
によＬ１とし、カムフォロア角速度の変化率を変えてよ
り大きな角加速度を得る。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第１図および第２図に基づき
説明する。

図中、符号ｌは本実施例に係わる揺動発生装置を示し、
揺動軸２と、この揺動軸２にその揺動中心ＯＩから揺動
半径方向に離間し、かつ、揺動方向に所定角度ａの間隔
で設けられた一対のカムフォロア３　（３ｍ・３ｂ）と
、前記揺動軸２およびカムフォロア３０１・３ｂ）を挟
んだ両側に、前記揺動軸２の長さ方向に沿って設けられ
た一対の回転駆動軸４（４ａ−４ｂ）と、これらの回転
駆動軸４　（４ｍ　・４ｋ）に−体に取り付けられ前記
カムフォロア３０１・３ｂ）（７）移動面と平行な面内
で回転させられる一対のカム５　（５ａ−５ｂ）とを備
え、前記各カム５　（Ｓｓ　・Ｓｂ）の外周部に形成さ
れるカム面Ｃは、前記カムフォロア３（３１・３ｂ）を
前記各回転駆動軸４　（４１−４ｂ）から離間する方向
へ案内する一対の第１のカム面Ｃ１と、前記カムフォロ
ア３　（３ａ−３ｂ）を回転駆動軸４（４１−４ｂ）へ
接近する方向へ案内する少なくとも一対の第２のカム面
Ｃ８とからなＬ１とし、カムフォロアかつ、これらの第
１のカム面Ｃ１および第２のカム面Ｃ３は、カム５（５
１・５ｂ）の回転方向に交互に形成されている。

次いで、これらの詳細について説明すれば、前記揺動軸
２は基板（図示略）に揺動自在に取り付けられておＬ１
とし、カムフォロアその端部には、第１図に示すように
、円板６が同心状に一体に取り付けられ、この円板６の
周縁部近傍に前記各カムフォロア３（３！・３ｂ）が取
り付けられている。

これらのカムフォロア３０＆・３ｂ）は、前記円板６に
回転自在に支持された転動体によって構成されている。

前記各回転駆動軸４（４１・４ｂ）は、前記円板７の近
傍に揺動軸２と平行に配設されているとともに、前記基
板に回転自在に支持されている。そして、これらの回転
駆動軸４（４ａ・４ｂ）には、両者を逆方向に（図示例
では一方の回転駆動軸４ａが時計方向で、他方の回転駆
動軸４ｂが反時計方向となるように）同期回転させる駆
動機構（図示路）が連設されている。

この回転駆動軸４（４１・４ｂ）に取り付けられた前記
各カム５（５１・ｓｂ）は、第１図に示すように、回転
方向に所定ピッチの間隔をおいた２箇所にトップ部Ｔが
形成され、かつ、これらのトップ部Ｔの中間部にボトム
部Ｂが形成されている。

そして、これらのトップ部Ｔとボトム部Ｂとは緩やかな
曲線によって連続され、その外周縁部が前記カム面Ｃと
なされている。

また、本実施例では、前記トップ部Ｔよりもカム５（Ｓ
ｌ・ｓｂ）の回転方向前方側が前記第１のカム面Ｃ８と
なされ、また、回転方向後方側が第２のカム面Ｃ１とな
されている。

したがって、このカム面Ｃに摺接させられるカムフォロ
ア３（３１・３ｂ）は、カム５（５Ｍ＠Ｓｂ）の回転に
伴って第１のカム面Ｃ１と第２のカム面Ｃ３上を交互に
転動させられるとともに、前記回転駆動軸４（４！・４
ｂ）に対して、はぼトップ部Ｔとボトム部Ｂとの高低差
分をストロークとして、カム５（ｓｌ・５ｂ）の１回転
につき２往復させられるようになっている。

一方、前記一方のカム５息のカム面Ｃの形状は、一方の
カムフォロア３ａの中心と一方の回転駆動軸４１の中心
０．との距離をＬｌとした場合次式を満足するように設
定されている。

Ｌｌ−Ａ＋ＭＸ　Ｓ　ｉ　ｎ（２θ） 但し、 Ａ；カムＳｓの基準円、 Ｍ；トップ部Ｔおよびボトム部Ｂと基準円との距離 θ；回回転駆動軸４暑りの角度； をそれぞれ示す。

そして、他方のカム５ｂの形状は、一方のカムＳ１のカ
ム面Ｃに一方のカムフォロア３１を接触状態に保持しつ
つ前記カムＳｓを一回転させ、この時の他方のカムフォ
ロア３ｂの軌跡と、一方の回転駆動軸４Ｍと同期回転さ
せられている他方の回転駆動軸４ｂの回転位置とに基づ
き設定される。

さらに、前記一方のカムフォロア３１の中心と揺動軸２
の揺動中心Ｏ１との距離Ｌ！は、揺動軸２の揺動中心Ｏ
Ｉと一方の回転駆動軸４暑の中心０．との距離Ｌ３、お
よび、前記カムフォロア３ａの中心と回転駆動軸４１の
中心０！との距離Ｌ１とし、カムフォロアとの関係が、
次式を満足するように設定されている。

Ｌｌ　＋　ｔ、＞　Ｌｓ 次いで、本実施例の作用について説明する。

まず、第１図に示すような位置から、再回転駆動軸４を
相互に逆方向（一方の回転駆動軸４ａを時計方向へ、他
方を反時計方向）に一定速度で回転させると、一方のカ
ムフォロア３ａが一方のカムＳａの第１のカム面Ｃ１に
よって回転駆動軸４１から離間する方向へ移動させられ
、この移動はカムフォロア３’ａがカム５１のトップ部
°Ｔに至るまで継続して行われる。

一方、他方のカムｓｂに当接させられているカムフォロ
ア３ｂは、他方のカムｓｂが一方のカム５ａと同期して
逆方向に回転させられていることによＬ１とし、カムフ
ォロアこの他方のカムｓｂの第２のカム面Ｃ３によって
他方の回転駆動軸４ｂへ向けて案内され、この移動は、
カムフォロア３ｂが他方のカムｓｂのボトム部Ｂに至る
まで継続して行われる。

この動作によＬ１とし、カムフォロア揺動軸２は、第１
図において、時計方向の最大揺動位置から反時計方向の
最大揺動位置まで揺動させられる。

これよりさらに両カム５の回転を継続すると、前述とは
逆に、他方のカム５ｂの第１のカム面ＣＩによって他方
のカムフォロア３ｂが、他方の回転駆動軸４ｂから離間
させられる方向へ移動させられ、かつ、一方のカムフォ
ロア３ａが、一方のカムＳ１の第２のカム面Ｃ８により
一方の回転駆動軸４ａへ接近する方向へ案内され、これ
によって、揺動軸２が時計方向へ揺動させられる。

以降、両カム５の１回転につき２往復の割合で揺動軸２
が揺動させられる。

そして、このような揺動動作に際して、揺動軸２の揺動
は、カム５のカム面Ｃの形状、すなわち、プロフィール
によって決定されるから、このカム５のプロフィールを
変更することにより種々の揺動パターンが得られる。

一方、カムフォロア３１の移動範囲が前述したような範
囲に設定されておＬ１とし、カムフォロアこの条件の範
囲内で、Ｌ、＋Ｌ、をＬ１とし、カムフォロアへ近付け
て行くことによＬ１とし、カムフォロア前記カム５にお
いて得られる角加速度が大きくなる。

これは、第２図に示すように、Ｌ、＋Ｌ、をＬ１とし、
カムフォロアへ近付けることによＬ１とし、カムフォロ
アカム５によって揺動軸２に与えられる揺動角度変化の
立ち上がりが急になることに起因するものと考えられる
（曲線ａは距離の差が大、曲線すは小の場合）。

しかしながら、これらをあまり近付けすぎて、例えば同
等となるように設定した場合においては、逆に、このよ
うなカム５を用いた揺動発生装置が成り立たなくなる。

これは、第２図に曲線Ｃで示すように、変化時間零秒に
おける変化点が生じることによるものである。

なお、前記各実施例において示した各構成部材の諸層状
や寸法等は一例であって、設計要求等に基づき種々変更
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明に係わる揺動発生装置は、
揺動軸と、この揺動軸にその揺動中心から揺動半径方向
に離間して設けられたカムフォロアと、前記揺動軸に沿
って設けられた回転駆動軸と、この回転駆動軸に一体に
取り付けられ前記カムフォロアの移動面と平行な面内で
回転させられるカムとを備え、前記カムの外周部に形成
されるカム面は、前記カムフォロアを前記回転駆動軸か
ら離間する方向へ案内する少なくとも一対の第１のカム
面と、前記カムフォロアを回転駆動軸へ接近する方向へ
案内する少なくとも一対の第２のカム面とからなＬ１と
し、カムフォロアこれらの第１のカム面および第２のカ
ム面は、カムの回転方向に交互に形成され、かつ、前記
カムフォロアは、このカムフォロアと回転駆動軸との距
離をＬｌとし、カムフォロアと揺動軸との距離をＬ１と
し、カムフォロアとし、さらに、揺動軸と回転駆動軸と
の距離をＬ１とし、カムフォロアとして、Ｌ、　＋　Ｌ
、）　Ｌ、の関係で設定される範囲で移動させられるこ
とを特徴とするもので、このカムのカム面の形状を変更
することによＬ１とし、カムフォロアカムフォロアの移
動速度、すなわち、揺動軸の揺動角度や角速度ならびに
角加速度等の特性を任意に設定することができ、使用目
的に応じた特性を容易に設定することができ、角速度の
変化率を変えることによＬ１とし、カムフォロアさらに
、揺動軸の角加速度を増加させることができる等の優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の一実施例を示すもので、
第１図は要部の概略を示す正面図、第２図は特性曲線図
である。 １・・・揺動発生装置、２・・・揺動軸、３・・・カム
フォロア、４・・・回転駆動軸、５・・・カム、Ｃ・・
・カム面、Ｃ３・・Φ第１のカム面、ｃ、・・・第２の
カム面。 出願人　株式会社　三ツ葉電機製作所 第１図 第２図 の五回教角

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 揺動軸と、この揺動軸にその揺動中心から揺動半径方向
   に離間して設けられたカムフォロアと、前記揺動軸に沿
   って設けられた回転駆動軸と、この回転駆動軸に一体に
   取り付けられ前記カムフォロアの移動面と平行な面内で
   回転させられるカムとを備え、前記カムの外周部に形成
   されるカム面は、前記カムフォロアを前記回転駆動軸か
   ら離間する方向へ案内する少なくとも一対の第１のカム
   面と、前記カムフォロアを回転駆動軸へ接近する方向へ
   案内する少なくとも一対の第２のカム面とからなり、こ
   れらの第１のカム面および第２のカム面は、カムの回転
   方向に交互に形成され、かつ、前記カムフォロアは、こ
   のカムフォロアと回転駆動軸との距離をＬ＿１とし、カ
   ムフォロアと揺動軸との距離をＬ＿２とし、さらに、揺
   動軸と回転駆動軸との距離をＬ＿３として、Ｌ＿１＋Ｌ
   ＿２＞Ｌ＿３の関係で設定される範囲で移動させられる
   ことを特徴とする揺動発生装置