KR100552305B1

KR100552305B1 - 캠 장치

Info

Publication number: KR100552305B1
Application number: KR1020047006291A
Authority: KR
Inventors: 가토헤이자부로
Original assignee: 가부시끼가이샤 산쿄 세이사쿠쇼
Priority date: 2002-10-23
Filing date: 2002-10-23
Publication date: 2006-02-21
Also published as: EP1555457A4; WO2004038255A1; EP1555457B1; KR20040068128A; DE60237550D1; US20050061091A1; EP1555457A1

Abstract

캠을 주체로 하는 장치 구성으로서, 높은 생태학적 표준을 확보하는 한편, 높은 회전 토오크의 전달이 가능하면서 소형이며, 고속 운전을 달성할 수 있어, 중량물을 취급하는 APC 장치와 같은 각종 기계 장치의 기본 기계로서 적당히 적용될 수 있는 캠장치가 제공된다. 이 캠 장치는 회전 구동되는 입력축에 설치된 회전 변환 캠 및 리프트 생성 캠으로부터 각각 출력되는 회전 운동 및 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 행하기 위한 출력축을 가지며, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 터릿이 상기 출력축과 일체로 형성된다.

Description

캠 장치{Cam Device}

본 발명은 캠 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 캠을 주체로 하는 장치 구성을 채택하여 높은 생태학적 표준을 확보하는 한편, 고속회전 토오크의 전달이 가능하고, 콤팩트하며, 고속회전 동작을 달성할 수 있어, 중량물을 취급하는 APC 장치와 같은 각종 기계장치의 기본 기계로서 바람직하게 적용될 수 있는 캠 장치에 관한 것이다.

각종 공작 기계에 사용되고 있는 종래의 자동 팰릿 교환장치(APC 장치)에 있어서, 팰릿, 그리고 그 위에 장착되는 가공물이 상당한 중량을 가지므로 팰릿을 승강시키는 리프트 동작에는 유압장치가 사용되는 한편, 팰릿을 선회시키는 회전 동작에는 웜기어 기구가 사용된다. 유압장치 및 웜기어 기구에 의해 중량물을 취급하기 위해 필요한 큰 출력을 얻을 수 있다.

한편, APC 장치와 유사한 운동을 출력하는 것으로서 경량 가공물을 대상으로 한 픽 앤드 플레이스 장치나 자동공구 교환장치(ATC 장치)가 알려져 있다. 이런 픽 앤드 플레이스 장치 등은 캠 장치를 주체로 하여 구성되어 있다. 특히, 입력축에 로울러 기어캠 등의 회전 변환 캠을 설치하고 있다. 회전 변환 캠에 일체적으로 요홈 캠을 형성한다든가 또는 입력축에 별개의 판캠을 부착한다든가 하여 리프트 생 성 캠을 설치한다. 회전 변환 캠의 회전 출력을 터릿을 개재하여 출력축에 입력하며, 리프트 캠의 리프트 출력을 레버를 개재하여 출력축에 입력함으로써, 출력축에 리프트 동작과 회전 동작을 행하게 하고 있다.

또한, 특히 터릿과 출력축은 양자 간에서의 회전 전달을 확보하면서 출력축의 리프트 동작을 허용하기 위하여 스플라인 결합되어 있어, 출력축은 터릿으로 회전동작되면서, 그것과 간섭하지 않고 레버에 의해 리프트 동작되게 되어 있다(일본국 실용신안 공개공보 63-121852 참조).

그러나, 종래의 APC 장치에서는 유압장치가 오일을 이용하기 때문에, 작업 환경이 악화된다는 문제가 있었다. 즉, 유압장치에서는 그 정비 작업이 번잡함과 더불어 누설된다든지, 비산된 오일을 처리하는 설비를 공장시설로서 구비하여야 할 필요가 있으며, 사용 후의 오일의 폐기 처분시에도 적절한 대응이 필요하였다. 그리고, 유압장치를 구비한 종래의 APC 장치에서는 여러가지의 문제가 있었다. 현재의 환경문제에 대한 사회적 요청에 맞추어, 환경개선에 기여하는 생태학적 기술로서 이와 같은 유압장치를 사용하지 않는 장치의 개발이 요구되었다.

그리고, 종래의 APC 장치에서는 구동형태가 다른 유압장치에 의한 리프트 동작과 웜기어에 의한 회전 동작을 정밀하게 동기시키는 것이 힘들었다. 따라서, 리프트 동작으로부터 회전 동작으로, 그리고 회전 동작으로부터 리프트 동작으로의 변환시에는 이들 유압장치 및 웜기어 기구 모두를 일단 정지시킬 필요가 있어, 장치운전의 고속화가 어렵다는 문제도 있었다.

이와 같은 유압장치의 사용과 리프트 동작 및 회전 동작을 출력하도록, 이들 유압장치와 웜기어 기구를 조합한 종래의 APC 장치의 문제를 해결하기 위하여, 상술한 캠을 주체로 하는 종래의 픽-앤드-플레이스 등의 구성을 그대로 사용하는 것을 생각할 수 있다. 이 경우, 중량물을 취급할 수 있게 입력축, 출력축, 아암 및 터릿과 같은 구성 부품의 크기를 증가시킬 필요가 있다.

특히, 픽-앤드-플레이스 장치 등에서는 경량의 가공물을 대상으로 하고 있으므로 필요한 회전 토오크는 작지만, 그 때문에 리프트 동작을 고려하여 회전 토오크의 전달을 출력축과 터릿의 스플라인 결합에 의해 달성할 수 있다. 그러나, 스플라인 결합에서는 중량물을 취급하는 데 필요한 높은 토오크의 회전을 전달하기가 힘들며 스플라인 결합을 그대로 적용하는 경우에는 터릿 및 출력축을 상당히 대형화할 필요가 있으며, 이것도 장치가 크게 되는 문제를 유발한다. 따라서, APC 장치 자체가 대형화 될 때 그것을 취부하는 공장 설비의 기초도 견고해질 필요가 있으며, 구동원도 대출력의 것을 필요로 하게 되는 문제가 있다.

상기한 문제들은 APC 장치를 예로서 설명하였지만, 리프트 동작 및 회전 동작의 운동을 출력하여 중량물을 취급하는 대형의 기계장치에 대해서는 공통적인 문제들이다.

본 발명은 상술한 종래의 문제들에 비추어 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 캠을 주체로 하는 장치의 구성으로서 높은 생태학적 표준을 확보하며, 한편 높은 회전 토오크의 전달이 가능하면서도 소형이며, 고속 운전을 실현할 수가 있어, 중량물을 취급하는 APC장치 등의 각종 기계 장치의 기본 기계로서 적당하게 적용할 수 있는 캠 장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 캠 장치는 회전 구동되는 입력축에 설치된 회전 변환 캠 및 리프트 생성 캠으로부터 각각 출력되는 회전 운동 및 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 행하기 위한 출력축을 가지며, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 터릿이 상기 출력축과 일체로 형성되며, 상기 터릿을 포함하는 상기 출력축이 중공 원통형 부재로 형성되며, 상기 출력축의 회전 동작 및 리프트 동작을 안내하는 가이드 부재가 상기 출력축 내에 삽입되어 있고, 상기 터릿을 포함하는 상기 출력축이 상기 가이드 부재에 안내되면서 상기 회전 동작과 상기 리프트 동작을 수행한다.
그리고, 회전 구동되는 입력축에 설치된 회전 변환 캠으로부터 각각 출력되는 회전 운동 및 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 행하기 위한 출력축과 1조의 리프트 생성 캠을 가지며, 상기 리프트 생성 캠 각각은 상기 회전 변환 캠의 각 측부에 마련되고, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전 운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 터릿이 상기 출력축과 일체로 형성되며, 상기 1조의 리프트 생성 캠은 동일한 캠 프로우필을 가지며 상기 입력축 둘레에 동일한 위상으로 마련되고, 상기 리프트 생성 캠의 각각으로부터 출력된 리프트 운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 1조의 리프트 수단이 상기 1조의 리프트 캠과 상응하게 마련되며, 상기 출력축을 양측으로부터 끼우도록 설치된다.
그리고, 상기 캠장치는 회전 변환 캠을 가지며 회전 구동되는 입력주축과, 상기 입력주축과 나란히 설치되며 회전 전달 수단을 개재하여 상기 입력주축의 회전을 전달받음으로써 상기 입력주축과 동기 회전되는 입력부축과, 상기 입력주축에 설치된 적어도 2개의 주축측 리프트 생성 캠과, 상기 입력부축에 설치된 적어도 2개의 부축측 리프트 생성 캠과, 적어도 4개의 이들 주축측 리프트 생성 캠과 부축측 리프트 생성 캠으로부터 출력되는 리프트 운동을 받음으로써 리프트되는 리프트 판과, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전 운동을 받음으로써 회전되는 터릿과, 상기 터릿 및 상기 리프트 판 각각으로부터 상기 회전 운동 및 상기 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 수행하기 위한 출력축으로 구성되며, 상기 출력축에 상기 회전 운동을 입력하기 위한 상기 터릿이 상기 출력축과 일체적으로 형성된다.

삭제

그리고, 상기 터릿을 포함하는 상기 출력축은 중공 원통형 부재로써 형성되며, 상기 출력축의 상기 회전 동작과 상기 리프트 동작을 안내하기 위한 가이드 부재가 상기 출력축 내에 삽입된다.

도 1은 APC 장치에 적용된 본 발명에 따른 캠 장치의 바람직한 1실시예를 도시하는 측단면도,

도 2는 도 1의 APC 장치의 평면 단면도,

도 3은 도 1의 APC 장치의 외관 사시도,

도 4는 도 1의 APC 장치의 출력축의 상승리프트 상태를 도시하는 부분 확대 측단면도,

도 5는 도 1의 APC 장치의 환상 계합 요홈 및 터릿부의 확대 정면도,

도 6은 도 1의 APC 장치에 사용된 로울러 기어캠과 판캠의 타이밍 선도,

도 7은 도 1의 APC 장치의 작동을 설명하는 설명도,

도 8은 APC 장치에 적용된 본 발명에 따른 캠 장치의 바람직한 1실시예를 도시하는 측단면도,

도 9는 도 8의 APC 장치의 평면 단면도,

도 10은 도 8의 APC 장치의 외관 사시도,

도 11은 도 8의 APC 장치의 출력축의 하강리프트 상태를 도시하는 측단면도,

도 12는 도 8의 APC 장치에 사용된 로울러 기어캠과 판캠의 타이밍 선도,

도 13은 도 8의 APC 장치의 작동을 설명하는 설명도이다.

<제1 실시예>

이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 캠 장치의 바람직한 제 1실시예에 대하여 상세히 서술한다. 도 1 내지 도 7에 도시한 실시예는 APC 장치(1)에 적용된 캠 장치이다. 레그부(2)를 갖는 섀시 형상의 하우징(3)내에 수평방향으로 입력축(4)이 마련된다. 출력축(5)은 입력축(4)에 인접하여 그것과 교차하는 수직방향으로 마련되며, 회전 동작 및 리프트 동작을 수행한다.

입력축(4)은 베어링 부재(6)에 의해 하우징(3)내의 양 측부상에 회전할 수 있게 지지되며, 도시하지 않은 회전 구동원에 의해 1방향으로 회전하게 연속 구동된다. 입력축(4)상에는 로울러 기어캠(7)이 회전변환 캠으로서 마련되어, 입력축 (4)의 연속 1방향 회전으로부터 회전과 정지를 반복하는 간헐 회전운동을 생성한다. 로울러 기어캠(7)은 출력축(5)에 설치된 후술하는 터릿(8)의 회전 전달 캠 종동자(9)와 계합이탈이 용이하게 계합되며, 상기 회전 전달 캠 종동자(9)를 경유하여 그 캠 프로우필에 따라 생성되는 간헐 회전운동을 터릿(8)에 출력하도록 되어있다.

입력축(4)에는 리프트 생성용 캠으로서 입력축(4)의 1방향 연속 회전으로부터 리프트 운동을 생성하는 1조의 판캠(10)이 로울러 기어캠(7)의 양 측부에 설치되어 있다. 판캠(10)은 동일한 캠 프로우필을 가지며, 입력축(4) 주위에 동일한 위 상으로 설치된다. 본 실시예에서, 판캠(10)은 로울러 기어캠(7)의 양 측면을 가공함으로써 이 로울러 기어캠(7)과 일체적으로 형성된다. 필요에 따라서 로울러 기어캠(7)으로부터 별개의 부품으로서 판캠(10)을 입력축(4)에 부착할 수도 있다.

판캠(10)은 하우징(3)의 내벽상에 지지 핀(11)에 의해 1단부가 지지된 리프트 수단으로서의 요동 아암(12)의 중앙부에 설치된 요동 아암 캠 종동자(13)와 계합되며, 리프트 운동을 생성하는 판캠(10)의 캠 프로우필에 따라 요동 아암(12)의 타단부를 수직방향으로 왕복운동시키도록 되어 있다. 판캠(10)과 로울러 기어캠(7)을 동일한 입력축(4)에 설치함으로써 리프트 운동 및 회전운동의 타이밍은 완전히 동기하게 되어있다.

한편, 출력축(5)은 중공 원통형 부재로서 형성되며, 하우징(3)의 저부로부터 돌출된 속이 찬 원주형상의 가이드 부재(14)에 삽입되어 설치된다. 출력축(5)은 상기 가이드 부재(14)를 개재하여 하우징(3)에 대해 그 전체가 회전할 수 있으며 수직방향으로 슬라이드 할 수 있게 지지되며, 상기 가이드 부재(14)는 출력축의 회전동작 및 리프트 동작을 안내한다. 하우징(3)으로부터 외측으로 돌출하는 출력축(5)의 돌출단에는 가공물(W)을 장착하는 팰릿(15)이 취부된다.

그리고, 출력축(5)에는 그 회전방향에 따라 환상 계합 요홈(16)이 형성되며, 이 환상 계합요홈(16)의 상벽과 하벽 사이에는 이들에 끼워져 요동 아암(12)의 타단부에 설치된 리프트 캠 종동자(17)가 슬라이드 할 수 있게 계합된다. 이 식으로 리프트 캠종동자(17)는 환상 계합요홈(16)내에서 슬라이드 되어 출력축(5)의 회전동작을 방해하지 않는 한편, 이 환상 계합요홈(16)에 대하여 수직방향으로 계합하 여 판캠(10)이 출력하는 리프트 운동을 출력축(5)에 입력하도록 되어 있다. 특히, 로울러 기어캠(7) 양 측부상의 1조의 요동 아암(12)은 도 5에 도시한 바와 같이 출력축(5)을 경사시키지 않고 직상방향으로 안정적으로 리프트 운동시키기 위해 출력축 (5)의 그 양 측부로부터 거의 같은 리프트력을 입력하도록 이 출력축(5)을 그 직경방향을 따라 수평방향 좌우 양측으로부터 끼우게 배치된다.

그리고, 출력축(5)에는 환상 계합요홈(16)의 하측에 로울러 기어캠(7)과 계합하는 회전 전달 캠종동자(9)를 갖는 터릿(8)이 마련된다. 회전 전달 캠 종동자 (9)는 터릿(8)의 원주방향을 따라 등간격으로 설치된다. 이 식으로 터릿(8)은 로울러 기어캠(7)이 출력하는 간헐 회전운동을 출력축(5)에 입력할 수 있게 되어 있다.

특히, 이 터릿(8)은 출력축(5)에 대하여 어떤 접합을 행함이 없이 출력축(5) 그 자체의 일부분으로서 이 출력축(5)과 일체적으로 형성되며, 따라서 출력축(5)과 터릿(8)은 하나의 부품으로 만들어진 기능부분이 되어 이 부품의 재질 그 자체의 높은 강성을 갖고 결합된 형태가 되어 있다.

하우징(3)의 높이를 낮게 억제하기 위하여 입력축(4)이 요동 아암(12)을 관통하여 설치되며, 지지 핀(11) 주위에서 요동되는 요동 아암(12)에는 그것이 요동동작할 때, 입력축(4)이 간섭하지 않도록 입력축(4)의 관통위치에 그 요동동작의 궤적에 따라 장공(18)이 형성되어 있다. 그리고, 하우징(3)에는 출력축(5)의 관통부분을 씨일하는 씨일부재(19)가 설치되어 있다.

도 6 및 도 7 에는 1방향으로 연속 회전구동되는 입력축(4)에 의해 회전되는 로울러 기어캠(7)과 판캠(10) 각각으로부터 출력되는 간헐 회전운동 및 리프트 운 동의 타이밍 선도 및 그것에 따른 APC 장치(1)의 작동 상황이 도시되어 있다.

입력축(4)이 360°1회전하는 사이에, 요동 아암(12)을 개재하여 판캠(10)에 의해 출력축(5)이 가이드 부재(14)에 안내되면서 상승 리프트 동작을 행하는 기간 ((a)-(b))동안은 로울러 기어캠(7)은 입력축(4)이 회전하여도 회전변위를 출력하지 않는 체재 기간이 되어 터릿(8)은 회전정지 상태에 있다. 이어서 출력축(5)의 상승 리프트 동작이 완료하여 정지상태가 되면 터릿(8)을 개재하여 로울러 기어캠(7)에 의해 출력축(5)이 가이드 부재(14)에 안내되면서 180°의 회전동작을 행한다((b)-(c)). 그리고, 출력축(5)의 180°까지의 회전동작이 완료되고 로울러 기어캠(7)이 체재 기간에 들어가서 터릿(8)이 회전정지 상태가 되면, 판캠(10)에 의해 출력축 (5)이 가이드 부재(14)에 안내되면서 하강 리프트 동작을 행하게 되어 있으며 ((c)-(d)), 이와 같은 동작이 입력축(4)의 1 회전마다 반복된다. 하강 동작의 완료로부터 다음 회의 상승 리프트 동작의 개시까지의 사이에는 판캠(10)의 캠 프로우필의 설정에 따라 작은 기간의 정지 상태(d)가 창출되도록 되어 있다.

따라서, 출력축(5)에 취부된 팰릿(15)은 입력축(4)의 첫번째 회전에 상승, 180°선회, 하강을 행하며, 계속하여 두번째 회전에 다시 상승, 같은 방향으로 180°선회, 하강을 행하는, 2회전으로 완료하는 동작을 연속적으로 행하게 된다. 이 기간중 출력축(5)을 리프트시켜 회전시키는 입력축(4)은 감속된다든지 정지된다든지 하는 일이 없이 등속으로 연속회전되게 되어 있다.

이 일련의 작동에서, 출력축(5)과 일체로 형성된 터릿(8)은 이 출력축(5)과 함께 상하로 리프트되게 된다. 즉, 로울러 기어캠(7) 및 판캠(10)의 캠 프로우필에 따라 로울러 기어캠(7)의 체재 기간 중(이 때 로울러 기어캠(7)의 캠 프로우필은 그것과 계합하는 회전 전달 캠종동자(9)가 변위를 발생하지 않도록 수직방향으로 곧바르게 되어 있다.)에 출력축(5)이 상승 리프트를 완료한 때, 회전 전달 캠종동자(9)가 로울러 기어캠(7)에 계합하여, 로울러 기어캠(7)의 회전운동이 터릿(8)에 입력되며, 이어서 로울러 기어캠(7)의 체재 기간중에 출력축(5)이 하강 리프트할 때에는 회전 전달 캠종동자(9)가 로울러 기어캠(7)으로부터 이탈되도록 되어 있다.

이 회전 전달 캠종동자(9)의 로울러 기어캠(7)으로부터의 이탈의 정도는 리프트 양과의 관계로 조정할 수 있으며, 이들의 교합이 완전하게는 벗어나지 않게 설정할 수도, 또는 완전하게 벗어나게 설정할 수도 있다. 완전히 벗어나게 설정한 경우에는 교합의 복원을 확실하게 하기 위하여 터릿(8) 또는 출력축(5)의 회전을 저지하는 저지구 등을 설치하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 본 실시예에 관한 캠 장치는 출력축(5)에 터릿(8)을 일체로 형성한 것으로서, 리프트 운동이나 회전운동이 입력되는 이들 부분을 대형화하지 않고 상당한 강성을 확보할 수 있다. 출력축(5)에 대하여 종래와 비교하여 바람직하게 리프트 동작 및 회전 동작을 보증하면서 터릿(8)에 고회전 토오크를 입력할 수 있어, 장치 구성을 콤팩트하게 유지하면서 적절하게 중량물을 취급할 수 있다.

그리고, 유압장치를 배제한 캠(7, 10)을 주체로 한 장치 구성이므로, 정비가 용이함과 함께 높은 생태학적 표준에 기여하게 할 수 있다.

또, 단일의 입력축(4)에 로울러 기어캠(7)과 판캠(10)을 설치하여 입력축(4)의 회전으로부터 회전 동작과 리프트 동작을 출력할 수 있으므로, 이들 동작을 완 전하게 동기시킬 수 있어 장치 운전의 고속화를 달성할 수 있다.

더욱이, 터릿(8)을 일체로 마련한 출력축(5)을 중공 원통형 부재로 형성하여, 그 회전 동작 및 리프트 동작을 출력축(5)내에 삽입한 가이드 부재(14)로 안내하도록 하였으므로, 이 가이드 부재(14)에 의해 중량물을 취급하는 출력축(5)에 가해지는 부하를 지지하면서 그 운동을 적절하게 안내할 수 있어 출력축(5)의 운동 안정성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 출력축(5)에 리프트 운동을 입력하는 요동 아암(12)을, 출력축(5)을 양 측부로부터 끼운 위치에서 1조로 설치하였으므로, 이들 요동 아암(12)으로 중량물의 하중 부하를 분담하면서 출력축(5)을 기울이지 않고 직상방향으로 안정적으로 리프트 운동시킬 수 있다. 또, 그 면으로부터도 출력축(5)의 운동 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예에서는 리프트 생성 캠으로서 판캠(10)을 예로 설명하였지만, 그것에 대신하여 로울러 기어캠(7)의 양 측면에 요홈 캠을 마련하여 구성할 수도 있다.

또한 상기 실시예에서는 본 발명에 따른 캠 장치를 APC 장치(1)에 적용한 경우를 예로 설명하였지만, 이것에 한정됨이 없이 리프트 동작 및 회전 동작의 운동을 출력하여 중량물을 취급하는 각종 대형 기계장치에 적용할 수가 있다.

<제2실시예>

본 발명에 따른 캠 장치의 바람직한 제2실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도 8 내지 도 13 에 도시한 실시예에는 캠 장치를 APC 장치(101)에 적용한 경우가 도시된다. 레그부(102)를 갖는 섀시 형상의 하우징(103)에는 입력주축 (104)과 입력부축(105)이 수평방향으로 간격을 갖고 서로 평행하게 설치된다. 이들 입력주축(104)과 입력부축(105) 사이에는 이들과 교차하는 수직방향으로 회전 동작 및 리프트 동작되는 출력축(106)이 설치된다.

입력주축(104)은 그 양단부가 베어링 부재(107)를 개재하여 하우징(103)에 회전될 수 있게 지지되며, 도시하지 않은 회전 구동원에 의해 1방향으로 연속적으로 회전구동되도록 되어 있다. 입력부축(105)은 입력주축(104)과 같은 직경으로 형성되며, 그 양단부가 베어링 부재(108)를 개재하여 하우징(103)에 회전할 수 있게 지지된다. 이 입력부축(105)과 입력주축(104)의 사이에는 입력주축(104)의 회전을 입력부축(105)에 전달하여 입력부축(105)을 입력주축(104)과 동기회전시키는, 즉 적어도 동일한 회전 수로 1방향으로 연속회전시키는 회전 전달수단(109)이 설치된다.

도시예에 있어서는 회전 전달수단(109)은 입력주축(104)에 설치되고 그것과 일체적으로 회전되는 구동 기어(110)와, 하우징(103)에 회전할 수 있게 지지되고 구동 기어(110)에 교합되는 제 1 아이들 기어(111)와, 하우징(103)에 회전될 수 있게 지지되며 제 1 아이들 기어(111)에 교합되는 제 2 아이들 기어(112)와, 입력부축(105)에 설치되고 제 2 아이들 기어(112)에 교합되어 입력부축(105)을 회전구동시키는 종동 기어(113)로 구성된다. 구동 기어(110)와 종동 기어(113)가 동일한 것이 사용되고, 제 1, 2 아이들 기어(111, 112)도 동일한 것이 사용되어, 입력주축 (104)과 입력부축(105)을 역방향으로 같은 회전 수로 회전시킬 수 있게 되어 있다. 입력주축(104)과 입력부축(105)이 다른 직경으로 되어 있어도, 회전 전달수단(109)의 기어비를 적당하게 설정할 수 있어 양 자를 동기회전시킬 수 있음은 물론이다.

입력주축(104)상에는 회전 변환캠으로서 입력주축(104)의 1방향 연속 회전으로부터 회전과 정지를 반복하는 간헐 회전운동을 생성하는 로울러 기어캠(114)이 설치된다. 로울러 기어캠(114)은 출력축(106)에 설치된 후술하는 터릿(115)의 회전 전달 캠종동자(116)와 계합/이탈이 용이하게 계합되며, 이 회전 전달 캠종동자 (116)를 개재하여 그 캠 프로우필에 따른 간헐 회전운동을 터릿(115)에 출력하도록 되어 있다.

입력주축(104)에는 주축측 리프트 생성 캠으로서 입력주축(104)의 1방향 연속 회전으로부터 리프트 운동을 생성하는 판캠(117)이 로울러 기어캠(114)의 양 측부에 각각 1개씩, 적어도 2개 설치된다. 이들 판캠(117)은 동일 캠 프로우필로서 입력주축(104) 둘레에 동일한 위상으로 설치된다. 본 실시예에서, 판캠(117)은 로울러 기어캠(114)의 양 측면을 가공함으로써 로울러 기어캠(114)에 일체적으로 형성된다. 필요에 따라 판캠(117)은 로울러 기어캠(114)과 별개체로 입력주축(104)에 취부될 수도 있다.

입력부축(105)에도 부축측 리프트 생성 캠으로서 입력부축(105)의 1방향 연속 회전으로부터 리프트 운동을 생성하는 판캠(118)이 입력주축측의 판캠(117)에 각각 서로 대향하여 1개씩, 적어도 2개 설치된다. 이들 판캠(118)은 입력부축(105)이 입력주축(104)과 역회전함으로써 입력주축측의 판캠(117)을 반전시킨 캠 프로우필로서 입력부축(105) 둘레에 서로 동일한 위상으로 설치되어 입력주축(104) 및 입 력부축(105)이 1회전 하는 사이에 모든 판캠(117, 118)이 같은 리프트 운동을 생성하도록 되어 있다.

입력주축(104)과 입력부축(105)의 회전방향이 동일하면, 모든 판캠(117, 118)은 동일 캠 프로우필과 동일 위상으로 설치된다. 또, 입력주축(104)과 입력부축(105)이 다른 직경이더라도, 입력주축(104)과 입력부축(105) 각각의 판캠(117, 118)의 캠 프로우필을 적당히 설정함으로써 모든 판캠(117, 118)에 같은 리프트 운동을 생성시킬 수 있는 것은 물론이다. 입력주축측의 판캠(117)과 로울러 기어캠 (114)이 같은 입력주축(104)에 설치되며, 입력부축측의 판캠(118)은 입력부축(105)이 입력주축(104)과 동기회전됨으로써, 이들 리프트 운동과 회전운동의 타이밍은 완전히 동기하게 되어 있다.

한편, 출력축(106)은 중공 원통형 부재로 형성되며, 하우징(103) 저부로부터 돌출된 속이 찬 원주형상의 가이드 부재(119)에 삽입되어 설치된다. 출력축 (106)은 이 가이드 부재(109)를 개재하여 하우징(103)에 대하여 그 전체가 회전될 수 있으며, 수직방향으로 슬라이드 될 수 있게 지지되고, 가이드 부재(119)에 의해 그 회전 동작 및 리프트 동작이 안내된다.

출력축(106)에는 그 축방향 거의 중간부에 위치시켜 리프트 판(120)이 설치된다. 이 리프트 판(120)은 입력주축, 입력부축 간의 폭이 로울러 기어캠(114)과 간섭하지 않는 외형 치수로 형성됨과 함께, 그 네 모서리에는 각각 판캠(117, 118)의 직상방에 도달하는 아암부(121)가 일체적으로 형성된다. 아암부(121)의 선단에는 서로 같은 리프트 운동을 생성하는 각 판캠(117, 118)과 계합하는 리프트 캠종 동자(122)가 설치된다. 이 식으로, 판캠(117, 118)의 캠 프로우필에 따른 리프트 운동이 리프트 캠종동자(122)를 개재하여 리프트 판(120)에 입력되어 리프트 판(120)은 수평상태를 유지한 채 리프트되며, 이 리프트 운동이 리프트 판(120)으로부터 출력축(106)에 입력되고, 출력축(106)은 기울어지지 않고 직상방향으로 안정적으로 리프트 동작되도록 되어 있다.

출력축(106)의 상단부에는 그것을 덮도록 링형 부재(123)가 설치되며, 이 링형 부재(123)의 하단과 출력축(106) 둘레에 형성된 리프트 판(120)의 환상 요부 (124)와의 사이에는, 리프트 운동 전달시 리프트 판(120)과 출력축(106) 사이에 발생하는 추력을 지지하면서, 리프트 판(120)에 대한 출력축(106)의 상대회전을 허용하기 위해 드러스트 베어링(125)이 그 사이에 설치된다. 출력축(106) 상단부의 링형 부재(123)에는 가공물(W)을 장착하는 팰릿(126)이 보울트로 취부된다. 팰릿 (126)의 선회운동 및 리프트 운동을 안정시키기 위하여 가이드 부재(119)의 상단부(127)가 링형 부재(123)를 관통하여, 팰릿(126)의 선회 중심에 형성된 구멍부(128)에 회전될 수 있게 수직방향으로 상대이동할 수 있게 계합되어 있다.

그리고, 출력축(106)에는 리프트 판(120)의 하방에 로울러 기어캠(114)과 계합하는 회전 전달 캠종동자(116)를 갖는 터릿(115)이 마련된다. 회전 전달 캠종동자(116)는 터릿(115)의 원주방향을 따라 등간격으로 설치된다. 이 식으로, 터릿(115)은 로울러 기어캠(114)이 출력하는 간헐 회전운동을 출력축(106)에 입력하도록 되어 있다.

특히, 이 터릿(115)은 출력축(106)에 대하여 어떤 접합을 행하지 않고 출력 축(106) 그 자체의 일부분으로서 출력축(106)과 일체적으로 형성되며, 따라서 출력축(106) 및 터릿(115)은 하나의 부품으로 제조된 기능부분으로 됨으로써 그 부품의 재질 그 자체의 높은 강성을 갖고 결합된 형태로 된다. 하우징(103)에는 출력축 (106)의 관통부분을 씨일하는 씨일 부재(129)가 설치되어 있다.

도 12 및 도 13은 1방향으로 연속 회전구동되는 입력주축(104)으로 회전구동되는 로울러 기어캠(114) 및 판캠(117, 118) 각각으로부터 출력되는 간헐 회전운동 및 리프트 운동의 타이밍 선도 및 그것에 따른 APC 장치(101)의 작동 상황을 도시하고 있다.

입력주축(104)이 360°1회전하는 사이에, 리프트 판(120)을 개재하여 판캠 (117, 118)에 의해 출력축(106)이 가이드 부재(119)에 안내되면서 상승 리프트 동작을 행하는 기간((a)-(b))에, 로울러 기어캠(114)은 입력주축(104)이 회전하여도 회전변위를 출력하지 않는 체재 기간에 있어 터릿(115)은 회전정지상태로 된다.

그 후, 출력축(106)의 상승 리프트 동작이 완료하여 정지상태가 되면, 터릿(115)을 개재하여 로울러 기어캠(114)에 의해 출력축(106)이 가이드 부재(119)에 안내되면서 180°의 회전동작을 행한다((b)-(c)). 이어서, 출력축(106)의 180°까지의 회전동작이 완료하여 로울러 기어캠(114)이 체재 기간에 들어가 터릿(115)이 회전정지 상태가 되면 판캠(117, 118)에 의해 출력축(106)이 가이드 부재(119)에 의해 안내되면서 하강 리프트 동작을 행하도록 되어 있다((c)-(d)). 이와 같은 동작이 입력주축(104)의 회전마다 반복된다. 하강 리프트 동작의 완료로부터 다음 회의 상승 리프트 동작의 개시까지의 사이에는 판캠(117, 118)의 캠 프로우필의 설 정에 의해 작은 기간의 정지 상태((d))가 창출되도록 되어 있다.

따라서, 출력축(106)에 취부된 팰릿(126)은 입력주축(104)의 1회전 째에 상승, 180°의 선회, 하강을 행하며, 계속하여 2회전 째에 다시 상승, 동방향으로 180°의 선회, 하강을 행하는, 2회전으로 완료하는 동작을 연속적으로 행하게 된다. 이 기간 중, 출력축(106)을 리프트하여 회전시키는 입력주축(104) 및 입력부축 (105)은 감속된다든지 정지된다든지 하지 않고 등속으로 연속회전 되게 되어 있다.

이 일련의 작동에서 출력축(106)에 일체로 형성된 터릿(115)은 출력축(106)과 함께 상하로 리프트되게 된다. 즉, 로울러 기어캠(114) 및 판캠(117, 118)의 캠 프로우필에 따라 로울러 기어캠(114)의 체재 기간 중(이때, 로울러 기어캠(114)의 캠 프로우필은 그것에 계합하는 회전 전달 캠종동자(116)가 변위를 발생하지 않도록 수직방향으로 곧바른 것으로 되어 있다)에 출력축(106)이 상승 리프트를 완료한 때, 회전 전달 캠종동자(116)가 로울러 기어캠(114)에 계합하여, 로울러 기어캠(114)의 회전운동이 터릿(115)에 입력되고, 이어서 로울러 기어캠(114)의 체재 기간 중 출력축(106)이 하강 리프트를 할 때에는 회전 전달 캠종동자(116)가 로울러 기어캠(114)으로부터 이탈되도록 되어 있다.

회전 전달 캠종동자(116)의 로울러 기어캠(114)으로부터의 이탈의 정도는 리프트 양과의 관계로 조정할 수 있으며, 이들의 교합이 완전하게는 벗어나지 않도록 설정하거나, 또는 완전히 벗어나도록 설정할 수도 있다. 완전히 벗어나도록 설정한 때에는 교합의 복원을 확실하게 하기 위하여, 터릿(115) 또는 출력축(106)의 회전을 저지하는 저지구 등을 설치하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 본 실시예에 따른 캠 장치에 있어서는, 서로 동기회전되는 입력주축(104) 및 입력부축(105)에 마련된 적어도 4개의 판캠(117, 118)에 의해 리프트 판(120)에 리프트 운동을 입력하여 출력축(106)을 리프트 동작시키게 하였으므로, 이들 판캠(117, 118)으로 중량물의 하중 부하를 분담하면서 출력축(106)을 기울이지 않고 직상방향으로 안정적으로 리프트 운동시킬 수 있어, 중량물의 부하가 가해지는 출력축(106)의 운동 안정성을 향상시킬 수 있다.

그리고, 출력축(106)에 터릿(115)을 일체로 형성한 것으로서, 리프트 운동이나 회전운동이 입력되는 이들 부분을 대형화하지 않고 상당한 강성을 확보할 수 있다. 출력축(106)에 대하여 종래와 비교하여 바람직하게 리프트 동작 및 회전 동작을 보증하면서 터릿(115)에 고회전 토오크를 입력할 수 있어, 장치 구성을 콤팩트하게 유지하면서 적절하게 중량물을 취급할 수 있다.

그리고, 유압장치를 배제한 캠(114, 117, 118)을 주체로 한 장치 구성이므로, 정비가 용이하며 높은 생태학적 표준에 기여할 수 있다. 그리고, 입력주축측의 판캠(117)과 로울러 기어캠(114)이 같은 입력주축(104)에 설치되며, 입력부축측의 판캠(118)은 입력부축(105)이 입력주축(104)과 동기회전된다. 따라서, 리프트 운동과 회전 운동의 타이밍을 완전하게 동기시킬 수 있어 장치 운전을 고속화시킬 수 있다.

또한, 터릿(115)을 일체로 마련한 출력축(106)을 중공 원통형 부재로 형성하고, 그 회전동작 및 리프트 동작을 출력축(106)내에 삽입한 가이드 부재(119)로 안내하도록 한 것으로서, 이 가이드 부재(119)에 의해 중량물을 취급하는 출력축 (106)에 가해지는 부하를 지지하면서 그 운동을 적절하게 안내할 수 있어, 출력축(106)의 운동 안정성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 하우징(103)에 설치한 가이드 부재(119)를 팰릿(126)에 계합시키게 하였으므로, 팰릿(126)의 선회 및 리프트의 운동 안정성을 향상시킬 수 있다.

상기 실시예는 리프트 생성 캠으로서 판캠(117, 118)을 예로 설명하였지만, 그 대신에 요홈 캠을 채용할 수도 있다. 그리고, 상기 실시예는 본 발명에 따른 캠 장치를 APC 장치(101)에 적용한 경우를 예로 설명하였지만, 그것에 한정되지 않고 리프트 동작 및 회전 동작의 운동을 출력하여 중량물을 취급하는 각종 대형 기계장치에 적용할 수도 있다.

본 발명에 따른 캠 장치는 캠을 주체로 하는 장치 구성으로서, 생태학적 표준을 확보할 수 있으며, 출력축에 터릿을 일체적으로 형성함으로써 고회전 토오크의 전달이 가능하면서 장치의 소형화를 달성할 수 있고, 단일의 입력축 회전으로 리프트 운동과 회전 운동을 출력시킬 수 있어 고속 회전을 실현할 수 있어, 중량물을 취급하는 APC 장치 등의 각종 기계장치의 기본 기계로서 바람직하게 적용할 수 있다.

그리고, 가이드 부재에 의해 중량물을 취급하는 출력축의 운동을 적절하게 안내할 수 있어 그 운동 안정성을 향상시킬 수 있다.

또한, 출력축을 양측으로부터 끼워 1조로 설치한 리프트 수단에 의해 중량물의 하중 부하를 1조의 리프트 수단으로 분담하여 지지하여, 출력축의 운동 안정성 을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 캠 장치는 캠을 주체로 하는 장치 구성으로서 생태학적 표준을 확보할 수 있으며, 출력축에 터릿을 일체로 형성함으로써 고회전 토오크의 전달이 가능하면서 장치의 소형화를 달성할 수 있고, 입력주축의 회전으로부터 리프트 운동과 회전 운동을 출력할 수 있어 고속 운전을 실현할 수 있다. 또한, 적어도 4개의 리프트 생성 캠으로 하중 부하를 분담하여 중량물을 적절하게 하중 지지할 수 있어, 중량물을 취급하는 APC 장치 등의 각종 기계장치의 기본 기계로서 바람직하게 적용할 수 있다.

그리고, 이런 캠 장치에서, 가이드 부재에 의해 중량물을 취급하는 출력축의 운동을 적절히 안내할 수 있어 그 운동의 안정성을 향상시킬 수 있다.

Claims

회전 구동되는 입력축에 설치된 회전 변환 캠 및 리프트 생성 캠으로부터 각각 출력되는 회전 운동 및 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 행하기 위한 출력축을 가지며, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 터릿이 상기 출력축과 일체로 형성되며, 상기 터릿을 포함하는 상기 출력축이 중공 원통형 부재로 형성되며, 상기 출력축의 회전 동작 및 리프트 동작을 안내하는 가이드 부재가 상기 출력축 내에 삽입되어 있고, 상기 터릿을 포함하는 상기 출력축이 상기 가이드 부재에 안내되면서 상기 회전 동작과 상기 리프트 동작을 수행하는 캠 장치.
삭제
회전 구동되는 입력축에 설치된 회전 변환 캠으로부터 각각 출력되는 회전 운동 및 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 행하기 위한 출력축과 1조의 리프트 생성 캠을 가지며, 상기 리프트 생성 캠 각각은 상기 회전 변환 캠의 각 측부에 마련되고, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전 운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 터릿이 상기 출력축과 일체로 형성되며, 상기 1조의 리프트 생성 캠은 동일한 캠 프로우필을 가지며 상기 입력축 둘레에 동일한 위상으로 마련되고, 상기 리프트 생성 캠의 각각으로부터 출력된 리프트 운동을 상기 출력축에 입력하기 위한 1조의 리프트 수단이 상기 1조의 리프트 캠과 상응하게 마련되며, 상기 출력축을 양측으로부터 끼우도록 설치되는 캠 장치.
회전 변환 캠을 가지며 회전 구동되는 입력주축과, 상기 입력주축과 나란히 설치되며 회전 전달 수단을 개재하여 상기 입력주축의 회전을 전달받음으로써 상기 입력주축과 동기 회전되는 입력부축과, 상기 입력주축에 설치된 적어도 2개의 주축측 리프트 생성 캠과, 상기 입력부축에 설치된 적어도 2개의 부축측 리프트 생성 캠과, 적어도 4개의 이들 주축측 리프트 생성 캠과 부축측 리프트 생성 캠으로부터 출력되는 리프트 운동을 받음으로써 리프트되는 리프트 판과, 상기 회전 변환 캠으로부터 출력되는 회전 운동을 받음으로써 회전되는 터릿과, 상기 터릿 및 상기 리프트 판 각각으로부터 상기 회전 운동 및 상기 리프트 운동을 받음으로써 회전 동작 및 리프트 동작을 수행하기 위한 출력축으로 구성되며, 상기 출력축에 상기 회전 운동을 입력하기 위한 상기 터릿이 상기 출력축과 일체적으로 형성되는 캠 장치.
제 4항에 있어서, 상기 터릿을 포함하는 상기 출력축은 중공 원통형 부재로서 형성되며, 상기 출력축의 상기 회전 동작과 상기 리프트 동작을 안내하기 위한 가이드 부재가 상기 출력축 내에 삽입되는 캠 장치.