WO2004038255A1 - カム装置 - Google Patents

Description

2002/011003

1 明 細 書 力ム装置 技術分野

本発明は、カムを主体とする装置構成と してエコロジー化を確保 する一方で、高回転 トルクの伝達が可能であり ながら小型である と と もに、 かつ高速運転を実現するこ とができて、 重量物を扱う A P C装置などの各種機械装置のベースマシンと して好ま しく適用す ることができるカム装置に関する。 背景技術

各種工作機械に適用されている従来の自動パレッ ト交換装置（A p c装置） にあつ τは、 ノ レツ ト、 そしてまたその上に搭載される ワークが相当の重量を有するこ とから、パレツ トを昇降させる リ フ ド動作には油圧装置が用いられる一方で、パレッ トを旋回させる回 転動作にはウォームギヤ機構が用いられ、これら油圧装置およびゥ オームギヤ機構によ り重量物を扱う に必要な大きな出力を得る よ うにしている。

他方、 A P C装置と同様な運動を出力するものと して、 軽量なヮ ークを対象と したピッ クアン ドプレース装置や自動工具交換装置 ( A T C装置） が知られている。 これらピックアン ドプレース装置 などはカムを主体と して構成されていて、具体的には入力軸にロー ラギヤカムなどの回転変換用カムを設けると と もに、当該回転変換 用カムに一体的に溝カムを形成した り あるいは入力軸に別途板力 ムを組み付けるなどしてリ フ ト生成用カムを設けるよ う にし、回転 変換用カムの回転出力をターレッ トを介して出力軸に入力し、かつ またリ フ ト用カムの リ フ ト出力をレバーを介して出力軸に入力す ることで、出力軸にリ フ ト動作と回転動作とを行わせるよ う になつ ている。

そして特にターレツ ト と出力軸とは、両者間での回転伝達を確保 しつつ出力軸のリ フ ト動作を許容するために、スプライ ン結合され ていて、 これによ り 出力軸はターレッ トで回転動作されながら、 こ れと干渉するこ となく レバーによってリ フ ト動作されるよ う にな つている （実開昭 6 3 — 1 2 1 8 5 2号公報参照） 。

と ころで、 従来の A P C装置では、 油圧装置がオイルを利用する ために作業環境が悪化するという課題があった。 すなわち、 油圧装 置ではそのメ ンテナンス作業が煩雑であるこ とに加えて、漏洩した り飛散したオイルを処理する設備を工場施設と して備える必要が あり 、 さ らに使用後のオイルの廃棄処分に際しても適切な対応が求 められることになる。 このよ う に、 油圧装置を備えた従来の A P C 装置には種々の課題があり 、現在の環境問題に対する社会的要請も 相俟って、環境改善に資するエコ ロジー技術と してこのよ う な油圧 装置を用いることのない装置の開発が望まれている。

また、 従来の A P C装置では、 駆動形態が異なる油圧装置による リ フ ト動作と ウォームギヤ機構による回転動作と 'を的確に同期さ せることが困難であり、 従ってリ フ ト動作から回転動作へ、 そして また回転動作から リ フ ト動作への切替時にはこれら油圧装置およ びウォームギヤ機構双方をー且停止させる必要があって、装置運転 の高速化が難しいという課題もあった。

このよ うな油圧装置の採用、そしてまたリ フ ト動作および回転動 作を出力させるためにこれら油圧装置と ウォームギヤ機構と を組 み合わせた従来の A P C装置の課題の解決にあたっては、上述した カムを主体とする従来のピックアン ドプレース装置などの構成を そのまま流用するこ とが考えられる。 この場合、 重量物を取り扱う ことができるよ う に、 入力軸や出力軸、 アーム、 ターレツ トなどの 構成部品を大型化する必要がある。

特に、 ピックアン ドプレース装置などでは、 軽量なワーク を対象 と していることから必要回転 トルクは小さ く てよく 、このためリ フ ト動作を考慮して回転 トルク の伝達を出力軸と ターレッ トのスプ ライン結合によっている。 しかしながら、 スプライン結合では、 重 量物を极うのに必要な高 トルクの回転を伝達するこ とは難しく 、ま たスプライン結合をそのまま適用する場合には、ターレッ トおよび 出力軸を相当大型化する必要があり、このこ とも相俟って装置がき わめて大型化してしま う という課題があった。このよ うに A P C装 置自体が大型化する と、これを据え付ける工場設備の基礎も堅牢な ものにする必要が生じたり 、駆動源も大出力のものが要求されるこ とになるという課題があった。

以上の課題は、 A P C装置を例にとって説明したが、 リ フ ト動作 および回転動作双方の運動を出力して重量物を扱う大型の機械装 置においては共通の課題であった。

そこで、 本発明はかかる従来の課題に鑑みてなされたもので、 力 ムを主体とする装置構成と してエコロジー化を確保する一方で、高 回転 トルクの伝達が可能であり ながら小型である と と もに、かつ高 速運転を実現するこ とができて、重量物を扱う A P C装置などの各 種機械装置のベースマシンと して好ま しく適用するこ とができる カム装置を提供することを目的とする。 発明の開示

かかる 目的を達成するために本発明のカム装置にあっては、回転 駆動される入力軸に設けた回転変換用カムおよびリ フ ト生成用力 ムそれぞれから出力される回転運動およぴリ フ ト運動が入力され て回転動作およびリ フ ト動作される出力軸を有するカ ム装置にお いて、 上記出力軸には、 上記回転変換用カムから出力される回転運 動を該出力軸に入力するターレ ツ トが一体に形成されているこ と を特徴とする。

また、前記ターレ ツ トを含む前記出力軸は中空筒体状に形成され、 該出力軸内に、その回転動作おょぴリ フ ト動作をガイ ドするガイ ド 体が挿入されていることを特徴とする。

さ らに、前記リ フ ト生成用カムが出力する リ フ ト運動を前記出力 軸に入力する リ フ ト手段が、該出力軸を両側から挟み込んで一対設 けられることを特徴とする。

また、 回転変換用カムを有して回転駆動される入力主軸と、 該入 力主軸と併設され、回転伝達手段を介して該入力主軸の回転が伝達 されて当該入力主軸と同期回転される入力副軸と、上記入力主軸に 設けられた少なく と も 2 つの主軸側リ フ ト生成用カムと、上記入力 副軸に設けられた少なく とも 2つの副軸側リ フ ト生成用カムと、こ れら少なく と も 4 つの副軸側リ フ ト生成用カムおよび主軸側リ フ ト生成用カムから出力される リ フ ト運動が入力されて リ フ ト され る リ フ トプレー ト と、上記回転変換用カムよ り 出力される回転運動 が入力されて回転されるターレツ ト と、これらターレ ツ トおよぴリ フ トプ レー トそれぞれから回転運動およびリ フ ト運動が入力され て回転動作およびリ フ ト動作される出力軸とを備える と と もに、該 出力軸には、これに回転運動を入力する上記ターレ ッ トが一体に形 T/JP2002/011003

成されていることを特徴とする。

また、前記ターレ ツ トを含む前記出力軸は中空筒体状に形成され、 該出力軸内に、その回転動作およびリ フ ト動作をガイ ドするガイ ド 体が挿入されていることを特徴とする。

図面の簡単な説明

図 1 は 、本発明にかかるカム装置を A P C装置に適用した場合の好 適な一実施形態を示す側断面図である。

図 2は 、 図 1 の A P C装置の平面断面図である。

図 3は 、 図 1 の A P C装置の外観斜視図である。

図 4は 、図 1 の A P C装置の出力軸の上昇リ フ ト状態を示す部分拡 大側断面図である。

図 5は 、図 1 の A P C装置の環状係合溝およびターレ ツ ト部分の拡 大正面図である。

図 6は 、図 1 の A P C装置に適用されるローラギヤカムと板カムの タィ ング線図である。

図 7は 、 図 1 の A P C装置の作動を説明するための説明図である。 図 8は 、本発明にかかるカム装置を A P C装置に適用した場合の好 適な一実施形態を示す側断面図である。

図 9は 、 図 8の A P C装置の平面断面図である。

図 1 0は、 図 8の A P C装置の外観斜視図である。

図 1 1 は、図 8の A P C装置の出力軸の下降リ フ ト状態を示す側断 面図でめ 。

図 1 2は、図 8の A P C装置に適用されるローラギヤカムと板カム のタィ ミング線図である。

図 1 3は、図 8の A P C装置の作動を説明するための説明図である 発明を実施するための最良の形態 第 1実施形態

以下に、 本発明にかかるカム装置の好適な第 1実施形態を、 添付 図面を参照して詳細に説明する。図 1〜図 7に示した実施形態-にあ つては、 カム装置を A P C装置 1 に適用した場合が示されている。 据付脚部 2 を有する筐体状のハウジング 3には、水平方向に入力軸 4が設けられる と と もに、入力軸 4に隣接させてこれと交差する上 下方向に、回転動作およびリ フ ト動作される出力軸 5が設けられる。 入力軸 4は、その両端が軸受部材 6 を介してハウジング 3 に回転 自在に支持され、図示しない回転駆動源によって一方向へ連続的に 回転駆動されるよ う になっている。 この入力軸 4には、 回転変換用 カムと して、 入力軸 4の一方向連続回転から、 回動と停止を繰り返 す間欠回転運動を生成するローラギヤカム 7が設けられる。この口 ーラギヤカム 7は、出力軸 5 に設けられた後述するターレツ ト 8の 回転伝達用カムフォロワ 9 と係脱自在に係合され、当該回転伝達用 カムフォロ ワ 9 を介してそのカムプロフィールに従う 間欠回転運 動をターレツ ト 8に出力するよ うになつている。

また入力軸 4 には、 リ フ ト生成用カムと して、 入力軸 4の一方向 連続回転から リ フ ト運動を生成する板カム 1 0がローラギヤカム 7の両側に一対設けられる。これら板カム 1 0は同一カムプロフィ ールで、 かつ入力軸 4周 り に同一の位相で設けられる。 本実施形態 にあっては、これら板カム 1 0はローラギヤカム 7の両側面を加工 するこ とによって、当該ローラギヤカム 7に一体的に形成されてい る。 板カム 1 0は必要に応じて、 ローラギヤカム 7 と別体で入力軸 4に取り付けるよ うにしてもよい。

これら板カム 1 0は、ハウジング 3の内壁に支点ピン 1 1 を介し て一端部が支持されたリ フ ト手段と しての揺動アーム 1 2 の中央 部に設けられた揺動アーム用カムフォロ ワ 1 3 と係合され、 リ フ ト 運動を生成する板カム 1 0 のカムプロ フィールに従って摇動ァ一 ム 1 2の他端部を上下方向に往復動させるよ う になつている。そし て板カム 1 0 と ローラギヤカム 7 と を同じ入力軸 4 に設けている こ とによ り 、これら リ フ ト運動および回転運動のタイ ミ ングは完全 に同期するよ う になっている。

他方、 出力軸 5は中空円筒体状に形成され、 ハウジング 3底部か ら立設された中実円柱状のガイ ド体 1 4に挿入して設けられる。そ して出力軸 5 はこのガイ ド体 1 4 を介してハウジング 3 に対しそ の全体が回転自在かつ上下方向にスライ ド自在に支持され、当該ガ ィ ド体 1 4 によってその回転動作およびリ フ ト動作がガイ ドされ る。 そして、 ハウジング 3から外方へ延出された出力軸 5 の突出端 には、 ワーク Wを搭載するパレツ ト 1 5が取り付けられる。

また出力軸 5 には、その回転方向に沿って環状係合溝 1 6が形成 され、 この環状係合溝 1 6 の上壁と下壁との間には、 これに挟み込 んで揺動アーム 1 2 の他端部に設けられた リ フ ト用カムフォ ロ ヮ 1 7が摺動自在に係合される。 これによ り、 リ フ ト用カムフォロ ワ 1 7は環状係合溝 1 6 内で摺動されて出力軸 5 の回転動作を妨げ ることがない一方で、当該環状係合溝 1 6 に対し上下方向に係合し て板カム 1 0が出力する リ フ ト運動を出力軸 5 に入力するよ う に なっている。 特に、 ローラギヤカム 7両側の一対の揺動アーム 1 2 は図 5 にも示すよ う に、出力軸 5を傾かせるこ となく 直上方向へ安 定的にリ フ ト運動させるベく 、出力軸 5 にその両側からほぼ等しい リ フ ト力を入力するために、当該出力軸 5 をその直径方向に沿つて 水平方向左右両側から挟み込むよ うに配置される。

また出力軸 5 には環状係合溝 1 6 の下方に、ローラギヤカム 7 と 係合する回転伝達用カムフォロ ワ 9 を有するターレツ ト 8が備え られる。 回転伝達用カムフォロワ 9は、 ターレツ ト 8 の周方向に沿 つて等間隔を隔てて設けられている。 これによ り ターレツ ト 8は、 ローラギヤカム 7が出力する間欠回転運動を出力軸 5 に入力する よ う になっている。

そして特にこのターレツ ト 8は、出力軸 5 に対して何らの接合を 行う ことなく 、出力軸 5 そのものの一部分と して当該出力軸 5 と一 体に形成され、 従って、 出力軸 5およびターレツ ト 8 は一つの部品 に作り込まれた機能部分となっていて、当該部品の材質そのものの 高い剛性をもって結合された形態となっている。

なお、ハウジング 3高さを低く抑えるために入力軸 4が揺動ァー ム 1 2 を貫通して設けられる と と もに、支点ピン 1 1周 り に揺動さ れる揺動アーム 1 2には、これが揺動動作する際に入力軸 4 と干渉 しないよ う に、入力軸 4の貫通箇所にその揺動動作の軌跡に沿う長 孔 1 8が形成されている。 また、 ノヽゥジング 3 には、 出力軸 5 の貫 通部分をシールするシール部材 1 9が設けられている。

また図 6および図 7には、一方向に連続回転駆動される入力軸 4 で回転されるローラギヤカム 7および板カム 1 0それぞれから出 力される間欠回転運動およびリ フ ト運動のタイ ミ ング線図および これに従う A P C装置 1 の作動状況が示されている。

入力軸 4が 3 6 0 ° —回転する間において、揺動アーム 1 2を介 して板カム 1 0 によ り 出力軸 5がガイ ド体 1 4 にガイ ドされつつ 上昇リ フ ト動作を行う間 （（a) - (b) ) は、 ローラギヤカム 7は、 入 力軸 4が回転しても回転変位を出力 しない ドエル期間にあってタ 一レツ ト 8は回転停止状態にあり 、 次いで、 出力軸 5 の上昇リ フ ト 動作が完了して停止状態になる と ターレ ツ ト 8 を介してローラギ ャカム 7 によ り 出力軸 5 がガイ ド体 1 4 にガイ ドされつつ 1 8 0 ° の回転動作を行い （（b ) - ( c ) ) 、 次いで、 出力軸 5 の 1 8 0 ° までの回転動作が完了しローラギヤカム 7が ドエル期間に入って ターレ ツ ト 8が回転停止状態になる と板カム 1 0 によ り 出力軸 5 がガイ ド体 1 4にガイ ドされつつ下降リ フ ト動作を行う （（c ) - ( ） よ う になっていて、このよ う な動作が入力軸 4の一回転ごとに繰り 返される。 なお、 下降リ フ ト動作の完了から次回の上昇リ フ ト動作 の開始までの間には、板カム 1 0のカムプロフィールの設定によ り 、 僅かな期間の停止状態（d)が創り 出されるよ うになつている。

従って、 出力軸 5に取り付けられたパレ ツ ト 1 5 は、 入力軸 4 の 一回転目で上昇、 1 8 0 ° の旋回、 下降を行い、 続けて二回転目で 再度上昇、 同方向へ 1 8 0。 の旋回、 下降を行う という、 二回転で 完了する動作を連続的に行う こ とになる。 そしてこの間、 出力軸 5 をリ フ ト させ回転させる入力軸 4は、減速されたり停止されたりす るこ となく 、 等速で連続回転されるよ うになっている。

この一連の作動においては、出力軸 5に一体に形成されたター レ ッ ト 8は当該出力軸 5 と と もに上下にリ フ ト されるこ と となり 、す なわちローラギヤカム 7および板カム 1 0のカムプロフィールに 従ってローラギヤカム 7の ドエル期間中 （このとき、 ローラギヤ力 ム 7 のカムプロ フィールは、 これに係合する回転伝達用カムフォロ ヮ 9が変位を生じない上下方向にまっすぐなものとなっている）に 出力軸 5が上昇リ フ トを完了したときに回転伝達用カムフォロ ワ 9がローラギヤカム 7 に係合してその後のローラギヤカム 7の回 転運動がターレツ ト 8に入力される と ともに、その後のローラギヤ カム 7の ドエル期間中に出力軸 5が下降リ フ トをする と きには回 転伝達用カムフォ ロ ワ 9 がローラギヤカム 7から離脱されるよ う になっている。

なお、 この回転伝達用カムフォロ ワ 9 のローラギヤカム 7 からの 離脱の程度は、 リ フ ト量との関係で調整するこ とができ、 これらの 嚙み合いが完全には外れないよ うに設定しても、あるいは完全に外 れるよ う に設定してもよい。完全に外れるよ う に設定した場合には、 嚙み合いの復元を確実化するために、ターレツ ト 8 も しく は出力軸 5の回転を阻止する回り止めなどを設けることが望ましい。

以上説明した本実施形態にかかるカム装置にあっては、出力軸 5 にターレ ツ ト 8 を一体に形成したので、 リ フ ト運動や回転運動が入 力されるこれら部分を大型化するこ となく相当の剛性を確保する こ とができ、出力軸 5に対し従来と遜色のないリ フ ト動作および回 転動作を保証しつつ、ターレツ ト 8 に高回転 トルクを入力するこ と ができて、 装置構成をコンパク トに維持しながら、 適切に重量物を 扱う ことができる。

また、 油圧装置を排除したカム 7， 1 0を主体と した装置構成で あるので、 メ ンテナンスが容易である と と もに、 エコロジー化に寄 与させることができる。

また、単一の入力軸 4にローラギヤカム 7 と板カム 1 0 とを設け て、当該入力軸 4の回転から回転動作と リ フ ト動作の双方を出力さ せることができるので、これら動作を完全に同期させることができ、 装置運転の高速化を達成することができる。

さ らに、ターレツ ト 8 を一体に備えた出力軸 5 を中空筒体状に形 成し、 その回転動作およぴリ フ ト動作を、 出力軸 5内に挿入したガ ィ ド体 1 4でガイ ドするよ うにしたので、 このガイ ド体 1 4によ り 重量物を扱う 出力軸 5 に加わる負荷を支持しつつその運動を適切 に案内するこ とができて、出力軸 5 の運動安定性を向上させるこ と ができる。

また、 出力軸 5にリ フ ト運動を入力する揺動アーム 1 2 を、 出力 軸 5 を両側から挟み込む配置で一対設けたので、これら揺動アーム 1 2で重量物の荷重負荷を分担しつつ、出力軸 5 を傾かせるこ とな く直上方向へ安定的にリ フ ト運動させるこ とができ、この面からも 出力軸 5の運動安定性を向上させることができる。

上記実施形態にあっては、 リ フ ト生成用カムと して板カム 1 0 を 例示して説明したが、これに代えてローラギヤカム 7 の両側面に溝 カムを凹設して構成するよ う にしてもよい。

また上記実施形態にあっては、本発明にかかるカム装置を A P C 装置 1 に適用した場合を例にとって説明したが、これに限るこ とな く 、 リ フ ト動作および回転動作双方の運動を出力して重量物を扱う 各種の大型機械装置に適用できることはもちろんである。 第 2実施形態

以下に、 本発明にかかるカム装置の好適な第 2実施形態を、 添付 図面を参照して詳細に説明する。図 8〜図 1 3 に示した実施形態に あっては、カム装置を A P C装置 1 0 1 に適用した場合が示されて いる。 据付脚部 1 0 2を有する筐体状のハウジング 1 0 3 には、 入 力主軸 1 0 4 と入力副軸 1 0 5 とが水平方向にかつ間隔を隔てて 互いに平行に併設される と と もに、これら入力主軸 1 0 4 と入力副 軸 1 ◦ 5 との間にはこれらと交差する上下方向に、回転動作および リ フ ト動作される出力軸 1 0 6が設けられる。 入力主軸 1 0 4は、その両端が軸受部材 1 0 7 を介してハウジン グ 1 0 3に回転自在に支持され、図示しない回転駆動源によって一 方向へ連続的に回転駆動されるよ う になっている。入力副軸 1 0 5 は入力主軸 1 0 4 と同径で形成され、その両端が軸受部材 1 0 8 を 介してハウジング 1 0 3に回転自在に支持される。この入力副軸 1 0 5 と入力主軸 1 0 4 との間には、入力主軸 1 0 4 の回転を入力副 軸 1 0 5 に伝達して入力副軸 1 0 5 を入力主軸 1 0 4 と同期回転 させる、すなわち少なく と も同じ回転数で一方向に連続回転させる 回転伝達手段 1 0 9が設けられる。

図示例にあってはこの回転伝達手段 1 0 9は、入力主軸 1 0 4に 設けられこれと一体的に回転される駆動ギヤ 1 1 0 と、ハウジング 1 0 3 に回転自在に支持され駆動ギヤ 1 1 0 に嚙合される第 1 ァ ィ ドルギヤ 1 1 1 と、ハウジング 1 0 3 に回転自在に支持され第 1 アイ ドルギヤ 1 1 1 に嚙合される第 2アイ ドルギヤ 1 1 2 と、入力 副軸 1 0 5 に設けられ第 2アイ ドルギヤ 1 1 2に嚙合されて入力 副軸 1 0 5 を回転駆動する従動ギヤ 1 1 3 とから構成され、駆動ギ ャ 1 1 0 と従動ギヤ 1 1 3 とが同一のもの、 第 1 ·第 2アイ ドルギ ャ 1 1 1 , 1 1 2 も同一のものが用いられて、 入力主軸 1 0 4 と入 力副軸 1 0 5 と を逆方向に等しい回転数で回転させるこ とができ るよ う になっている。入力主軸 1 0 4 と入力副軸 1 0 5 とが異径で あっても、回転伝達手段 1 0 9 のギヤ比を適宜設定するこ とによ り 両者を同期回転させることができることはもちろんである。

入力主軸 1 0 4には、 回転変換用カムと して、 入力主軸 1 0 4 の 一方向連続回転から、回動と停止を繰り返す間欠回転運動を生成す るローラギヤカム 1 1 4が設けられる。このローラギヤカム 1 1 4 は、出力軸 1 0 6 に設けられた後述するターレツ ト 1 1 5 の回転伝 達用カムフォロワ 1 1 6 と係脱自在に係合され、当該回転伝達用力 ムフォロ ワ 1 1 6 を介してそのカムプロフィールに従う間欠回転 運動をターレツ ト 1 1 5に出力するよ うになっている。

入力主軸 1 0 4には、 主軸側リ フ ト生成用カムと して、 入力主軸 1 0 4 の一方向連続回転から リ フ ト運動を生成する板カム 1 1 7 がローラギヤカム 1 1 4の両側にそれぞれ 1つずつ、少なく と も 2 つ設けられる。 これら板カム 1 1 7は同一カムプロフィールで、 か つ入力主軸 1 0 4周 り に同一の位相で設けられる。本実施形態にあ つては、これら板カム 1 1 7はローラギヤカム 1 1 4の両側面を加 ェするこ とによって、当該ローラギヤカム 1 1 4に一体的に形成さ れている。 板カム 1 1 7は必要に応じて、 ローラギヤカム 1 1 4 と 別体で入力主軸 1 0 4に取り付けるよ うにしてもよい。

入力副軸 1 0 5 にも、 副軸側リ フ ト生成用カムと して、 入力副軸 1 0 5 の一方向連続回転から リ フ ト運動を生成する板カム 1 1 8 が入力主軸側の板カム 1 1 7にそれぞれ相対向させて 1つずつ、少 なく と も 2つ設けられる。 これら板カム 1 1 8は、 入力副軸 1 0 5 が入力主軸 1 0 4 と逆回転するこ とから入力主軸側の板カム 1 1 7 を反転させたカムプロフィールでかつ入力副軸 1 0 5周 り に互 いに同一の位相で設けられ、入力主軸 1 0 4および入力副軸 1 0 5 がー回転する間にすベての板カム 1 1 7， 1 1 8が等しいリ フ ト運 動を生成するよ うになっている。

入力主軸 1 0 4 と入力副軸 1 0 5 の回転方向が同じである場合 には、 すべての板カム 1 1 7， 1 1 8は同一カムプロフィールで同 位相で設けられる。また入力主軸 1 0 4 と入力副軸 1 0 5 とが異径 であっても、入力主軸 1 0 4 と入力副軸 1 0 5それぞれの板カム 1 1 7， 1 1 8 のカムプロフィールを適宜設定するこ とによってすべ T/JP2002/011003

14 ての板カム. 1 1 7 , 1 1 8 に等しいリ フ ト運動を生成させるこ とが できることはもちろんである。そして入力主軸側の板カム 1 1 7 と ローラギヤカム 1 1 4 とが同じ入力 ί軸 1 0 4に設けられ、かつま た入力副軸側の板カム 1 1 8 は入力副軸 1 0 5が入力主軸 1 0 4 と同期回転されるこ とによ り、これら リ フ ト運動と回転運動のタイ ミ ングは完全に同期するよ うになっている。

他方、 出力軸 1 0 6は中空円筒体状に形成され、 ハウジング 1 0 3底部から立設された中実円柱状のガイ ド体 1 1 9 に挿入して設 けられる。そして出力軸 1 0 6 はこのガイ ド体 1 1 9 を介してハウ ジング 1 0 3 に対しその全体が回転自在かつ上下方向にスライ ド 自在に支持され、当該ガイ ド体 1 1 9によってその回転動作および リ フ ト動作がガイ ドされる。

この出力軸 1 0 6 には、その軸方向ほぼ中間部に位置させてリ フ トプレー ト 1 2 0が設けられる。 この リ フ トプレー ト 1 2 0 は、 入 力主軸'入力副軸間の幅がローラギヤカム 1 1 4 と干渉しない外形 寸法で形成される と と もに、 その四隅にはそれぞれ板カム 1 1 7 , 1 1 8 の直上に達するアーム部 1 2 1 がー体的に形成され、これら アーム部 1 2 1 の先端には、互いに等しいリ フ ト運動を生成する各 板カム 1 1 7 , 1 1 8 と係合する リ フ ト用カムフォロワ 1 2 2が設 けられる。 これによ り、 板カム 1 1 7 , 1 1 8のカムプロフィール に従う リ フ ト運動がリ フ ト用カムフォロ ワ 1 2 2 を介して リ フ ト プレー ト 1 2 0 に入力されて リ フ トプレー ト 1 2 0 は水平状態を 保ったまま リ フ ト され、そしてこのリ フ ト運動がリ フ トプレー ト 1 2 0から出力軸 1 0 6 に入力されて、出力軸 1 0 6は傾く こ となく 直上方向へ安定的にリ フ ト動作されるよ うになっている。

出力軸 1 0 6 の上端部にはこれを覆う よ う にしてリ ング状部材 1 2 3が設けられ、このリ ング状部材 1 2 3の下端と出力軸 1 0 6 周 り に形成されたリ フ トプレー ト 1 2 0 の環状凹部 1 2 4 との間 には、 リ フ ト運動伝達時にリ フ ト プレー ト 1 2 0 と出力軸 1 0 6 と の間に発生するスラス トを支持しつつ、 リ フ トプレー ト 1 2 0に対 する出力軸 1 0 6 の相対回転を許容するために、ス ラ ス ト軸受 1 2 5が介設される。 そして、 出力軸 1 0 6上端部のリ ング状部材 1 2 3には、ワーク Wを搭載するパレ ツ ト 1 2 6がポル トで取り付けら れると と もに、こ のパレッ ト 1 2 6 の旋回運動およびリ フ ト運動を 安定化させるために、ガイ ド体 1 1 9の上端 1 2 7がリ ング状部材 1 2 3 を貫通して、ノ、。 レツ ト 1 2 6 の旋回中心に形成された孔部 1 2 8に回転自在かつ上下方向に相対移動自在に係合されている。 また出力軸 1 0 6 には、 リ フ トプレー ト 1 2 0 の下方に、 ローラ ギヤカ ム 1 1 4 と係合する回転伝達用カ ムフォ ロ ワ 1 1 6 を有す るターレ ツ ト 1 1 5が備えられる。回転伝達用カムフォ ロ ワ 1 1 6 は、ターレ ツ ト 1 1 5 の周方向に沿って等間隔を隔てて設けられて いる。 これによ り ターレッ ト 1 1 5は、 ローラギヤカム 1 1 4が出 力する間欠回転運動を出力軸 1 0 6 に入力するよ う になっている。

そして特にこのターレツ ト 1 1 5は、出力軸 1 0 6 に対して何ら の接合を行う こ となく 、出力軸 1 0 6 そのも のの一部分と して当該 出力軸 1 0 6 と一体に形成され、 従って、 出力軸 1 0 6およびター レ ツ ト 1 1 5 は一つの部品に作り込まれた機能部分となっていて、 当該部品の材質その ものの高い剛性をもって結合された形態とな つている。 なお、 ハウジング 1 0 3 には、 出力軸 1 0 6 の貫通部分 をシールするシール部材 1 2 9が設けられている。

また図 1 2および図 1 3には、一方向に連続回転駆動される入力 主軸 1 0 4で回転駆動されるローラギヤカム 1 1 4および板カム 1 1 7 , 1 1 8それぞれから出力される間欠回転運動およびリ フ ト 運動のタイ ミ ング線図およびこれに従う A P C装置 1 0 1 の作動 状況が示されている。

入力主軸 1 0 4が 3 6 0 ° —回転する間において、 リ フ トプレー ト 1 2 0 を介して板カム 1 1 7， 1 1 8によ り 出力軸 1 0 6がガイ ド体 1 1 9 にガイ ドされつつ上昇リ フ ト動作を行う間 （（a) - (b ) ) は、 ローラギヤカム 1 1 4は、 入力主軸 1 0 4が回転しても回転変 位を出力 しなレヽ ドエル期間にあってターレツ ト 1 1 5 は回転停止 状態にあり 、 次いで、 出力軸 1 ◦ 6 の上昇リ フ ト動作が完了して停 止状態になる と ターレ ツ ト 1 1 5 を介してローラギヤカム 1 1 4 によ り 出力軸 1 0 6 がガイ ド体 1 1 9 にガイ ドされつつ 1 8 0 ° の回転動作を行い （（b ) _ ( c ) ) 、 次いで、 出力軸 1 0 6 の 1 8 0 ° までの回転動作が完了しローラギヤカム 1 1 4が ドエル期間に入 つてターレツ ト 1 1 5が回転停止状態になる と板カム 1 1 7， 1 1 8 によ り 出力軸 1 0 6がガイ ド体 1 1 9 にガイ ドされつつ下降リ フ ト動作を行う （（c ) - ( ） よ う になつていて、 このよ う な動作が 入力主軸 1 0 4 の一回転ごとに繰り返される。 なお、 下降リ フ ト動 作の完了から次回の上昇リ フ ト動作の開始までの間には、板カム 1 1 7 , 1 1 8のカムプロフィールの設定によ り、 僅かな期間の停止 状態（d)が創り 出されるよ うになつている。

従って、 出力軸 1 0 6 に取り付けられたパレ ツ ト 1 2 6 は、 入力 主軸 1 0 4の一回転目で上昇、 1 8 0 ° の旋回、 下降を行い、 続け て二回転目 で再度上昇、 同方向へ 1 8 0 ° の旋回、 下降を行う とい う、 二回転で完了する動作を連続的に行う こ とになる。 そしてこの 間、出力軸 1 0 6 をリ フ ト させ回転させる入力主軸 1 0 4およぴ入 力副軸 1 0 5は、 減速されたり停止されたりするこ となく 、 等速で 連続回転されるよ うになっている。

この一連の作動においては、出力軸 1 0 6に一体に形成されたタ 一レツ ト 1 1 5 は当該出力軸 1 0 6 と と もに上下にリ フ ト される こと となり 、 すなわちローラギヤカム 1 1 4および板カム 1 1 7， 1 1 8 のカムプロフィ一/レに従ってローラギヤカム 1 1 4 の ドエ ル期間中（このとき、ローラギヤカム 1 1 4のカムプロフィールは、 これに係合する回転伝達用カムフォロ ワ 1 1 6 が変位を生じない 上下方向にまっすぐなものとなっている）に出力軸 1 0 6が上昇リ フ トを完了したと きに回転伝達用カムフォロ ワ 1 1 6 がローラギ ャカム 1 1 4 に係合してその後のローラギヤカム 1 1 4 の回転運 動がターレツ ト 1 1 5に入力される と ともに、その後のローラギヤ カム 1 1 4の ドエル期間中に出力軸 1 0 6が下降リ フ トをする と きには回転伝達用カムフォロ ワ 1 1 6 がローラギヤカム 1 1 4か ら離脱されるよ うになつている。

なお、この回転伝達用カムフォロワ 1 1 6のローラギヤカム 1 1 4からの離脱の程度は、 リ フ ト量との関係で調整することができ、 これらの嚙み合いが完全には外れないよ う に設定しても、あるいは 完全に外れるよ う に設定してもよい。完全に外れるよ う に設定した 場合には、 嚙み合いの復元を確実化するために、 ターレツ ト 1 1 5 も しく は出力軸 1 0 6 の回転を阻止する回り止めなどを設けるこ とが望ましい。

以上説明した本実施形態にかかるカム装置にあっては、互いに同 期回転される入力主軸 1 0 4および入力副軸 1 0 5 に備えた少な く と も 4つの板カム 1 1 7 , 1 1 8 によって リ フ トプレー ト 1 2 0 にリ フ ト運動を入力して出力軸 1 0 6 を リ フ ト動作させるよ う に したので、 これら板カム 1 1 7 , 1 1 8で重量物の荷重負荷を分担 しつつ、出力軸 1 0 6 を傾かせるこ となく直上方向へ安定的にリ フ ト運動させるこ とができ、重量物の負荷が加わる出力軸 1 0 6 の運 動安定性を向上させることができる。

また、 出力軸 1 0 6 にターレツ ト 1 1 5 を一体に形成したので、 リ フ ト運動や回転運動が入力されるこれら部分を大型化するこ と なく相当の剛性を確保するこ とができ、出力軸 1 0 6 に対し従来と 遜色のなレヽリ フ ト動作および回転動作を保証しつつ、ターレツ ト 1 1 5 に高回転トルクを入力するこ とができて、装置構成をコンパク トに維持しながら、 適切に重量物を扱う ことができる。

また、 油圧装置を排除したカム 1 1 4 , 1 1 7， 1 1 8 を主体と した装置構成であるので、 メ ンテナンスが容易である と ともに、 ェ コロジ一化に寄与させるこ とができる。 また、 入力主軸側の板カム 1 1 7 と ローラギヤカム 1 1 4 とが同じ入力主軸 1 0 4 に設けら れ、かつまた入力副軸側の板カム 1 1 8は入力副軸 1 0 5が入力主 軸 1 0 4 と同期回転されるこ とによ り、これら リ フ ト運動と回転運 動のタイ ミ ングを完全に同期させるこ とができ、装置運転の高速化 を達成することができる。

さ らに、ターレツ ト 1 1 5 を一体に備えた出力軸 1 0 6 を中空筒 体状に形成し、 その回転動作およびリ フ ト動作を、 出力軸 1 0 6 内 に挿入したガイ ド体 1 1 9でガイ ドするよ う にしたので、このガイ ド体 1 1 9 によ り重量物を扱う 出力軸 1 0 6 に加わる負荷を支持 しつつその運動を適切に案内するこ とができて、出力軸 1 0 6の運 動安定性を向上させるこ とができる。 また、 ノ、ウジング 1 0 3に設 けたガイ ド体 1 1 9 をパレツ ト 1 2 6 に係合させるよ う にしたの で、パレツ ト 1 2 6の旋回およびリ フ トの運動安定性を向上させる ことができる。 上記実施形態にあっては、 リ フ ト生成用カムと して板カム 1 1 7 , 1 1 8 を例示して説明したが、これに代えて溝カムを採用してもよ い。 また上記実施形態にあっては、 本発明にかかるカ ム装置を A P C装置 1 0 1 に適用した場合を例にとって説明したが、これに限る こ となく 、 リ フ ト動作および回転動作双方の運動を出力して重量物 を扱う各種の大型機械装置に適用できることはもちろんである。 産業上の利用可能性 以上、 本発明にかかるカム装置にあっては、 カムを主体とする装 置構成と してエコロジー化を確保できると ともに、出力軸にター レ ッ トを一体に形成したこ とで高回転 トルク の伝達が可能であ り な がら装置の小型化を達成でき、かつ単一の入力軸回転でリ フ ト運動 と回転運動を出力させるこ とができて高速運転を実現するこ とが でき、重量物を扱う A P C装置などの各種機械装置のベースマシン と して好ま しく適用することができる。

また、 ガイ ド体によ り 、 重量物を扱う出力軸の運動を適切に案内 することができて、 その運動安定性を向上させることができる。

さ らに、 出力軸を両側から挟んで一対設けたリ フ ト手段によ り 、 重量物の荷重負荷を一対のリ フ ト手段で分担して支持させつつ、出 力軸の運動安定性を向上させることができる。

また、 本発明にかかるカム装置にあっては、 カム.を主体とする装 置構成と してェコロジー化を確保できると と もに、出力軸にター レ ッ トを一体に形成したこ とで高回転 トルク の伝達が可能であ り な がら装置の小型化を達成でき、かつ入力主軸の回転から リ フ ト運動 と回転運動を出力させるこ とができて高速運転を実現するこ とが でき、さ らに少なく と も 4 つのリ フ ト生成用カムで荷重負荷分担し て重量物を適切に荷重支持することができて、重量物を极ぅ A P C 装置などの各種機械装置のベースマシンと して好ま しく適用する ことができる。

また、 かかるカム装置においても、 ガイ ド体によ り 、 重量物を扱 う出力軸の運動を適切に案内することができて、その運動安定性を 向上させることができる。

Claims

請 求 の 範 囲 1 . 回転駆動される入力軸に設けた回転変換用カムおよびリ フ ト 生成用カムそれぞれから出力される回転運動およびリ フ ト運動が 入力されて回転動作およびリ フ ト動作される出力軸を有するカム 装置において、

上記出力軸には、上記回転変換用カムから出力される回転運動を 該出力軸に入力するターレツ トが一体に形成されているこ とを特 徴とするカム装置。

2 . 前記ターレツ トを含む前記出力軸は中空筒体状に形成され、 該出力軸内に、その回転動作およびリ フ ト動作をガイ ドするガイ ド 体が挿入されているこ と を特徴とする請求の範囲第 1項に記載の 力ム装置。

3 . 前記リ フ ト生成用カムが出力する リ フ ト運動を前記出力軸に 入力する リ フ ト手段が、該出力軸を両側から挟み込んで一対設けら れるこ と を特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の力 ム装置。

4 . 回転変換用カムを有して回転駆動される入力主軸と、 該入力 主軸と併設され、回転伝達手段を介して該入力主軸の回転が伝達さ れて当該入力主軸と同期回転される入力副軸と、上記入力主軸に設 けられた少なく と も 2つの主軸側リ フ ト生成用カムと、上記入力副 軸に設けられた少なく と も 2つの副軸側リ フ ト生成用カムと、これ ら少なく と も 4つの副軸側リ フ ト生成用カムおょぴ主軸側リ フ ト 生成用カムから出力される リ フ ト運動が入力されて リ フ ト される リ フ トプレー ト と、上記回転変換用カムよ り 出力される回転運動が 入力されて回転されるターレツ ト と、これらターレツ トおよびリ フ トプレー トそれぞれから回転運動およびリ フ ト運動が入力されて 回転動作およびリ フ ト動作される出力軸とを備える と と もに、該出 力軸には、これに回転運動を入力する上記ターレッ トが一体に形成 されていることを特徴とするカム装置。

5 . 前記ターレツ トを含む前記出力軸は中空筒体状に形成され、 該出力軸内に、その回転動作おょぴリ フ ト動作をガイ ドするガイ ド 体が挿入されているこ と を特徴とする請求の範囲第 4項に記載の カム装置。