JPH0989078A - ローラフォロワー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カム面およびカムフォロワーの実質的な寿命
を長くし、また、運転中において潤滑油剤の飛散をも抑
制することのできる構造を持つローラフォロワーを提供
する。 【解決手段】 軸１に対して転動体２を介して回動自在
に支承された外輪３を有し、その外輪３の外周面３ａが
カム面２０ａに当接されるローラフォロワーにおいて、
外輪３の外周面３ａの一部を、潤滑油剤溜まりＧとして
の空隙を開けて覆うカバー４を備えた構造とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カムレバー等のカ
ム従動節に固着されて用いられるローラフォロワーに関
する。

【０００２】

【従来の技術】板カムや端面カム、あるいは直進カムを
用いたカム機構においては、一般に、カム面に対する従
動節の接触端を転がり接触とするために、カム従動節本
体に対してローラフォロワーと称されるローラ回転式の
カムフォロワーを装着することが多い。

【０００３】ローラフォロワーは、従動節本体に固着さ
れる軸と、その軸に対して複数の転動体（通常はニード
ルローラ）を介して回動自在に支承されるリング（外
輪）によって構成され、その外輪の外周面をカム面に当
接させた状態で使用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のロ
ーラフォロワーを用いたカム機構においては、カムおよ
びカムフォロワーは、空中においていわゆる剥き出しの
状態で使用されることが多いが、カム面とローラフォロ
ワー外輪外周面との間の転がり接触に起因して、これら
両面に剥離が生じやすいという問題がある。特にカム面
に対するローラフォロワーの押しつけ力をある程度以上
に大きくした場合には、極めて短時間に剥離が生じ、ロ
ーラフォロワーのカタログ記載の定格寿命の数十分の一
しか持たない。

【０００５】すなわち、カタログ記載のカムフォロワー
の定格寿命はニードルローラベアリングとしての寿命、
つまり軸、転動体（ニードルローラ）および外輪の３要
素の転がり接触のみを考慮した定格寿命であり、機械要
素としてのローラフォロワーの実質的な寿命は、そのよ
うなニードルローラベアリングとしての定格寿命よりも
大幅に短い、外輪外周面の剥離による寿命が支配する。
その原因は、軸、転動体および外輪間にはグリースが封
入され、これらの要素間の潤滑が考慮されているのに対
し、ローラフォロワー外輪外周面とカム面との間の潤滑
が、構造的には何ら考慮されていない点にあり、従って
この種のローラフォロワーの使用者は、外輪外周面およ
びカム面の剥離による寿命を長くするためには、頻繁に
これら両面のいずれかにグリース等の潤滑剤を塗布する
必要がある、といった煩わしさがあるとともに、単にグ
リース等を塗布した場合、そのグリース等が運転中に飛
散し、周囲を汚してしまうという問題もある。

【０００６】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
もので、特に頻繁にグリース等の潤滑剤をカム面もしく
はローラフォロワー外輪外周面に塗布することなく、カ
ム面並びにカムフォロワーの実質的な寿命を長くし、ま
た、運転中において潤滑剤の飛散も抑制することのでき
る構造を持つローラフォロワーの提供を目的としてい
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のローラフォロワーは、その好適な実施の形
態を表す図１に示すように、カム機構の従動節本体に固
着される軸１と、その軸１に対して複数の転動体２を介
して回動自在に支承され、外周面３ａがカム面１０ａに
当接する外輪３を備えてなるローラフォロワーにおい
て、外輪３の外周面３ａの一部を、潤滑油剤溜まりＧと
しての所定の空隙を開けて覆うカバー４を有しているこ
とによって特徴づけられる。

【０００８】ここで、カバー４による外輪３の外周面３
ａの被覆範囲としては、外周面３ａを１８０°以上とす
ることが好ましい。１８０°以上の範囲で外輪３の外周
面３ａをカバー４で覆うことにより、外輪３の外周面３
ａに付着した潤滑油剤の飛散を効果的に抑止することが
できる。ただし、その被覆範囲は大きくするほど潤滑油
剤の飛散防止効果は向上するが、カム機構において採用
する圧力角の関係により、被覆範囲をあまり大きくする
とカバー４がカム面に接触する可能性がる点に留意する
必要がある。

【０００９】また、カバー４は、図１のように、外輪３
の外周面３ａの一部のみならず、外輪３の側面の一部お
よび軸１の端面の一部をも覆うことが望ましい。そし
て、カバー４の固着位置としては、図１のように軸１の
端面とすることが最も好ましいが、図２に示すように、
カムレバー３０等の従動節本体としてもよい。

【００１０】また、ローラフォロワーにおいては、一般
に、転動体２と軸１並びに外輪３との間の潤滑のため
に、軸１の軸心に沿ってグリース等の潤滑油剤供給路１
ｈが形成されることが多いが、カバー４と外輪３の外周
面３ａとの間に形成される潤滑油剤溜まりＧとしての空
隙を、外輪３と軸１との間隙を介してその潤滑油剤供給
路１ｈと連通させることが好ましい。

【００１１】更に、本発明は、図３に例示するように、
潤滑油剤溜まりＧとしての空隙を、吸油性軟質材料５で
満たすことを妨げない。

【００１２】

【作用】ローラフォロワーの外輪３の外周面３ａに近接
して設けられるカバー４により、外輪３の外周面３ａに
対する潤滑油剤溜まりＧが形成され、この潤滑油剤溜ま
りＧにグリース等の潤滑油剤を注入しておくことによ
り、外輪３の外周面３ａはその回転によって常に潤滑油
剤が塗布された状態となる。

【００１３】また、カバー４による外輪３の被覆範囲を
可能な限り広くすることによって、すなわち、外輪３の
外周面３ａを１８０°以上の範囲をカバー４で覆うこと
によって、外周面３ａに運転時に定常的に供給される潤
滑油剤の飛散を効率的に抑制することができる。例えば
通常のカム機構の圧力角の限度である４５°を考慮した
とき、２７０°程度の範囲をカバー４で覆ってもローラ
フォロワーとしての使用には支障を来さない。ここで、
外輪３の外周面３ａに供給される潤滑油剤は、当然のこ
とながらカム面にも付着するが、カムの平均直径に比し
てローラフォロワー外輪直径が通常は大幅に小さく、従
って運転時における回転数はローラフォロワー外輪３が
大幅に高いが故に、カム面に作用する遠心力はローラフ
ォロワー外輪外周面に作用する遠心力に比して大幅に小
さく、カムを通常の回転数で使用する場合においては、
カム面からの潤滑油剤の飛散は考慮する必要がない。

【００１４】カバー４による潤滑油剤の飛散防止効果
は、カバー４によって外輪３の外周面３ａのみならず、
外輪３の側面並びに軸１の端面の近傍をも覆う構成の採
用によって一層確実なものとなり、また、このような構
成の採用は、潤滑油剤溜まりＧとしての空隙の体積を大
きくして、潤滑油剤の補給頻度を下げる効果をも併せ持
つ。

【００１５】また、カバー４を軸１の端面に固着すれ
ば、ローラフォロワーを固着するカムレバー等の従動節
本体には全く特別の加工を要さないという利点があり、
更に、通常のローラフォロワーの軸１に形成される転動
体２（ニードルローラ）の潤滑用の潤滑油剤供給路（グ
リース供給路）１ｈとカバー４による潤滑油剤溜まりＧ
とを連通させておけば、転動体２に対する潤滑油剤の供
給時にオーバーフローした潤滑油剤が潤滑油剤溜まりＧ
に供給されることになり、保守作業の容易化を図ること
ができる。

【００１６】更に、潤滑油剤溜まりＧとしての空隙を、
フェルト等の吸油性軟質材料によって満たした構造は、
潤滑油剤としてグリースよりも低粘度の潤滑油の使用を
可能とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明の好適な実施の一形
態の正面図（Ａ）およびその縦断面図（Ｂ）である。

【００１８】軸１の一端側の外周面は、転動体である複
数のニードルローラ２が転動するための軌道面１ａを形
成しており、そのニードルローラ２の外側に組み込まれ
た外輪１は、軸１に対して転動体２を介して回動自在に
支承されることになる。

【００１９】軸１の他端側には雄ねじ１ｂが形成されて
おり、軸１はカムレバー等のカム従動節本体１０に穿た
れた孔１０ａに挿入された状態で、雄ねじ１ｂにナット
Ｎがねじ込まれることによって、従動節本体１０に固着
される。なお、図において１ｃは軸１と一体的な鍔、１
ｄは軸１に組み込まれる鍔輪、１ｅは保持器である。

【００２０】外輪３の外周面３ａの一部は、その側面の
一部および軸１の鍔１ｃが形成された一端面の一部とと
もに、軸１の一端面に固着されたカバー４によって覆わ
れており、そのカバー４と、外輪３の外周面３ａおよび
側面並びに軸１の端面との間に、潤滑油剤溜まりＧとな
る空隙が形成されている。

【００２１】すなわち、カバー４は有底円筒体の一部側
面と一部底面を切り欠いた形状であり、円筒状の側面４
ａと、底面に対応する平坦面４ｂとを備え、その平坦面
４ｂの中心部分に通し孔４ｃが形成されている。軸１の
鍔１ｃの形成側の端面には、その中心に雌ねじ１ｆ、例
えばメートル波目ねじもしくは同細目ねじ、が形成され
ており、カバー４は、その平坦面４ｂと軸１の端面との
間にワッシャ４ｄを介在させた状態で、ボルト４ｅを通
し孔４ｃを介して雌ねじ１ｆにねじ込むことによって、
軸１に対してねじ止めされている。また、カバー４の側
面４ａ内周面の直径は外輪３の外径寸法よりも大きく、
従って、カバー４の内側面と外輪３の外周面３ａとの
間、および、カバー４の平坦面４ｂと外輪３の側面並び
に軸１の端面との間には空隙が形成され、この空隙が潤
滑油剤溜まりＧを形成している。

【００２２】カバー４の側面４ａによる外輪３の外周面
３ａの被覆範囲は略１８０°であり、また、平坦面４ｂ
は、図１（Ｂ）に示すように、側面４ａの両端部分から
側面４ａと逆側に伸び、外輪３の外周面３ａに対する接
線方向で実質的に２７０°の範囲を覆っている。

【００２３】軸１の雄ねじ１ｂの形成側の端面には、グ
リースニップル（図示せず）を装着するための雌ねじ１
ｇが形成されており、この雌ねじ１ｇは、軸１の軸心に
沿って形成された潤滑油剤供給路１ｈに連通している。
この潤滑油剤供給路１ｈは、軌道面１ａの形成箇所で直
角に曲がってその軌道面１ａにおいて開口しており、従
って、雌ねじ１ｇに装着されたグリースニップルを介し
てグリースを注入することにより、そのグリースは潤滑
油剤供給路１ｈを経て軌道面１ａにまで到達する。ま
た、そのグリースは、複数のニードルローラ２相互の間
〜保持器１ｅと各ニードルローラ２との隙間〜鍔１ｃと
外輪３との隙間を経て、潤滑油剤溜まりＧにまで到達す
る。

【００２４】以上の本発明の実施の形態は、図１のよう
にカムレバー等の従動節本体１０に軸１が固着された状
態で、外輪３の外周面３ａをカム２０のカム面２０ａに
当接させて使用されるが、潤滑油剤供給路１ｈを介して
潤滑油剤溜まりＧにグリースを注入しておくことによ
り、運転時における外輪３の回転によって、外輪３の外
周面３ａは常にグリースが塗布供給された状態となり、
その外周面３ａとカム面２０ａとの間が潤滑される。そ
の結果、外輪３の外周面３ａおよびカム面２０ａの剥離
が生じにくく、カム２０並びにローラフォロワーの寿命
が大幅に向上する。

【００２５】また、外輪３の外周面３ａとカム面２０ａ
に定常的に供給されるグリースは、外輪３の外周面３ａ
を１８０°にわたって覆い、かつ、同じくその側面を実
質的に２７０°にわたって覆うカバー４の存在によっ
て、外部に飛散することが抑制される。すなわち、外輪
３の外周面３ａおよびカム面２０に付着したグリース
は、これらの回転による遠心力によって面の接線方向に
飛散するが、カム２０の直径（平均直径）はローラフォ
ロワーの外輪３の直径に比して例えば１０倍程度大き
く、従ってカム２０の回転数はローラフォロワーの外輪
３の１０分の１程度であり、ローラフォロワーの外輪３
の表面に付着したグリースに比してカム面２０ａの表面
に付着したグリースは飛散しにくく、ローラフォロワー
側にカバー４を装着することによって、外部へのグリー
スの飛散を大幅に抑制することができる。つまり、回転
体の表面の物体（質量ｍ）に作用する遠心力は、回転半
径をｒ、回転角速度をωとするとｍｒω² であり、回転
半径が１乗であるのに対して回転角速度が２乗で影響す
る。従ってカム２０の平均直径がローラフォロワーの外
輪３の直径の１０倍であるとすれば、グリースに作用す
る遠心力はローラフォロワーの外輪３の外周面３ａがカ
ム面２０ａに対して１０倍の大きさを持ち、通常のカム
機構におけるカム２０の常識的な回転数にあっては、ロ
ーラフォロワーの外輪３に付着したグリースの飛散のみ
を考慮すれば足りる。そして、その外輪３はその外周面
３ａが１８０°の範囲でカバー４によって覆われている
ため、そこに付着したグリースの飛散はカバー４が無い
場合に比して１／２に抑制されると同時に、カバー４で
覆われていない外周面３ａから飛散したグリースは、対
向するカム面２０に当たるため、外部への飛散は殆どな
い。

【００２６】以上の実施の形態の効果を確認するため、
カム２０として、平均直径２０８ｍｍ、材質ＳＣＭ４４
０の表面を高周波焼き入れによりそのカム面２０ａの硬
度をＨＲＣ５５〜５８、その表面粗さをＲｍａｘ３ｓ以
下としたものを用い、カムフォロワーとしてはその外輪
３の直径を４０ｍｍ、材質ＳＵＪ２、その外周面３ａの
硬度をＨＲＣ６０〜６３のものを用いて、両者間の押し
つけ力を１００ｋｇｆ、カム２０の回転数を２００ｒｐ
ｍとして実験を行った。

【００２７】カムフォロワーのカタログによる基本動定
格荷重は１５００ｋｇｆ、最大回転数７０００ｒｐｍ、
定格寿命の計算値は５０００Ｈであるが、外輪３の外周
面３ａとカム面２０ａとの間を無潤滑とした状態では、
僅か２０Ｈで外輪３の外周面３ａに剥離の発生が認めら
れた。一方、同条件において、上記した本発明の実施の
形態のカバー４を装着したものを用いたところ、当初に
潤滑油剤溜まりＧ内にグリースを供給しておくことによ
り、３００Ｈの連続運転によっても全く異常は認められ
なかった。

【００２８】また、以上の実施の形態において特に注目
すべき点は、カバー４がカムフォロワーの軸１に固着さ
れている点と、そのカバー４により形成される潤滑油剤
溜まりＧが、ニードルローラ２への潤滑油剤供給路１ｈ
に対して連通している点であり、これらによって、カム
フォロワーを装着する従動節本体１０等、カム機構を形
成する他の部材に対して何ら特別の加工等を施すことな
く、機械要素としてのカムフォロワー自体の構造によ
り、言わば自己完結的に上記した作用効果を奏すること
ができる。

【００２９】なお、カバー４による外輪３の被覆範囲は
上記のように１８０°のほか、任意の角度とすることが
でき、その被覆範囲を大きくすればするほど、グリース
の飛散防止効果は向上するものの、余り大きくすると、
カム機構の圧力角の設定のいかんによってはカバー４が
カム面２０ａに接触する恐れがある。通常のカム機構に
おける圧力角の限度は約４５°程度であることから、少
なくとも±４５°の範囲にわたって外輪外周面３ａを露
呈させておくことが好ましく、従ってカバー４による外
輪３の被覆範囲の上限は２７０°程度とすることが望ま
しい。

【００３０】また、カバー４による外輪３の被覆位置
は、少なくとも外輪３の外周面３ａであればよいが、上
記のように側面部分をも覆うことによって、潤滑油剤の
飛散防止効果は向上するとともに、潤滑油剤溜まりＧの
体積が増すが故に、グリース等の潤滑油剤の補給インタ
ーバルを長くすることができて好適である。

【００３１】更に、本発明において、カバー４を固着す
る位置は、上記した例のように軸１の端面部に限定され
ず、例えばローラフォロワーを装着するためのカムレバ
ー等の従動節本体１０としてもよい。その例を図２に示
す。この例においては、カバー４の周囲にフランジ部４
１を形成し、そのフランジ部４１に複数の貫通孔を形成
する一方、カム従動節本体１０には、軸１の固着用の孔
１０ａを中心として、フランジ部４１の各貫通孔に対応
する位置に雌ねじを形成し、その各ねめじに各貫通孔を
介してそれそれボルト４１ａをねじ込むことによって、
カバー４を従動節本体４に固着している。この例におい
て、カバー４はフランジ部４１を設ける点を除いては先
の例と同等であり、カバー４と外輪３の外周面３ａ並び
に側面との間に、先の例と同等の潤滑油剤溜まりＧが形
成される。

【００３２】更に、本発明は潤滑油剤溜まりＧにグリー
スを充填するほか、図３に部分縦断面図で例示するよう
に、カバー４と外輪３との間に形成される潤滑油剤溜ま
りＧ内をフェルト等の吸油性軟質材料５を充填し、その
吸油性軟質材料５に潤滑油剤を含ませる構成を採用する
ことができる。この場合、潤滑油剤としてグリースより
も粘度の低い任意の潤滑油を使用することができる。た
だし、この場合、ニードルローラ２の潤滑油剤としての
グリースとは別の潤滑油剤を用意する必要があるととも
に、吸油性軟質材料５への潤滑油剤の供給は、グリース
の供給路を使用できない点を留意して、別途供給路を形
成する必要がある。

【００３３】また、本発明が対象としているローラフォ
ロワーは、一般に、カムフォロワーとしてのみならず、
例えは直進機構における転がり接触部、例えば車輪や物
品を移動させるための転がり案内面等、に用いられる
が、本発明の思想は、このような転がり直進機構におけ
る転がり接触部としての使用にも全く同様に適用するこ
とができることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ローラフォロワーの外輪の少なくとも外周面の一部を所
定の空隙を介してカバーによって覆うことによって潤滑
油剤溜まりを形成しているので、カム機構の駆動によっ
て潤滑油剤溜まりに溜められている潤滑油剤が定常的に
ローラフォロワーの外輪外周面に供給され、その外周面
とカム面との間が常に潤滑状態となる。その結果、ロー
ラフォロワーの外輪外周面並びにカム面の剥離が生じに
くく、カムフォロワー並びにカムの実質的な寿命が大幅
に向上する。しかも、潤滑油剤溜まりからカムフォロワ
ー外輪外周面およびカム面に供給される潤滑剤の飛散
は、ローラフォロワーの外輪を覆うカバーの存在によっ
て殆ど飛散せず、周囲を汚すことも少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明図で、正面図（Ａ）
とその縦断面図（Ｂ）

【図２】本発明の他の実施の形態を示す正面図

【図３】本発明の更に他の実施の形態を示す部分縦断面
図

【符号の説明】

１ 軸 １ａ 軌道面 １ｆ 雌ねじ １ｈ 潤滑油剤供給路 ２ ニードルローラ ３ 外輪 ３ａ 外周面 ４ カバー ４ａ 側面 ４ｂ 平坦面 ４ｄ ワッシャ ４ｅ ボルト ５ 吸油性軟質材料 １０ 従動節本体 ２０ カム ２０ａ カム面 Ｇ 潤滑油剤溜まり

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カム機構の従動節本体に固着される軸
   と、その軸に対して複数の転動体を介して回動自在に支
   承され、外周面がカム面に当接する外輪を備えてなるロ
   ーラフォロワーにおいて、少なくとも外輪の外周面の一
   部を覆うカバーを有し、そのカバーと外輪外周面との間
   に潤滑油剤溜まりとしての空隙が形成されていることを
   特徴とするローラフォロワー。
2. 【請求項２】 上記カバーは、上記外輪外周面を１８０
   °以上の範囲で覆っていることを特徴とする、請求項１
   に記載のローラフォロワー。
3. 【請求項３】 上記カバーが、外輪の側面の一部および
   軸の端面の一部をも覆っていることを特徴とする、請求
   項１または２に記載のローラフォロワー。
4. 【請求項４】 上記カバーが上記軸の端面に固着されて
   いることを特徴とする、請求項１，２または３に記載の
   ローラフォロワー。
5. 【請求項５】 上記カバーが上記従動節本体に固着され
   ていることを特徴とする、請求項１，２または３に記載
   のローラフォロワー。
6. 【請求項６】 上記カバーと外輪外周面との間に形成さ
   れる潤滑油剤溜まりとしての空隙が、上記外輪と軸との
   間隙を介して、上記軸の軸心に沿って形成された潤滑油
   剤供給路と連通していることを特徴とする、請求項１，
   ２，３，４または５に記載のローラフォロワー。
7. 【請求項７】 上記潤滑油剤溜まりとしての空隙が、吸
   油性軟質材料で満たされていることを特徴とする、請求
   項１，２，３，４，５または６に記載のローラフォロワ
   ー。