(57)【要約】【課題】板カムとカム位置を伝達するレバーによるカム装置において、板カムをリブカムとし、かつ、リブの厚さ寸法を均等にする。【解決手段】リブカムにおいてカムを形成するリブ１９を均等な厚さとし、これの内面と外面に接する内外のカムローラー２３，２４を揺動ブロック２５に取付け、さらに揺動ブロック２５をカム位置を伝達するレバー８へ揺動可能に取付けてカム装置２２とする。同様なカム装置２２，２６を、一方はＸ軸方向の移動生成用として、他方をＺ軸方向の移動生成用として機体９の基軸１０に固定し、基軸１０を駆動回転することでエンドツール４を門方に繰り返し移動させるＰＰＵ  １とする。【選択図】図１４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動回転される回転基板とこの基板の回転面から直交するように突出した均等な厚さのリブで形成されたリブカムと、リブカムの内面に接する内カムローラーと外面に接する外カムローラー及びカム位置を伝達するレバーを備え、内カムローラーと外カムローラーとはリブの厚さ寸法と同じ間隔をとって揺動ブロックに取付けられ、揺動ブロックがレバーへ揺動可能に軸支されていることを特徴としたカム装置。
【請求項２】
揺動ブロックが内カムローラー又は外カムローラーのうち一方の回転軸を揺動軸としてカム位置を伝達するレバーに軸支されていることを特徴とした請求項１に記載のカム装置。
【請求項３】
Ｘ軸方向移動とＺ軸方向移動を組み合わせてエンドツールを移動させるピックアンドプレースユニットであって、請求項１又は請求項２に記載のカム装置を用いて、前記のＸ軸方向移動とＺ軸方向移動を生成することを特徴としたピックアンドプレースユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、カムの回転による変位をレバーにより作用点へ伝達するカム装置とこの装置を利用するピックアンドプレースユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
板カムの回転による変位をレバーにより作用点へ伝達するカム装置は、例えば、図１のピックアンドプレースユニット（ＰＰＵ  １）に使用される（特許文献１，２）。
このＰＰＵ  １は、水平スライド軸２と縦スライド軸３を有し、水平スライド軸２先端のエンドツール４を左右方向と上下の門型に移動させるものであり、左右方向（Ｘ軸方向）の移動を生成するカム装置５と縦方向（Ｚ軸方向）の移動を生成するためのカム装置６を備えた直線移動型である。カム装置５，６はどちらもカム装置として基本的な構造は同じなので、カム装置５について述べる。
【０００３】
カム装置５は、板カム７とレバー８とで構成されている。板カム７は外周面を所定のカム曲線に形成したカム面としてあり、機体９に基軸１０で軸支されている。基軸１０はモーターなどで定速回転される。レバー８は横部分１１と縦部分１２を一体に有しその屈曲部分が軸１３により機体９へ軸支されている。レバー８の横部分１１の先端にはカムローラー１４が取付けられ板カム７のカム面に接している。
基軸１０が駆動回転されると、板カム７が回転してレバー８は軸１３を中心に揺動し、レバー８先端の作用ローラー１５が作動する。
【０００４】
板カム７とレバー８により直線移動を生成するカム装置５は繰り返し精度が高く、又、耐久性に富む利点がある。しかし、この構造は、カム面に対するカムローラー１４の接触を維持する何らかの手段を必要とし、前記の例では、水平スライド軸２に装着された戻し用ばね１６の弾力に拠っている。このため、カム装置５を高速で稼動すると、ばね１６の弾力を超える力が作用するとき、カムローラー１４がカム面から跳ねるようになり、正確なカム作動を得ることができない。ばね１６の強度を高めるとカムローラー１４やカム面の摩耗が激しくなり、耐久性が劣ってしまう。また、摩耗に耐える高価な素材を必要としたり、カムを駆動するモーターに強力なものが必要になったりで、製品のコストを押し上げる結果となる。
【０００５】
これを解決するために、図２のように、板カム７に変えて確動カムの一つであるリブカム１７を利用することが考えられる。実際、特許文献３，４にはＰＰＵ  １と同種のユニットにリブカムが用いられた例が開示されている。
板カム７に変わるリブカム１７は、回転面が垂直な回転基板１８に帯状の壁（リブ）１９を回転面と直交するように突出させたものであり、リブ１９がカム面を形成している。そして、リブ１９の内面側と外面側に内外のカムローラー２０，２１が常時接するように構成される。
【０００６】
しかし、板カム７に代え、単にリブカム１７を用い、従来のカム装置５と同様の作動をさせるためには、図２（ロ）のように、リブ１９とレバー８側のカムローラー２０，２１との緩衝（食い込み）を避けるために、リブ１９の厚さを複雑に変化させる必要がありカムの加工が難しい。また、リブ１９に肉厚の薄いところが生じて耐久性の問題を生じやすい。
カム装置５のこのような問題は、リブカム１７を用いたカム装置５を利用するＰＰＵ  １にもそのまま引き継がれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１９３０６０号公報
【特許文献２】特開２００７−１５２５０５号公報
【特許文献３】特開２０００−１８３５９５号公報
【特許文献４】特開２００５−２８９６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この発明はリブカム１７のカム曲線による変位をカムローラーとレバーを用いて作用ローラーに取り出すカム装置であって、リブ１９の厚さを一定にしたカム装置とこれを用いたＰＰＵの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
リブカムを用いたカム装置において、リブを挟む内外のカムローラーを揺動ブロックに取付けることでリブの厚さを均等にすると共に、レバーに対して揺動ブロックを内外のカムローラーの中心をつなぐ軸線が揺動できるように取付ける。
このカム装置を直線移動型ＰＰＵのＸ軸方向移動とＺ軸方向移動の生成に用いる。
【発明の効果】
【００１０】
リブカムは、内カムローラーと外カムローラーとでリブを挟んだ確動カムなので、カム装置の作動に跳びなどが生じず、作動を高速化できると共に正確な繰り返し精度を達成できる。又、カムとなるリブの厚さは均等でよいのでカムの形成が容易であり、さらに、リブに薄い部分が生じないのでカム装置の耐久性が向上する。
このカム装置を用いたＰＰＵは、Ｘ軸方向移動、Ｚ軸方向移動の生成を高速に行え、かつ、高い繰り返し精度を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来例を簡略に示した正面図。
【図２】リブカムを利用する場合の問題点を説明するための正面図。（イ）は食い込みのない箇所にある状態、（ロ）は食い込み部分を削除した箇所にある状態。
【図３】カム装置（実施例１）の正面図。
【図４】（イ）は、リブカムとレバー部分の要部を断面とした側面図（ハッチングを省略している）、（ロ）は、揺動ブロック部分を拡大して示す正面図。
【図５】回転基板の正面図（実施例１、Ｘ１区）。
【図６】カム装置の正面図（Ｘ２区）。
【図７】カム装置の正面図（Ｘ３区）。
【図８】カム装置の正面図（Ｘ４区）。
【図９】カム装置（実施例２）の正面図。
【図１０】回転基板の正面図（実施例２、Ｚ１区）。
【図１１】カム装置の正面図（Ｚ２区）。
【図１２】カム装置の正面図（Ｚ３区）。
【図１３】カム装置の正面図（Ｚ４区）。
【図１４】ピックアンドプレースユニット（実施例３）の機構を示す正面図。
【図１５】レバーと作用ローラー部分の断面図（ハッチングを省略）。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
回転基板の回転面に、回転面と直交するように突出させてリブを有するリブカムと、カムとしてのリブの内外面に常時接する内カムローラーと外カムローラー及びレバーとを有し、内カムローラーと外カムローラーは一つの揺動ブロックに、リブの厚さ寸法と同じ間隔をとって取付けられ、さらに、この揺動ブロックをレバーへ揺動可能に軸支してカム装置とする。
前記のカム装置によってＸ軸方向移動とＺ軸方向移動を生成する直線移動型のピックアンドプレースユニットを構成する。
【実施例１】
【００１３】
図３、図４はカム装置５のこの発明による実施例１でありカム装置２２とする。カム装置２２は、直線移動型ＰＰＵ  １においてエンドツール４（図１４）をＸ軸方向へ移動させるために用いることを想定している。
カム装置２２は、リブカム１７とレバー８を備える。従来例と同じ部分には同じ符号を用いる。
リブカム１７は、回転基板１８とその回転面から直交するように突出した帯状の壁（リブ１９）によりカム曲線を形成している。カム曲線については後述する。リブ１９の厚さ（肉厚ｔ）は均等であり、削り出し加工によって形成される。回転基板１８は、回転面を垂直にして基軸１０で機体９に軸支されている。基軸１０は図示していないモーターにより定速回転される。
【００１４】
レバー８は横部分１１と縦部分１２を有するく字形のレバーであり、屈曲部を軸１３により機体９へ揺動可能に取付けられている。横部分１１の先端部にはリブ１９の内面に接する内カムローラー２３と外カムローラー２４が配置され、リブ１９の厚さ寸法と同じ間隔（ｔ）を取って揺動ブロック２５に軸支され回転可能とされている。内外のカムローラー２３，２４の間隔は図４（ロ）に示すようにねじにより微調整が可能である。揺動ブロック２５は前記横部分１１の先端部へ揺動可能に軸支されている。実施例においては、内カムローラー２３の回転軸と揺動軸を同軸に軸支している。
レバー８の縦部分１２の下端部には、作用ローラー１５が軸支されている。リブカム１７の回転で作用ローラー１５は軸１３を中心にして図３のＡ１とＡ２の間を移動する。
【００１５】
リブ１９が形成するカム曲線（図５）は左回転方向へ９０°ずつＸ１区〜Ｘ４区で構成され、Ｘ１区はＡ１休止区間、Ｘ２区はＡ１→Ａ２移動区間、Ｘ３区はＡ２休止区間、Ｘ４区はＡ２→Ａ１移動区間である。
【００１６】
Ｘ１区のカム曲線は基軸１０からの距離が最小半径ｒ１に等しい最小半径孤であり、作用ローラー１５はＡ１に止まる。Ｘ２区は基軸１０からの距離が最小半径から最大半径に変化する曲線で構成され、レバー８が軸１３を中心に右回りに揺動して作用ローラー１５がＡ２へ移動する。Ｘ３区のカム曲線は基軸１０からの距離が最大半径ｒ２に等しい最大円弧であり、作用ローラー１５はＡ２位置に留まる。Ｘ４区は基軸１０からの距離が最大半径から最小半径に変化する曲線で構成され、レバー８が軸１３を中心に左回りに揺動して作用ローラー１５がＡ１へ移動する。
【００１７】
すなわち、リブカム１７の左方向１回転で、レバー８は１回の往復回動をし、レバー８下端の作用ローラー１５がＡ１とＡ２間を、Ａ１，Ａ２それぞれの位置で９０°の休止期間を取って間欠的に往復移動する。前記最小半径ｒ１と最大半径ｒ２の差は、レバー８の軸支位置とレバー各部の長さとの関係で作用ローラー１５がＡ１とＡ２間を移動する距離に対応したものとする。
【００１８】
このとき、レバー８の揺動ブロック２５は、カム曲線におけるＸ１区の最小半径孤部分にあるとき（図３、Ａ１休止区間）はその軸線ｐが基軸１０の方向を向いているが、カム曲線がＸ２区（図６、Ａ１→Ａ２移動区間）になると、その区間におけるカム曲線の中心位置は基軸１０の方向を外れることと、内外のカムローラー２３，２４の間隔がリブ１９の厚さ寸法と同じにされているために、軸線ｐを図のように左方へ傾斜させる必要がある。
【００１９】
つまり、従来のカム装置５（図２）のように、内外のカムローラー２０，２１がレバー８に固定であると、この箇所でカムローラー２３，２４のいずれかがリブ１９に食い込むことになるが、この実施例１では内外のカムローラー２３，２４を軸支した揺動ブロック２５がレバー８の先端部に対して揺動するので、この食い込みを回避することができる。
【００２０】
同様に、内外のカムローラー２３，２４に対してカム曲線がＸ２区からＸ３区へ移行の場合（図７）、Ｘ３区からＸ４区へ移行の場合（図８）及びＸ４区からＸ１区へ移動の場合に軸線ｐが傾斜あるいは傾斜を戻すので、揺動ブロック２５は内カムローラー２３の軸と一致する軸を中心に左回りあるいは右回りに揺動する。
【００２１】
すなわち、リブ１９の厚さをカム曲線の全域に亘って均等にすることができる。
そして、リブカム１７の特徴としてリブ１９を内外のカムローラー２３，２４で挟み込んで確動するので、カムローラーの跳びが生じず、高い繰り返し精度を維持して、リブカム１７を高速に回転させることができる。
【００２２】
実施例では揺動ブロック２５の揺動中心を内カムローラー２３の回転軸に一致させているが、揺動ブロック２５は軸線ｐを傾斜するように揺動できればよいので、揺動中心は揺動ブロック２５の他の箇所でも良い。
【実施例２】
【００２３】
図９は、カム装置５のこの発明による実施例２でありカム装置２６とする。カム装置２６は、直線移動型ＰＰＵ  １においてエンドツール４（図１４）をＺ軸方向へ移動させるために用いることを想定している。
カム装置２６は、リブカム１７とレバー８を備え、リブ１９が形成するカム曲線とレバー８の態様が異なるが、前記実施例１のカム装置２２と基本的に同じ構成である。リブ１９の厚さ（ｔ）は均等であり、リブ１９の内面と外面に接する内カムローラー２３と外カムローラー２４は、揺動ブロック２５に間隔（ｔ）を取って回転自在に軸支されている。以下、その他の実施例１と同じ部分には同じ符号を用いる。
【００２４】
レバー８は、先端に作用ローラー１５を、中間に内カムローラー２３と外カムローラー２４を備えた揺動ブロック２５が揺動可能に取付けられている。揺動の軸は内カムローラー２３の回転軸と同軸である。
カム装置２６の作動は、実施例１のカム装置２２の場合と同様であり、リブカム１７の回転にともない内カムローラー２３と外カムローラー２４を備えた揺動ブロック２５が揺動しながらレバー８を回動する。
【００２５】
カム装置２６のリブ１９が形成するカム曲線（図１０）は、左回転方向へ９０°ずつＺ１区〜Ｚ４区で構成され、Ｚ１区は、作用ローラー１５（図９）がＢ１からＢ２を往復移動する区間であり、Ｚ２区は作用ローラー１５がＢ１で休止する区間、Ｚ３区は、同様にＢ１からＢ２を往復移動する区間、Ｚ４区は、Ｂ１で休止する区間である。
【００２６】
Ｚ１区のカム曲線は基軸１０からの距離が最大半径ｒ３から最小半径ｒ４に至り、再び最大半径ｒ３となる区間であり、区間の中央に最小半径ｒ４の部分が回転角度で約３０°の範囲にある。Ｚ２区は最大半径ｒ３の最大半径孤部分であり、Ｚ３区のカム曲線はＺ１区と同じである。Ｚ４区は、Ｚ２区と同じである。
【００２７】
内外のカムローラー２３，２４に対するカム曲線のＺ１区からＺ４区の位置及び揺動ブロック２５の傾きを図９と図１１〜図１３に示す。それぞれ実施例１のＸ１区からＸ４区に対応するものである。
すなわち、カム装置２６の場合、リブカム１７の左方向１回転で、レバー８は２回の往復回動をし、レバー８先端の作用ローラー１５がＢ１とＢ２の間をＢ１の位置で９０°の休止期間を取りながら間欠的に往復移動する。なお、作用ローラー１５がＢ２にあるとき回転角度で約３０°の休止区間がある。
最大半径ｒ３と最小半径ｒ４との差は、レバー８の軸支位置とレバー長さとの関係で作用ローラー１５がＢ１とＢ２間を移動する距離に対応したものとする。
【００２８】
実施例１のカム装置２２の場合と同様に、リブ１９の厚さをカム曲線の全域に亘って均等にすることができる。また、リブカム１７であることにより、カムローラーの跳びが生じず、高い繰り返し精度を維持して、リブカム１７を高速に回転させることができる。
【実施例３】
【００２９】
図１４，１５は実施例３として直線移動型のＰＰＵ  １を示したものである。このＰＰＵ  １は、カム装置２２（実施例１）によってＸ軸方向の移動を生成し、カム装置２６（実施例２）によってＺ軸方向の移動を生成している。カム装置２２とカム装置２６とで同じ部分が同じ符号となる場合、例えばレバー８に関して、レバー８ａ、レバー８ｂのように付加符号を用いる。
リブカム１７ａとリブカム１７ｂをＸ１区とＺ１区を同期させて機体９の基軸１０に取付け、レバー８ａとレバー８ｂを軸１３で同軸に機体９へ取付ける。
【００３０】
レバー８ａの作用ローラー１５ａは、補助ローラー３４と対をなして横ブロック２７に軸支されており、水平スライド軸２の右端に固定した垂直ガイド２８に案内されている。横ブロック２７とレバー８ａとは作用ローラー１５ａの回転軸を軸として回動可能に取付けられている。
レバー８ｂの作用ローラー１５ｂは、補助ローラー２９と対をなして縦ブロック３０に軸支されており、縦スライド軸３の上端に横設し固定した水平ガイド３１に案内されている。縦ブロック３０とレバー８ｂとは作用ローラー１５ｂの回転軸と同軸に回動可能に取付けられている。
【００３１】
縦スライド軸３は機体９に固定された縦リニアガイド３２を介してＺ軸方向に移動可能とされ、水平スライド軸２は縦スライド軸３の下端に固定された横リニアガイド３３に支持され、Ｘ軸方向に移動可能である。
これにより、水平スライド軸２の先端に取付けたエンドツール４に門型のピックアンドプレース作動を行わせることができる。
【００３２】
図１４の状態を始点として、ＰＰＵ  １の作動を説明する。
始点において、レバー８ａの内外カムローラー２３，２４（カムローラー２３ａと省略する）は、最小半径孤即ち作用ローラー１５ａのＡ１休止区間の始点にあって、水平スライド軸２は右端にある。一方、レバー８ｂの内外カムローラー２３，２４（カムローラー２３ｂと省略する）は、最大半径孤即ち作用ローラー１５ｂのＢ１休止区間の終点にあって上端位置である。水平スライド軸２は右端に、縦スライド軸３は上端にあって、エンドツール４は右端・上端にある。
【００３３】
基軸１０が左に駆動回転される。
回転角度がＸ１・Ｚ１区の範囲では、作用ローラー１５ａはＸ１区が最小半径孤の休止区間にあるので、Ａ１位置に留まる。一方、作用ローラー１５ｂはＺ１区が移動区間なので、Ｂ１からＢ２へ下降した後、Ｂ２位置で角度３０°の休止（小休止）をし、さらに上昇してＢ１位置へもどる。このため、エンドツール４は右端箇所で上下に往復移動し、下端の小休止区間においてチャックなどのツールで第１の位置（左端・下端）にあるワークを把持するなどした後、上端位置に戻って待機する。
【００３４】
回転角度がＸ２・Ｚ２区の範囲（図６、図１１）では、Ｘ２区は移動区間なので、作用ローラー１５ａはＡ１からＡ２へ移動する。この間、Ｚ２区は最大半径孤の休止区間（大休止）にあるので作用ローラー１５ｂは移動しない。このため、作用ローラー１５ａによって水平スライド軸２が左方へ移動し、エンドツール４はワークを把持するなどしたまま、上端位置を維持して左方へ移動する。
【００３５】
回転角度がＸ３・Ｚ３区の範囲（図７、図１２）では、Ｘ３区が最大半径孤の休止区間にあり、作用ローラー１５ａはＡ２位置に留まる。Ｚ３区は移動区間なので、作用ローラー１５ｂは再び上下に往復移動する。このため、エンドルーツ４は左端の位置において上下に移動する。このとき、エンドツール４はワークを把持するなどしたまま左端・上端から下降し、下端の小休止区間において把持していたワークを第二の位置（左端・下端）へ置き、さらに上昇して左端・上端位置で待機する。
【００３６】
次いで、Ｘ４・Ｚ４区の範囲（図８、図１３）では、Ｘ４区が移動区間であるために作用ローラー１５ａがＡ２位置からＡ１へ移動するとともに、Ｚ４区が大休止区間であることにより作用ローラー１５ｂは上端位置を維持する。このため、エンドツール４は、右端・上端位置となり待機する。
これで１サイクルのピックアンドプレース作動が完了する。
【００３７】
このＰＰＵ  １におけるカム装置２２，２６はリブカムによる確動カムなので、作動中にカムローラーの跳びなどが生じにくくピックアンドプレース操作を精度高く、かつ、高速に設定しやすい。また、リブカムのカム面を形成するリブを均等の厚さにできるので、加工しやすく、製品のコストを低減できる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
このカム装置は、高速で繰り返し処理を必要とする、例えば、ピックアンドプレースユニットのような産業機器に利用できる。ピックアンドプレースユニットのカム装置としての利用だけに限らない。
ピックアンドプレースユニットは、組み立てラインにおける備品供給や位置変え、刻印などの処理に使用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    ピックアンドプレースユニット（ＰＰＵ）
２    水平スライド軸
３    縦スライド軸
４    エンドツール
５    カム装置（Ｘ軸）
６    カム装置（Ｚ軸）
７    板カム
８    レバー
９    機体
１０    基軸
１１    レバーの横部分
１２    レバーの縦部分
１３    軸
１４    カムローラー
１５    作用ローラー
１６    戻し用ばね
１７    リブカム
１８    回転基板
１９    リブ
２０    内カムローラー
２１    外カムローラー
２２    カム装置（実施例１）
２３    内カムローラー
２４    外カムローラー
２５    揺動ブロック
２６    カム装置（実施例２）
２７    横ブロック
２８    垂直ガイド
２９    補助ローラー
３０    縦ブロック
３１    水平ガイド
３２    縦リニアガイド
３３    横リニアガイド
３４    補助ローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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