KR100255398B1 - 변동 토오크 상쇄 장치 - Google Patents

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KR100255398B1
KR100255398B1 KR1019970014315A KR19970014315A KR100255398B1 KR 100255398 B1 KR100255398 B1 KR 100255398B1 KR 1019970014315 A KR1019970014315 A KR 1019970014315A KR 19970014315 A KR19970014315 A KR 19970014315A KR 100255398 B1 KR100255398 B1 KR 100255398B1
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헤이자부로 가또
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오가와 히로우미
가부시끼가이샤 산쿄 세이사쿠쇼
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Abstract

본 발명은 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 소정 형식의 회전 운동(예를 들면, 간헐 회전 운동)으로 변환시키는 운동 변환 장치의 입력축 또는 출력축에 생기는 토오크 변동을 확실하게 상쇄시키는 변동 토오크 상쇄 장치를 제안한다. 본 발명에서 회전축(4)에 고정된 토오크 보상 캠(5)은 회전축(4)이 회전할 때 연속적으로 회전하며, 토오크 보상 캠(5)의 둘레에 형성된 캠면은 캠 종절(6)를 회전시키는 동시에 실린더 내의 슬라이드를 왕복 운동시킨다. 이로써, 실린더(9) 내에 설치된 코일 스프링(12)이 압축, 신장되어, 토오크 보상 캠(5)에 대한 캠 종절(6)의 압력이 변화하기 때문에, 회전축(4)에 가해진 변동 토오크가 상쇄되어, 운동 변환 장치(2)에 대한 토오크 보상이 이루어진다. 토오크 보상값을 변화시키고자 할 때는, 공기원(16)로부터 실린더(9) 내의 공기실(17)로 공급된 공기에 의한 압력을 부가하여, 스프링 압력과 공기 압력 모두를 사용하여 보상 토오크를 회전축에 가한다.

Description

변동 토오크 상쇄 장치
본 발명은 입력축의 연소 회전 운동을, 출력축의 간헐 회전 운동, 진동 회전 운동 등의 특수한 회전 운동 또는 이들 회전 운동을 조합한 것과 같은 운동 등 소정 형식의 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치의 회전축(즉, 입력축 또는 출력축)에 연결 가능하며, 또 입력축의 연속 회전 운동을 슬라이드의 왕복 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치를 조립한 프레스 장치의 입력축에 연결하여 사용가능한 변동 토오크 상쇄 장치에 관한 것이다.
간헐 분할 장치와 같은 캠 기구를 거쳐 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 소정 형식의 회전 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치에 있어서, 동작시 출력축에 작용하는 토오크는 연속적으로 변화하며, 이 토오크에 대한 반력이 입력축에 변동 토오크로 작용한다. 입력축에 작용하는 이러한 토오크는 입력축의 균일한 회전을 방해하여, 동작시 진동 및 그것에 따르는 동작 오차를 발생시킨다. 이러한 토오크의 영향은 상기 장치의 고속 회전시 두드러지게 나타나므로, 상기 장치의 고속화를 이루기 위해서는, 이러한 변동 토오크를 가능한 한 낮은 수준으로 억제할 필요가 있다.
이 변동 토오크를 억제하기 위해서, 일본 특개평 60-4665호 공보에서와 같은 변동 토오크 상쇄 장치가 제안되었다. 이러한 장치에 있어서, 연속 회전축(예를 들어, 캠축)에 장착된 변동 토오크 상쇄 보상 캠과 결합하는 캠 종절(Follower)을 고정설치한 종절이 보상 캠의 캠 곡선을 따라 왕복 운동하여, 종절에 압력을 가하기 위해 마련된 코일 스프링에 연속 회전축의 토오크 변동에 따라 에너지의 축적과 방출을 반복한다. 더 상세히 말하자면, 축적된 에너지가 방출되는 과정에서, 연속 회전축의 회전을 돕는 방향의 토오크가 발생하는 반면에, 에너지를 축적하는 과정에서는, 연속 회전축의 회전을 방해하는 방향의 토오크가 발생한다. 이러한 동작에 의해, 회전이 지연되기 쉬운 가속 구간에서, 가속 토오크는 증진되며, 회전이 빨라지기 쉬운 감속 구간에서는 제동 토오크가 조장되어, 변동 토오크가 낮은 수준으로 억제되어 안정한 운동을 얻을 수 있다.
그러나, 이러한 기계적 스프링을 포함하는, 종래의 변동 토오크 상쇄 장치가 운동 변환 장치에 장착하는 경우에는, 미리 장착이 예정되어 있는 운동 변환 장치 본체의 회전 속도를 고려하여 사용하는 것이 일반적이며, 이와 같은 경우에 있어서, 이 예상 회전 속도 범위를 벗어날 경우 의도한 결과를 얻을 수 없었다. 예를 들어, 고속용으로 설계된 관성 부하에 기인한 변동 토오크를 상쇄하는 장치에 있어서는, 캠 곡선은 가속시 매우 큰 감쇄 토오크가 발생하도록 설정되어지므로, 이 장치를 저속 회전시에 사용하면 발생된 관성 부하가 고속시보다 작아지므로, 가속시 필요 이상의 조장 토오크가 작용하고, 감속시에는 필요 이상의 제동 토오크가 작용하여, 의도와는 대조적으로 불필요한 토오크 변동이 발생한다. 게다가, 그같은 변동 토오크 상쇄 장치의 조립시, 조립 작업이 코일 스프링을 상당히 압축한 상태에서 이루어져야 하므로 작업 효율이 나쁘다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하여, 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 소정 형식의 회전 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치의 회전축(즉, 입력축 또는 출력축)에 연결되어, 운동 변환 장치의 변동 토오크를 확실하게 억제할 수 있는 변동 토오크 상쇄 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 입력축의 연속 회전 운동을 슬라이드의 왕복 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치를 조립한 프레스 장치의 입력축에 연결사용되어, 변동 토오크를 확실하게 억제할 수 있는 변동 토오크 상쇄 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 변동 토오크 상쇄 장치에 있어서는, 스프링 압력과 공기 압력 모두를 사용하여 토오크 보상값을 조정하도록 하였으며, 기본적인 토오크 보상은 스프링 압력에 의해 이루어지고, 토오크 보상값을 조정하려는 경우에는, 공기 압력을 사용한다. 이러한 공기 압력의 조정에 의하여, 토오크 보상값이 회전 속도에 따라 변화될 수 있으며, 토오크 보상은 스프링 압력에 의해 기본적으로 보장되고 있기 때문에 공기 누설이 발생하더라도, 아무런 문제가 없다. 게다가, 스프링 압력은 종래보다 작게 설정될 수 있기 때문에, 조립시 스프링을 압축하는 정도가 작아 작업 효율이 개선된다.
본 발명의 한 실시 형태에 의하면, 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 소정 형식의 회전 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치의 회전축에 연결 사용가능하며, 평상시에는 스프링에 의한 압력만을 사용하여 회전축에 보상 토오크를 작용시키고, 토오크 보상값을 조정하고자 할 때에는 공기 압력을 부가하여, 스프링 압력과 공기 압력을 모두 사용함으로써 회전축에 보상 토오크를 작용시키는 구성의 변동 토오크 상쇄 장치가 제공된다.
이러한 변동 토오크 상쇄 장치의 한 예에서는, 운동 변환 장치의 회전축에 보상 토오크를 가하는 토오크 보상 캠과, 캠 표면과 접하며 구르는 캠 종절와, 이 캠 종절을 회전가능하게 지지하는 슬라이드 부재와, 이 슬라이드 부재를 슬라이딩 가능하게 수용하는 실린더와, 이 실린더 내에 수용되며, 상기 슬라이드 부재를 캠을 향하여 압착하여 상기 캠 종절을 상기 캠 표면에 대해 압착하는 스프링 부재와, 실린더 내의 공기실로 공기를 공급하기 위한 수단을 포함한다.
스프링 부재를 수용하는 공간은 공기실과 분리될 수도 있고, 공기실과 동일할 수도 있다. 스프링의 스프링 압력을 조정하기 위한 수단을 구비하여, 스프링 부재의 초기 스프링 압력을 조정할 수 있으며, 또, 보상 토오크값의 최소값과 최대값 사이의 범위를 넓힐 수도 있다.
이러한 변동 토오크 상쇄 장치가 적용된 운동 변환 장치는 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 간헐 회전 운동으로 변환시키기 위한 캠 전달 기구를 포함할 수 있으며, 운동 변환 장치의 회전축은 분할 캠을 포함하는 입력축과 분할 캠에 연결된 캠 종절을 포함하는 터릿에 고정된 출력축 중 하나이다. 캠 전달 기구로서, 로울러 리어 캠 기구, 평행 캠 기구, 배럴 캠 기구, 실린더 캠 기구 등이 사용될 수 있다.
본 발명의 변동 토오크 상쇄 장치에 있어서, 토오크 보상 캠은 회전축의 운동 변환 장치 내에 수용된 부분 또는 회전축의 운동 변환 장치로부터 외부로 돌출된 부분에 고정될 수 있다. 외부에 고정되는 경우에는, 토오크 보상 캠은 캠 덮개로 덮혀도 좋고, 캠 덮개 내에 설치된 회전축에 고정될 수도 있으며, 회전축은 벨트나 커플링 등의 동력 전달 수단으로 운동 변환 장치의 회전축과 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 형태에 의하면, 입력축의 연속 회전 운동을 슬라이드의 왕복 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치를 조립한 프레스 장치의 입력축에 연결 가능하며, 평상시에는 스프링에 의한 압력만을 사용하여 회전축에 보상 토오크를 작용시키고, 토오크 보상값을 조정하고자 할 때에는 공기 압력을 부가하여, 스프링 압력과 공기 압력을 모두 사용함으로써 회전축에 보상 토오크를 작용시키는 변동 토오크 상쇄 장치가 제공된다.
도 1a는 본 발명의 제1실시예에 따른 직렬형 변동 토오크 상쇄 장치의 부분단면평면도이다.
도 1b는 상기 장치의 부분단면정면도이다.
도 2a는 상기 장치의 코일 스프링이 압축된 상태를 도시한 부분단면평면도이다.
도 2b는 상기 장치의 코일 스프링이 신장된 상태를 도시한 부분단면평면도이다.
도 3은 상기 장치에 공기가 가득 채워진 상태를 도시한 부분단면평면도이다.
도 4는 상기 장치에서 변동 토오크 상쇄될 때의 변동 토오크의 변화를 도시한 특성도이다.
도 5는 상기 장치에 스프링 압력 조정 장치가 부가된 변형예의 부분단면평면도이다.
도 6a는 본 발명의 제2실시예에 따른 병렬형 변동 토오크 상쇄 장치의 부분단면평면도이다.
도 6b는 도 6a에 도시된 상기 장치의 부분단면정면도이다.
도 7은 상기 장치에 스프링 압력 조정 수단이 부가된 변형예의 부분단면평면도이다.
도 8은 본 발명의 변동 토오크 상쇄 장치의 제3실시예 및 롤러 기어 캠 장치를 포함하는 운동 변환 장치를 도시한 단면정면도이다.
도 9는 본 발명의 변동 트오크 상쇄 장치의 제4실시예 및 평행 캠 장치를 포함하는 운동 변환 장치를 도시한 단면정면도이다.
도 10은 캠 덮개를 포함하는 본 발명의 변동 토오크 상쇄 장치의 제5실시예 및 운동 변환 장치를 도시한 부분단면정면도이다.
도 11은 본 발명의 제6실시예로 캠 덮개를 포함하며 유닛화된 변동 토오크 상쇄 장치 및 이 토오크 상쇄 장치에 벨트로 연결된 운동 변환 장치를 도시한 부분단면정면도이다.
도 12는 본 발명의 제7실시예로 캠 덮개를 포함하며 유닛화된 변동 토오크 상쇄 장치 및 이 토오크 상쇄 장치에 커플링로 연결된 운동 변환 장치를 도시한 부분단면정면도이다.
도 13a는 본 발명의 제8실시에로 변동 토오크 상쇄 장치가 있는 운동 변환 장치를 합체시킨 압착 기계를 도시한 단면정면도이다.
도 13b는 압착 기계의 부분측면도이다.
다음에 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
제1실시예
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 직렬형 변동 토오크 상쇄 장치의 구조를 도시한 것이다. 이 변동 토오크 상쇄 장치(1)는 장착 볼트(3)에 의하여 운동 변환 장치(2)에 단단히 고정된다. 변동 토오크 상쇄 장치(1)는 운동 변환 장치(2)의 입력/출력축이 되는 회전축(4)에 단단하게 장착된 토오크 보상 캠(5)을 포함하며, 이 토오크 보상 캠(5)은 캠 종절(6)에 결합되어 있다. 캠 종절(6)은 슬라이더(7)의 선단부에 회전 가능하게 지지되며 슬라이더(7)는 슬라이드 가이드(8)에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 슬라이드 가이드(8)는 실린더(9)와 협력하여 케이싱을 형성하며, 피스톤(10)은 실린더(9) 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 피스톤 로드(11)는 슬라이더(7)를 마주보고 있는 피스톤(10)의 측면 또는 정면에 형성되어 돌출되며, 압축 코일(12)은 피스톤 로드(11) 주위를 감싸며, 슬라이더(7)의 실린더부와 피스톤 사이에 배치된다. 피스톤(10)의 외주면에는 시일(밀봉장치)부재(13)가 장착되어, 실린더(9)의 내주면과 피스톤(10)의 외주면 사이에 기밀 상태를 형성한다. 실린더(9)의 단면에는 공기 공급부(14)가 형성되며, 압력 제어 수단을 포함하는 공기원(16)이 이 공기 공급부(14)에 연결된다. 공기원(16)의 공기는 실린더(9)의 단면과 피스톤(10) 사이에 형성된 공기실(17)로 공급된다.
다음에, 이 실시예의 동작에 대해 설명한다. 캠 전달 기구를 통하여 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 간헐 회전 운동으로 전환하는 운동 변환 장치(2)에 있어서, 토오크 변동은 운동 변환 장치의 입/출력축에서 끊임없이 일어난다. 아래 설명에서는, 운동 변환 장치(2)의 회전축(4)를 입력축으로하여 설명한다. 회전축(4)이 회전할 때, 회전축(4)에 장착된 토오크 보상 캠(5)은 연속적으로 회전하며, 도 2에 도시된 바와 같이, 토오크 보상 캠(5)의 둘레에 형성된 캠면에 의해, 캠 종절(6)이 회전되면서 슬라이더(7)가 왕복운동된다. 이에 따라, 코일 스프링(12)이 신축하여, 토오크 보상 캠(5)에 대한 캠 종절(6)의 압력을 변화시켜, 회전축(4)에 가해지는 변동 토오크를 상쇄하여, 운동 변환 장치(2)를 위한 토오크 보상을 행한다. 더 상세히 말하자면, 회전축(4)에 가해지는 변동 토오크가 클 때에는, 코일 스프링(12)이 압축되어 보상 토오크가 증가되고, 변동 토오크가 작을 때에는, 코일 스프링(12)이 신장되어 보상 토오크가 감소된다.
공기원으로부터 공기가 공급되지 않는 상태에서는, 코일 스프링(12)의 압축력에 의해서만 캠 종절(6)이 토오크 보상 캠(5)을 눌러, 보상 토오크가 발생한다. 코일 스프링(12)의 압축력은 캠 종절(6)이 운동 변환 장치(2)의 최대 회전 속도에서도 토오크 보상 캠(5)으로 부터 점프하지 않을 정도의 압력으로 조정된다. 그러므로, 공기실(17)내의 공기 유무에 관계없이, 상기 장치는 적절하게 기능한다. 이러한 경우에 있어서, 공기원(16)으로부터 공기가 공기실(17)에 공급되면, 실린더(9) 내의 피스톤(10)이 코일 스프링(12)를 압축시켜, 토오크 보상 캠(5)에 대한 캠 종절(6)의 압축력을 증가시키고, 그에 의하여 운동 변환 장치(2)을 위한 토오크 보상값이 증가된다. 따라서, 압력 제어 장치(15)에 의해 제어되는 최적의 위치에서의 공기 압력을 유지하여, 사용 회전수에 적합한 보상 토오크를 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 가속시 매우 큰 변동 토오크를 발생시키는 운동 변환 장치(2)에 대해서는, 공기실(17) 내의 공기 압력을 도 3에 도시된 바와 같이 최대 수준까지 증가시켜, 최적의 보상 토오크를 발생시킨다. 운동 변환 장치(2)의 회전 속도에 따른 최적 보상 토오크를 얻을 수 있도록 운동 변환 장치(2)의 회전 속도에 따라 압력 제어 장치(15)가 자동으로 조정된다. 보상 토오크의 크기에 관하여는, 운동 변환 장치(2)의 회전축(입력축)(2)에 가해진 변동 토오크 Q1과 변동 토오크 상쇄 장치(1)의 토오크 보상 캠(5)을 통하여 슬라이더(7)를 왕복 운동시키는 회전축에 가해지는 변동 토오크 Q2의 합이 항상 0이 되도록 관련부들의 구조가 결정된다.
한편, 실린더 내에 닿는 부를 설치하여 이 위치에서 피스톤(10)이 정지 하도록 하여, 공기실내에 공기가 존재하지 않는 "약 상태"와 최대양의 공기가 공급되어 상기한 닿는 부에 피스톤이 닿은 상태인 "강 상태"의 두 가지 상태를 설정하거나, 또는 동작 상태가 온 상태와 오프 상태 사이에 전환되는 것으로 설정될 수 있다. 상기한 "강 상태"를 사용 회전수에서의 조건에 맞도록 설정해두면, 회전수가 낮을 때에는 "약 상태"로 되고, 회전수가 빨라지면 동작 상태가 "강 상태"로 바뀐다. 그렇게 함으로써, 스프링압력이 "강 상태"에서는 매우 강하고 역으로 저속회전시에는 부하를 발생시키는 종래 장치의 문제점을 극복할 수 있다.
도 5는 제1실시예의 변형예를 도시한 것으로, 슬라이드 가이드(8A)와 실린더(9A)에 나사부(18,19)가 각각 마련되며, 슬라이드 가이드(8A)와 실린더 (9A)는 서로 나사로 결합되어, 코일 스프링(12)의 스프링력을 조정하기 위한 기구가 제공된다. 실린더(9A)를 회전시킴으로써, 코일 스프링(12)의 압축력을 변화시킬 수 있으므로, 코일 스프링의 스프링력을 조정할 수 있다. 그러므로, 코일 스프링(12)에 의해 초기 토오크 보상값을 조정할 수 있으며, 또한 공기실(17) 내에 공기가 없을 때 얻어지는 최소 토오크 보상값을 더 작게, 공기실(17) 내에 공기가 가득찼을 때 얻어지는 최대 토오크 보상값은 더 크게 만들 수 있다.
상기한 바와 같이, 제1실시예에서, 코일 스프링에 의한 압력이 가해질 뿐 아니라, 필요하다면, 공기실(17)에 공기가 공급되어, 스프링 압력과 공기 압력에 의해 보상 토오크가 발생하며, 따라서 운동 변환 장치의 변동 토오크는 회전 속도에 관계없이 확실하게 억제될 수 있다. 게다가, 공기실(17)이 코일 스프링을 수용하는 공간과 분리되어 있기 때문에, 기밀한 공기실(17)은 비교적 쉽게 보존될 수 있다. 또, 코일 스프링(12)의 압력을 조정하기 위한 기구를 제공함으로써, 보상 토오크의 초기값 조정이 가능하며, 보상 토오크의 최소값과 최대값 사이의 범위를 넓게 할 수 있다.
(제2실시예)
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 병렬형 변동 토오크 상쇄 장치의 구조를 도시한 것이다. 이 변동 토오크 상쇄 장치(21)은 장착 볼트(23)에 의해 운동 변환 장치(22)에 단단히 고정된다. 변동 토오크 상쇄 장치(21)는 운동 변환 장치(22)의 입/출력축으로서의 역할을 하는 회전축(24)에 단단하게 장착된 토오크 보상 캠(25)을 포함하며, 토오크 보상 캠(25)은 캠 종절(26)에 결합되어 있다. 캠 종절(26)은 피스톤(27)의 선단부에 회전가능하게 지지되며, 피스톤(27)은 실린더(28) 내에 슬라이딩 가능하게 수용된다. 피스톤 로드(29)가 실린더(28)의 내부 단벽에는 피스톤(27)을 향하여 돌출형성되며, 압축 코일 스프링(30)은 이 피스톤 로드(29) 주위에 감기며, 피스톤(27)의 실린더부와 실린더(28)의 단벽 사이에 제공된다. 피스톤(27)의 외주면에는 시일 부재(31)가 장착되어, 실린더(28)의 내주면과 피스톤(27)의 외주면 사이에 기밀 실(밀봉장치)을 형성한다. 공기 공급부(32)는 실린더(28)의 단벽을 거쳐 형성되며, 압력 제어 장치(33)를 구비한 공기원(34)이 공기 공급부(32)에 연결된다. 공기원(34)의 공기는 피스톤(27)과 실린더(28)에 의해 규정된 공기실(35)로 공급된다.
다음에 본 실시예의 동작을 설명한다. 이 실시예의 기본 동작은 제1실시예의 기본 동작과 유사하며, 통상적으로, 회전축(24)(즉,운동 변환 장치(22)의 입/출력축)에 의해 회전되는 토오크 보상 캠(25)에 의한 코일 스프링(30)의 압축,신장에 의해 회전축(24)의 변동 토오크는 흡수되며, 회전 토오크 보상 캠(25)에 의해 피스톤(27)은 왕복운동을 한다. 회전축(24)에 가해진 가해진 변동 토오크가 클 때에는, 코일 스프링(30)을 압축하기 위한 공기실(35) 내의 공기 압력을 높히기 위해서 공기원(34)의 공기는 공기실(35)로 공급되며, 압력 제어 장치(30)에 의해 제어되는 최적 위치에 공기 압력을 유지하여, 사용 회전수에 적합한 보상 토오크를 발생시킬 수 있다. 또 운동 변환 장치(22)의 회전수에 따라 최적 보상 토오크가 얻어질 수 있도록 운동 변환 장치(22)의 회전수에 따라 압력 제어 장치(33)가 자동 조정될 수 있다.
도 7은 제2실시예의 변형예를 도시한 것이며, 실린더(28)을 원통 모양의 실린더(28A)와 실린더 덮개(28B)로 분할하여, 실린더(28A)와 실린더(28B)에 나사부(36,37)를 각각 마련되며, 실린더(28A)와 실린더(28B)가 나사로 결합되며, 시일 부재(38)가 실린더 덮개(28B)의 내주면과 실린더(28A)의 외주면 사이에 제공된다. 이렇게 하여, 코일 스프링(30)의 스프링력을 조정하기 위한 기구가 제공되며, 실린더 덮개(28B)를 회전시켜, 코일 스프링(30)의 보상력을 조정하여 코일 스프링(30)의 초기 스프링력과 보상 토오크의 최소/최대값을 조정할 수 있다.
상기한 바와 같이, 제2실시예에서는, 코일 스프링(30)에 의한 압력이 가해질 뿐 아니라, 필요하다면, 공기실(35)에 공기가 공급되어, 스프링 압력과 공기 압력에 의해 보상 토오크가 발생하며, 따라서 운동 변환 장치의 변동 토오크는 회전수에 관계없이 확실하게 억제될 수 있다. 게다가, 공기실(35)이 코일 스프링을 수용하는 공간의 역할을 하기 때문에, 상기 장치는 간결한 구조로 설계되어질 수 있다. 또, 코일 스프링(30)의 압력을 조정하기 위한 기구를 제공함으로써, 보상 토오크의 초기값 조정이 가능하며, 보상 토오크의 최소값과 최대값 사이의 범위를 넓게 할 수 있다.
(제3실시예)
도 8은 본 발명의 변동 토오크 상쇄 장치의 제3실시예 및 운동 변환 장치를 도시한 것이다. 변동 토오크 상쇄 장치(41)는 도 1에 도시된 바와 같이 직렬형이나, 도 5에 도시된 바와 같이 병렬형일 수도 있다. 변동 토오크 상쇄 장치(41)는 운동 변환 장치(42)의 하우징(43)의 측면에 단단하게 장착되며, 상기 장치(41)의 토오크 보상 캠(41a)은 하우징(43)을 관통하는 입력축(44) 하우징(43)의 측면에서 외부로 돌출된 부분에 단단히 장착된다. 롤러 기어 캠(45)은 하우징(43) 내에 있는 입력축(44)에 단단히 고정된다. 터릿(46)의 외주면에 제공된 다수의 캠 종절(47)은 롤러 기어 캠(45)과 순차적으로 결합하며, 롤러 기어 캠(45)의 연속 회전 운동은 터릿(46)의 간헐 회전 운동으로 변환되어, 터릿(46)의 중앙부에 설치된 출력축(48)에서 출력된다.
이 실시예에 있어서, 롤러 기어 캠 기구가 운동 변환 장치(42)의 캠 전달 기구로서 사용되기 때문에, 입력축(44)의 연속 회전 운동은 출력축(48)의 간헐 회전 운동으로 확실하게 변환될 수 있다. 게다가, 변동 토오크 상쇄 장치(41)의 토오크 보상 캠(41a)가 입력축에 직접 연결되기 때문에, 구조가 단순하고 관리가 용이하다는 장점이 있다.
(제4실시예)
도 9는 본 발명에 따른 변동 토오크 상쇄 장치의 제4실시예 및 운동 변환 장치를 도시한 것이다. 변동 토오크 상쇄 장치(51)는 도 1에 도시된 바와 같이 직렬형이나 도 5에 도시된 바와 같이 병렬형일 수 있다. 변동 토오크 상쇄 장치(51)는 운동 변환 장치(52)의 하우징(53)의 하면에 고정되고, 상기 장치(51)의 토오크 보상 캠(51a)은 하우징(53)을 관통하는 입력축(54)의 하우징(53) 내부로 연장된 부분에 고정된다. 평행캠(55)은 하우징(53) 내에 입력축에 고정되며, 터릿(56)에 제공된 다수의 캠종절(57)는 평행캠(55)과 순차적으로 결합하며, 평행캠(55)의 연속 회전 운동은 터릿(56)의 간헐 회전 운동으로 전환되어, 터릿(56)의 중앙부에 제공된 출력축(58)에서 출력된다. 게다가, 변동 토오크 상쇄 장치(52)의 토오크 보상 캠(51a)이 운동 변환 장치(52)로 제공되기 때문에, 변동 토오크 상쇄 장치를 간결하게 구성할 수 있다.
이 실시예에 있어서, 배럴 캠 기구 또는 실린더형 캠 기구는 운동 변환 장치의 캠 전달 기구로 사용되기 때문에, 입력축(54)의 연속 회전 운동은 출력축(58)의 간헐 회전 운동으로 확실하게 변환시킬 수 있다.
(제5실시예)
도 10는 본 발명에 따른 변동 토오크 상쇄 장치의 제5실시예 및 운동 변환 장치를 도시한 것이다. 변동 토오크 상쇄 장치(61)는 도 1에 도시된 바와 같이 직렬형이나 도 5에 도시된 바와 같이 병렬형일 수 있다. 변동 토오크 상쇄 장치(61)에 있어서, 토오크 보상 캠(62)은 슬라이드 가이드(63)에 고정된 캠 덮개(64)로 덮혀 있으며, 캠 덮개(64)는 운동 변환 장치(63)의 하우징(66)의 측면에 고정된다. 토오크 보상 캠(62)은 하우징(66)을 관통하는 입력축(67)의 하우징(66) 외부로 돌출된 부분에 고정된다. 입력축(67)의 연속 회전 운동은 출력축(68)의 간헐 회전 운동으로 변환되어, 출력축(68)에서 출력된다. 이 실시예에 있어서, 캠 덮개(64)가 토오크 보상 캠(62)을 덮고 있기 때문에 캠(62)의 표면에 먼지등이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
제6실시예
도 11는 본 발명에 따른 변동 토오크 상쇄 장치의 제6실시예 및 운동 변환 장치를 도시한 것이다. 변동 토오크 상쇄 장치(71)는 도 1에 도시된 바와 같이 직렬형이나 도 5에 도시된 바와 같이 병렬형일 수 있다. 변동 토오크 상쇄 장치(71)에 있어서, 토오크 보상 캠(72)은 슬라이드 가이드(73)에 고정된 캠 덮개(74)내에 수용되며, 캠 덮개(74)를 관통하는 회전축(75)에 고정된다. 활차(76)는 운동 변환 장치(77)의 하우징(78)의 외부로 돌출된 입력축(79) 부분에 고정되며, 벨트(81)는 두 개의 활차(76,77) 주위에 연장된다. 입력축(79)의 연속 회전 운동은 출력출(82)의 간헐 회전 운동으로 변환되어, 출력출(82)에서 출력된다. 이 실시예에 있어서, 변동 토오크 상쇄 장치(71)를 유닛화할 수 있으며, 운동 변환 장치(77)로부터 떨어진 위치에 장치할 수도 있다.
제7실시예
도 12는 본 발명에 따른 변동 토오크 상쇄 장치의 제7실시예 및 운동 변환 장치를 도시한 것이다. 변동 토오크 상쇄 장치(91)는 도 11에 도시된 변동 토오크 상쇄 장치와 같은 구조로 되어 있으며, 상기 장치(91)의 토오크 보상 캠(92)은 슬라이드 가이드(93)에 고정된 캠 덮개(94)로 덮혀 있으며, 캠 덮개(94)를 관통하는 회전축(95)에 고정된다. 캠 덮개(94)의 외부로 배치된 회전축(95)의 한 단은 운동 변환 장치(96)의 하우징(97)의 외부로 돌출된 입력축(98) 부분의 한 단과 커플링(99)으로 연결된다. 입력축(98)의 연속 회전 운동은 출력축(100)의 간헐 회전 운동으로 변환되어, 출력축(100)에서 출력된다. 이 실시예에 있어서, 변동 토오크 상쇄 장치(91)를 유닛화할 수 있으며, 운동 변환 장치(97)로부터 떨어진 위치에 장치할 수도 있다.
도 13은 본 발명에 따른 변동 토오크 상쇄 장치의 제8실시예를 가지는 운동 변환 장치를 조립한 프레스 장치를 도시한 것이다. 압축 장치의 프레임(121)은 박스형이며, 상부 지지부(121a), 중간 지지부(121b), 하부 지지부(121c)를 포함한다. 슬라이드(120)의 상부 가이드부(120a)는 수직(상하) 운동을 위해 베어링(126)와 프레임(121)의 상부 지지부(121a)를 거쳐 슬라이딩 가능하게 연장되며, 슬라이드(120)의 하부 가이드부(120c)는 수직 운동을 위해 베어링(127)와 프레임(121)의 상부 지지부(121b)를 거쳐 슬라이딩 가능하게 연장된다. 상부 다이(128)는 슬라이드(120)의 하단에 장착되며, 하부 다이(129)는 볼스터(130)를 거쳐 프레임(121)의 하부 지지부(121c)에 장착된다.
슬라이드(120)의 중간부에는 한 쌍의 상하부 캠 종절(131,132)이 각각 니들(137,138)을 거쳐 회전 가능하게 장착된다. 입력축(114)은 한 쌍의 캠종절(131,132) 사이에서 슬라이드(120)의 중간부를 수평으로 관통한다. 심장형의 구동 판캠(133)은 입력축(114)에 고정되며, 한 쌍의 캠종절(131,132)에 삽입되어 고정된다. 베어링(134,135)을 지나는 입력축(114)의 양단부는 프레임(121)에 회전 가능하도록 지지된다. 플라이휠(125)은 축체결 요소를 거쳐 입력축(114)의 한 단에 고정되며, 이 플라이휠(125)은 벨트(124)와 프레임(121)의 상부 지지부(121a)에 장착된 모터(122)의 회전축에 고정된 활차(123)을 거쳐 회전구동한다. 변동 토오크 상쇄 장치(101)의 토오크 보상 캠(112)은 체결 요소를 거쳐 입력축(114)의 타단부에 고정된다.
상기 프레스 장치는 다음과 같이 동작한다. 모터(122)가 회전할 때, 그 회전력이 활차(123)와 벨트(124)를 거쳐 플라이휠(125)에 전달되어 입력축(114)이 회전하면, 슬라이드(120)는 구동 판캠(133)과 한 쌍의 캠 종절(131,132)을 거쳐 상하로 왕복직선운동하며, 슬라이드(120)에 장착된 상부 다이(128)와 프레임(121)의 하부 지지부(121c)에 장착된 하부 다이(130) 사이에서 작업물에 가공 또는 압축이 가해진다. 한편, 스라이드(120)가 왕복운동하여 작업물을 가공하고 있는 동안에, 변동 토오크 상쇄 장치(101)는 입력축(114)에 가해지는 부하 변동 토오크를 상쇄하도록 작용한다.
이상 분명한 바와 같이, 제8실시예의 변동 토오크 상쇄 장치는 입력축(114)의 연속 회전 운동을 슬라이드(120)의 왕복 직선 운동으로 변환하기 위한 운동 변환 장치를 조립한 프레스 장치의 입력축(114)에 연결된다. 제8실시예의 변동 토오크 상쇄 장치(101)는 도 1에 도시된 변동 토오크 상쇄 장치와 구조적으로 유사하나, 토오크 보상 캠(112)이 슬라이드(120)가 왕복운동하여 작업물을 가공하고 있는 동안에, 입력축(114)에 작용하는 변동 토오크를 상쇄할 수 있는 형상으로 되어 있는 점이 다르다. 변동 토오크 상쇄 장치(101)는 슬라이더(107), 슬라이드 가이드(113), 공기 공급부(140) 등을 포함한다.
도 13에 도시된 변동 토오크 상쇄 장치가 도 1에 도시된 것과 유사하나, 도 5,6,7,10,12 각각에 도시된 변동 토오크 상쇄 장치와 대치 가능하다. 도 13에 도시된 것과 같은 형식의 프레스 장치는 일본 특개평 7-116897호 공보에 기재되어 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 있어서, 스프링 압력과 공기 압력 모두를 사용하여 토오크 보상값을 조정할 수 있으며, 기본적인 토오크 보상은 스프링 압력에 의해 이루어지며, 토오크 보상값은 조정하는 경우에, 공기 압력을 사용하여 토오크 보상값이 회전수에 따라 변화되도록 할 수 있다. 공기실에 공기가 없더라도, 토오크 보상값이 스프링 압력에 의하여 기본적으로 확보되므로, 공기 누설이 발생하더라도 아무런 문제가 없다. 게다가, 스프링 압력를 종래보다 더 작게 설정할 수 있기 때문에, 조립시에 스프링을 압축하는 정도가 작아져 조립 작업 효율이 개선될 수 있다.

Claims (15)

  1. 입력축의 연속 회전 운동을 출력축의 소정 형식의 회전운동으로 변환시키는 운동 변환 장치의 회전축에 연결 가능한 변동 토오크 상쇄 장치에 있어서, 평상시에는 스프링에 의한 압력만을 사용하여 회전축에 보상 토오크를 작용시키고, 토오크 보상값을 조정하고자 할 때에는 공기 압력을 부가하여, 스프링 압력과 공기 압력을 모두 사용하여 회전축에 보상 토오크를 작용시키는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  2. 운동 변환 장치의 회전축에 보상 토오크를 가하는 토오크 보상 캠과,
    상기 캠의 표면에 접하여 구르도록 되어있는 캠 종절와,
    상기 캠 종절을 회전 가능하게 지지하는 슬라이드 부재와,
    상기 슬라이드 부재를 슬라이딩 가능하게 수용하는 실린더와,
    상기 실린더 내에 수용되며, 상기 슬라이드 부재를 상기 캠을 향하여 압착하여 상기 캠 종절을 상개 캠 표면에 대해 압착시키는 스프링 부재와,
    상기 실린더 내의 공기실에 공기를 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치된 피스톤에 의해 상기 공기실과 상기 스프링 부재를 수용하는 공간이 분리되며, 상기 스프링 부재가 상기 슬라이드 부재와 상기 피스톤 사이에 신축가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 실린더 내의 상기 공기실이 상기 스프링 부재를 수용하는 공간으로도 사용되는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 스프링 부재의 스프링 압력을 조정하는 수단을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 운동 변환 장치가 캠 전달 기구를 포함하며, 상기 운동 변환 장치의 회전축이 분할 캠을 포함한 입력축 또는 분할 캠에 결합된 캠 종절을 포함하는 터릿에 고정된 출력축인 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 캠 전달 기구가 로울러 기어 캠 기구인 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 캠 전달 기구가 평행 캠 기구인 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 캠 전달 기구가 배럴 캠 기구인 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  10. 제 2 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 토오크 보상 캠이 상기 운동 변환 장치 내에 수용된 회전축 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  11. 제 2 항 내지 제 9 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 토오크 보상 캠이 상기 운동 변환 장치의 외부로 돌출된 회전축 부분에 고정되는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 토오크 보상 캠이 캠 덮개로 덮혀 있는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 토오크 보상 캠이 상기 캠 덮개 내에 설치된 회전축에 고정되며, 상기 회전축과 상기 운동 변환 장치의 회전축을 동력 전달 수단으로 연결한 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  14. 입력축의 연속 회전 운동을 슬라이드의 왕복 직선 운동으로 변환시키는 운동 변환 장치를 조립한 프레스 장치의 입력축에 연결 가능한 변동 토오크 상쇄 장치에 있어서,
    평상시에는 스프링에 의한 압력만을 사용하여 회전축에 보상 토오크를 작용시키고, 토오크 보상값을 조정하고자 할 때에는 공기 압력을 부가하여, 스프링 압력과 공기 압력을 모두 사용하여 회전축에 보상 토오크를 작용시키는 구성으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
  15. 운동 변환 장치의 입력축에 보상 토오크를 가하는 토오크 보상 캠과,
    상기 캠의 표면에 접하여 구르도록 되어있는 캠 종절와,
    상기 캠 종절을 회전 가능하게 지지하는 슬라이드 부재와,
    상기 슬라이드 부재를 슬라이딩 가능하게 수용하는 실린더와,
    상기 실린더 내에 수용되며, 상기 슬라이드 부재를 상기 캠을 향하여 압착하여 상기 캠 종절을 상기 캠 표면에 대해 압착시키는 스프링 부재와,
    상기 실린더 내의 공기실에 공기를 공급하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 변동 토오크 상쇄 장치.
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