JPH09105404A - カム機構による物品の固定機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カム機構による物品の固定機構に関し、機器
に振動が付与されても被固定物の固定・解除に支障がな
いカム機構による物品の固定機構を提供する。 【解決手段】 クランパ20と、クランパ20の基部22に装
着したカムフォロア15と、カムフォロア15に往復運動を
付与するカム10とを有し、カム10の正逆回転によりハウ
ジング６に載上した被固定物１の固定・解除を行う固定
機構において、屈曲部に設けた柱状体32がカム面12と該
カムフォロア15との接触点とは反対側の該カムフォロア
15の面に接触するように一端がハウジング６に枢支され
てなるレバー30と、カム10が逆回転すると先端53がレバ
ー30の先端33に係合するようカム10に搭載されたフック
50とを備え、カム10を逆回転するとレバー30の先端33が
フック50の先端53に係合してレバー30が揺動し、柱状体
32がカムフォロア15を押圧してカムフォロア15をカム10
側に移動させるものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カム機構による物
品の固定機構に関する。例えばロケット等の移動物体に
搭載する機器の中には、モータでカムを回転し、カム面
に沿って所定の往復運動をするカムフォロアにクランパ
を装着し、このクランパにより機器に実装した物品を、
機器のハウジングの所定の位置に着脱自在に固定するこ
とがしばしばある。

【０００２】

【従来の技術】上述のような従来のカム機構による物品
の固定機構を図６に示す。図６において、６は、中間部
の外周の下面をステージ５に取着したハウジングであ
る。ハウジング６の下部は円筒形で、その円筒部はステ
ージ５の孔内に突出している。

【０００３】ハウジング６の上部に被固定物１の底面を
支持する固着座6Aを設けている。なお、固着座6Aを設け
るハウジング６の上部は円筒形ではなく、軸心Ｚに対し
て軸対称の３箇所の位置に脚柱体を垂設し、この脚柱体
の上端面を固着座6Aとして、ハウジング６の軽量化を図
っている。

【０００４】ハウジング６の固着座6A上に位置合わせし
て被固定物１を載上した後に、後述するクランパ20の爪
21で、被固定物１の鍔1Aの上面を押圧することで、被固
定物１を着脱自在にハウジング６に固定している。

【０００５】10は、詳細を図７に図示したように、基礎
円10A を基準にして形成したカム面12を有するカム（板
カム）である。カム10は３等分されたそれぞれの位置
に、最大変位点11を有する。

【０００６】カム10は、軸心部に円形孔を有し、この円
形孔をハウジング６の下部外周に嵌挿しベアリングを介
して装着しハウジング６に回動自在に装着されている。
カム10の下端面にギヤ72を取り付けている。一方ステー
ジ５に正逆回転するモータ（例えばステッピングモー
タ）70を取り付け、このモータ70のシャフトにピニオン
ギヤ71を取り付け、ピニオンギヤ71とギヤ72とを噛合さ
せている。

【０００７】したがって、カム10はモータ70を駆動する
ことで、ハウジング６の軸心Ｚを軸にして回動する。20
は、カム10の回転面に平行するハウジング６のピン25を
軸にして、軸心Ｚを含む平面面内で回動運動するよう
に、ハウジング６のそれぞれの脚柱体の外側に装着した
クランパである。

【０００８】クランパ20の上先端部に爪21を設けるとと
もに、クランパ20の基部22にカム10のカム面12に接触す
る円筒形のカムフォロア（例えばボールベアリング）15
を装着している。

【０００９】一端がハウジング６に係着し他端がクラン
パ20の上先端近傍に係着する引張コイルばね28を設け、
この引張コイルばね28の弾性力により常時カムフォロア
15をカム面12に圧接している。

【００１０】したがって、モータ70を正方向に回転し
て、カム10を最大変位点11とは反対方向即ち図７に示す
点線矢印Ｂ方向に回転すると、カムフォロア15が軸心Ｚ
から遠のく方向に移動する。このことによりクランパ20
の上先端部が引張コイルばね28の弾性力に抗してハウジ
ング６の固着座6A方向に回転し、爪21が被固定物１の鍔
1Aの上端面（係止面）を押圧して、被固定物１をハウジ
ング６に固定する。

【００１１】モータ70を逆方向に回転して、カム10を最
大変位点11方向即ち図７に示す実線矢印Ａ方向に回転す
ると、引張コイルばね28の弾性力によりカムフォロア15
が軸心Ｚに近寄る方向に移動する。このことによりクラ
ンパ20の上先端部がハウジング６の固着座6Aとは反対方
向に回転し、爪21が被固定物１の係止面から離れて被固
定物１の固定が解除される。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述のように従来のカ
ム機構による物品の固定機構は、引張コイルばねの弾性
力により爪を被固定物から引き離している。

【００１３】しかしながら、被固定物をハウジングに固
定した状態で、被固定物を実装した機器を搭載した移動
体を発進させると機器に振動が付与される。このことに
より爪が被固定物の係止面にカジリ、引張コイルばねの
弾性力では固定を解除できないという問題点があった。

【００１４】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、機器に振動が付与されても被固定物の固定・解
除に支障がないカム機構による物品の固定機構を提供す
ることを目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は図１に例示したように、ハウジング６に固
定したピン25を中心に回動自在に装着されたクランパ20
と、クランパ20の回転面に垂直な面を回転面としハウジ
ング６の軸心Ｚを中心に回動するカム10と、カム10のカ
ム面12に接触するようクランパ20の基部22に装着したカ
ムフォロア15とを有し、カム10を正逆回転することでク
ランパ20が回動しクランパ20の先端部の爪21がハウジン
グに載上した被固定物１の固定・解除を行うカム機構に
よる物品の固定機構において、屈曲部に設けた柱状体32
が、カム面12とカムフォロア15との接触点とは反対側の
カムフォロア15の面に接触するように、一端がハウジン
グ６に枢支されてなるほぼへの字形のレバー30と、先端
がレバー30の先端に係合・解除可能のようにカム10に搭
載されたフック50とを備える。

【００１６】レバー30は、カム10を逆回転すると先端が
フック50の先端に係合してピン45を中心に揺動し、柱状
体32がカムフォロア15を押圧してカム10側に移動させる
構成とする。

【００１７】図５に例示したように、クランパ20が等分
配置された複数個であり、それぞれのクランパ20に対応
するフック50を備える。そして、それぞれのフック50が
対応するクランパ20に係合する時期に、タイムラッグが
あるようにフック50をカム10に装着した構成とする。

【００１８】図２に例示したようにクランパ20の爪21に
弾性板24を取着した構成とする。或いはまた、フック50
が、カム10を逆回転すると先端53がレバー30の先端33に
係合し、カム10を正回転すると先端53がレバー30の先端
33に係合しないという、ラチェット機構であるものとす
る。

【００１９】上述のように構成されているので、カム10
を逆回転するとレバー30が揺動してカムフォロア15をカ
ム面12に押圧する。したがって、即ちクランパ20が解除
の方向に強制的に揺動するので、クランパ20の爪21が被
固定物１の面に食い込んでいても爪21が被固定物１から
離反する。

【００２０】クランパ20を等分配置した複数個とし、そ
れぞれのフック50が対応するレバー30に係合する時期
に、タイムラッグがあるようにしたものは、被固定物１
の固定を解除するためにクランパ20に付与するトルク
が、１個のクランパ20を回動するトルクに等しくなる。
このことに伴いカム10を駆動するモータを小形にするこ
とができる。

【００２１】爪21に弾性板24を取着したものは、爪21と
被固定物１との間にカジリ現象が発生し難くなるばかり
でなく、カム10のそれぞれのカムフォロア15が接触する
カム面12にばらつきがあっても、被固定物１を確実に固
定することができる。

【００２２】フック50が、カム10を逆回転すると先端53
がレバー30の先端33に係合し、カム10を正回転すると先
端53がレバー30の先端33に係合しないというラチェット
機構にしたことにより、フック50の先端がレバー30の先
端に係合・解除する動作が繰り返し可能となる。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下図を参照しながら、本発明を
具体的に説明する。なお、全図を通じて同一符号は同一
対象物を示す。

【００２４】図１は本発明の実施の形態の側面図、図２
はクランパの詳細図、図３は本発明の実施の形態の平面
図、図４は本発明の要所を示す図であり、図５は第２の
実施の形態の平面図である。

【００２５】図示したように、ハウジング６は下部が円
筒形であり、その円筒部がステージ５の孔内に突出させ
た状態で中間部の外周の下面をステージ５に取着してい
る。ハウジング６の上部に、軸心Ｚに対して軸対称の３
箇所の位置に脚柱体を垂設し、それぞれの脚柱体の上端
面を被固定物１の底面を支持する固着座6Aとしている。

【００２６】ハウジング６の固着座6A上に位置合わせし
て被固定物１を載上した後に、後述するクランパ20の爪
21で、被固定物１の鍔1Aの上面を押圧することで、被固
定物１を着脱自在にハウジング６に固定している。

【００２７】カム10は詳細を図５に図示したように、基
礎円10A を基準にして形成したカム面12を有するカム
（板カム）である。カム10は３等分されたそれぞれの位
置に、最大変位点11を有する。

【００２８】カム10は、軸心部に円形孔を有し、この円
形孔をハウジング６の下部外周に嵌挿しベアリングを介
して装着して、ハウジング６に回動自在に装着してい
る。また図７に図示したように、ステージ５に取り付け
た正逆回転するモータ（例えばステッピングモータ）70
のシャフトにピニオンギヤ71を取り付け、このピニオン
ギヤ71を、カム10の下端面に取り付けたギヤ72に噛合し
て、モータ70を駆動することで、ハウジング６の軸心Ｚ
を中心としてカム10に所定の正逆回転を行わせるように
している。

【００２９】20は、図１に図示したようにカム10の回転
面に平行するハウジング６のピン25を軸にして、軸心Ｚ
を含む平面面内で回動運動するように、ハウジング６の
それぞれの脚柱体の外側に装着したクランパである。

【００３０】図２に図示したようにクランパ20は、上先
端部に爪21を設けるとともに、クランパ20の基部22にカ
ム10のカム面12に接触する円筒形のカムフォロア（例え
ばボールベアリング）15を装着している。

【００３１】一端がハウジング６に係着し他端がクラン
パ20の上先端近傍に係着する引張コイルばね28を設け
て、この引張コイルばね28の弾性力により常時カムフォ
ロア15をカム面12に圧接している。

【００３２】詳細を図３に図示したように、カムフォロ
ア15を挟んでカム10とは反対側のハウジング６（又はス
テージ５）部分に装着座部材40を取り付けている。30
は、図３，４に図示したようにほぼへの字形のレバーで
ある。レバー30は、装着座部材40に垂設したピン45に基
部31に設けた孔を嵌入し、先端33がカム10の裏面に突出
するよう、ピン45を軸にして揺動自在にハウジング６
（又はステージ５）に装着している。

【００３３】レバー30の屈曲部に柱状体32を取り付け、
この柱状体32がカム面12とカムフォロア15との接触点と
は反対側のカムフォロア15の面に接触するようにしてい
る。また、レバー30の基部31に捩りコイルばね38を装着
し、捩りコイルばね38の一方の端部を装着座部材40のボ
ス41に係止させ、捩りコイルばね38の他方の端部を柱状
体32側に係止させることで、レバー30のカムフォロア15
とは反対側の側面がハウジング６のストッパ部6Bに当接
するように、レバー30を付勢している。

【００３４】ストッパ部6Bを設ける位置を所定に選択し
て、レバー30の作動前の装着姿勢が、先端33が図３に図
示したようにカム10の中心方向を指向させている。50
は、カム10を逆回転（図示実線Ａ方向）した場合に先端
53が、レバー30の先端33に係合するように、それぞれの
レバー30に対応してカム10の裏面側に搭載したほぼ三角
形状のフックである。フック50はラチェット機構により
カム10を正回転した時は、先端53がレバー30の先端33に
係合しなく、カム10を逆回転（図示実線Ａ方向）した場
合に先端53がレバー30の先端33に係合するようになって
いる。

【００３５】詳述すると、フック50の中心部のボスに孔
を設け、この孔をカム10の裏面に垂設したピン52に嵌入
してカム10に装着し、フック50がピン52を中心にして回
動し得るようにしている。

【００３６】ピン52を挟んでレバー30の先端33に対向す
るカム10の裏面の位置にフックストッパ55を設け、先端
53とは反対側のフック50の角がフックストッパ55に係止
するうにしている。一方フック50の中心部のボスに捩り
コイルばね58を装着して、常時はフック50の角がフック
ストッパ55に係止するように捩りコイルばね58で付勢し
ている。

【００３７】上述のように構成されているので、被固定
物１をハウジング６の固着座6Aに載上した後に、モータ
を正方向に回転して、カム10を最大変位点11とは反対方
向即ち図３に示す点線矢印Ｂ方向に回転すると、カムフ
ォロア15が軸心Ｚから遠のく方向に移動する。このこと
によりクランパ20の上先端部が引張コイルばね28の弾性
力に抗してハウジング６の固着座6A方向に回転し、爪21
が被固定物１の鍔1Aの上端面（係止面）を押圧して、被
固定物１をハウジング６に固定する。

【００３８】モータを逆方向に回転して、カム10を最大
変位点11方向即ち図３に示す実線矢印Ａ方向に回転する
と、カムフォロア15が軸心Ｚに近寄る方向にクランパ20
を引張コイルばね28が回動させる。

【００３９】一方、カム10が逆回転してフック50がレバ
ー30に対向する位置まで移動すると、フック50の先端53
がレバー30の先端33に係合する。この際カム10にフック
ストッパ55を設けてあるので、フック50はカム10の正回
転方向に回転しない。

【００４０】したがって、レバー30は基部31を軸にして
カム10の回転方向に揺動する。レバー30が揺動運動する
と柱状体32がカムフォロア15を押圧してカム10側に強制
的に移動させ、カムフォロア15をカム10のカム面12に圧
接させる。

【００４１】カムフォロア15がカム10のカム面12に圧接
するということは、爪21が被固定物１から離れる方向に
クランパ20が回動することである。このことにより、ク
ランパ20の爪21が被固定物１の面に食い込んでいても爪
21が被固定物１から離反する。よって被固定物１の固定
が解除される。

【００４２】カム10に取り付けたギヤ72は、モータ70の
シャフトに取り付けたピニオンギヤ71に噛合しているの
で、カム10の回転トルクが大きい。また、フック50の先
端53は、レバー30の先端33を押圧する。そして、レバー
30には、カムフォロア15を押圧する柱状体32を基部22寄
りの位置に設けてある。したがってレバー30は梃として
作用し、先端33に付与される力よりも大きい力でカムフ
ォロア15を押す。

【００４３】よって、モータ70の回転トルクが小さくて
も、爪21を被固定物１から引き離す力が大きくなり、確
実に被固定物１の固定が解除される。また、上述のよう
にフック50が、カム10を逆回転すると先端53がレバー30
の先端33に係合し、カム10を正回転すると先端53がレバ
ー30の先端33に係合しないというラチェット機構である
ので、例えばカムが逆回転の時はフックがカム面側に突
出し、カムが正回転の時はフックが軸心方向に引っ込む
等の構造に較べて、フック50の構造が簡単で、専有容積
が小さく小形になる。

【００４４】また、本発明に係わるクランパ20は１個で
も被固定物１を固定・解除することができるが、例示し
たように３個のクランパ20を等分配置したことにより、
被固定物１の等分された箇所をほぼ平等の力で固定する
ことができるという利点がある。

【００４５】図２に例示したように、クランパ20の爪21
に、ゴム片又は弾性ある合成樹脂片等の弾性板24を取着
している。このように爪21に弾性板24を設けることによ
り、爪21と被固定物１との間にカジリ現象が発生し難く
なるばかりでなく、カム10のそれぞれのカムフォロア15
が接触するカム面12にばらつきがあっても、被固定物１
を確実に固定することができる。

【００４６】図５は、モータの回転トルクが小さくて
も、被固定物１の固定を確実に解除できる物品の固定機
構である。図５に図示したカム10は、３等分された位置
に最大変位点11を有するカム面12が形成されたものであ
る。ハウジング６には、３等分配置した位置にそれぞれ
クランパを設け、このクランパにそれそれカムフォロア
15を装着している。

【００４７】一方、カム10の裏面に搭載するフック50
は、３等分された位置に搭載されていなくて、軸心Ｚと
第１のレバー30とを結ぶ直線より角度α₁ 遅れた位置に
第１のフック50を搭載し、軸心Ｚと第２のレバー30とを
結ぶ直線よりα₁ より大きい角度α₂ 遅れた位置に第２
のフック50を搭載し、軸心Ｚと第３のレバー30とを結ぶ
直線よりα₂ より大きい角度α₃ 遅れた位置に第３のフ
ック50を搭載している。

【００４８】このようにフック50をカム10に搭載してい
るので、それぞれのフック50が対応するクランパ20に係
合する時期にタイムラッグがある。したがって、クラン
パ20を解除するためにカム10に付与する最大トルクが、
１個のクランパ20を解除するトルクに等しくなる。した
がって、モータの回転トルクが小さくても、被固定物１
の固定を確実に解除できる。

【００４９】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５０】カム機構によりクランパを回動させ、クラ
ンパの爪でハウジングに載上した被固定物を固定すると
いう固定機構に適用して、クランパの爪が被固定物の面
に食い込んでいても小さい力で且つ確実に被固定物の固
定を解除できる。

【００５１】フックをラチェット機構としたものは、フ
ックの構造が簡単になり、且つ専有容積が小さくなる。
また、レバーの先端に係合・解除する動作が繰り返し可
能となる。

【００５２】クランパの爪に弾性板を設けたものは、爪
と被固定物との間にカジリ現象が発生し難くなるばかり
でなく、それぞれのカムフォロアが接触するカム面にば
らつきがあっても、被固定物を確実に固定することがで
きる クランパを複数個設け、それぞれのフックが対応するク
ランパに係合する時期に、タイムラッグがあるようにし
たものは、被固定物の固定を解除するためにクランパに
付与するトルクが、１個のクランパを回動するトルクに
等しくなる。このことに伴いカムを駆動するモータを小
形にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の側面図である。

【図２】クランパの詳細図である。

【図３】本発明の実施の形態の平面図である。

【図４】本発明の要所を示す図である。

【図５】第２の実施の形態の平面図である。

【図６】従来例の平面図である。

【図７】カムの平面図である。

【符号の説明】

１ 被固定物 1A 鍔 ５ ステージ ６ ハウジング 6A 固着座 6B ストッパ部 10 カム 11 最大変位点 12 カム面 15 カムフォロア 20 クランパ 21 爪 22,31 基部 24 弾性板 25,45,52 ピン 28 引張コイルばね 30 レバー 32 柱状体 33,53 先端 38,58 捩りコイルばね 40 装着座部材 50 フック 55 フックストッパ 70 モータ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに固定したピンを中心に回動
   自在に装着されたクランパと、該クランパの回転面に垂
   直な面を回転面とし該ハウジングの軸心を中心に回動す
   るカムと、該カムのカム面に接触するよう該クランパの
   基部に装着したカムフォロアとを有し、該カムを正逆回
   転することで該クランパが回動し該クランパの先端部の
   爪が該ハウジングに載上した被固定物の固定・解除を行
   うカム機構による物品の固定機構において、 屈曲部に設けた柱状体が、該カム面と該カムフォロアと
   の接触点とは反対側の該カムフォロアの面に接触するよ
   う、一端が該ハウジングに枢支されたレバーと、 先端が該レバーの先端に係合・解除可能のように、該カ
   ムに搭載したフックとを備え、 該レバーは、該カムを逆回転すると先端が該フックの先
   端に係合して該ピンを中心に揺動し、該柱状体が該カム
   フォロアを押圧して該カム側に移動させるものであるこ
   とを特徴とするカム機構による物品の固定機構。
2. 【請求項２】 前記クランパが等分配置された複数個で
   あり、それぞれの該クランパに対応するフックを備え、 それぞれの該フックが対応するクランパに係合する時期
   に、タイムラッグがあるよう該フックをカムに装着した
   ことを特徴とする、請求項１記載のカム機構による物品
   の固定機構。
3. 【請求項３】 前記クランパの爪に弾性板を取着したこ
   とを特徴とする請求項１又は２記載のカム機構による物
   品の固定機構。
4. 【請求項４】 前記フックが、カムを逆回転すると先端
   がレバーの先端に係合し、該カムを正回転すると先端が
   該レバーの先端に係合しないという、ラチェット機構で
   あることを特徴とする請求項１，２又は３記載のカム機
   構による物品の固定機構。