KR101812768B1

KR101812768B1 - 이앙기

Info

Publication number: KR101812768B1
Application number: KR1020157028709A
Authority: KR
Inventors: 토모히로 타케야마; 쿠니오 도이
Original assignee: 얀마 가부시키가이샤
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-27
Publication date: 2017-12-27
Also published as: KR20150127706A; CN105072885B; CN105072885A; WO2014157441A1

Abstract

식부 아암축에 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여해, 토크 변동을 평준화 하여 위상차를 개선함으로써, 식부조의 궤적을 적정화시켜 식부 불량을 방지하는 이앙기를 제공한다. 로터리 케이스를 지지하는 식부 아암축에 부등속 기구를 개재하여 동력을 전달하는 이앙기로서, 상기 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 마련함과 함께, 상기 토크 평준화 기구는 상기 식부 아암축에 장착된다.

Description

이앙기{RICE TRANSPLATER}

본 발명은, 부등속 기구를 개재하여 식부 아암에 동력을 전달하는 이앙기에 관한 것이다.

종래의 이앙기에서는, 밀식(密植)을 기준으로, 하사점 부근에서 식부조 선단의 궤적이 거의 연직하도록 설정되어 있으면, 소식(疎植) 상태에서는 식부조가 포장(圃場, 이하 '논밭'이라고 함)으로부터 벗어나는 속도가 늦어지기 때문에, 식부된 모종을 앞으로 밀어 넘어뜨리는 현상이 생기기 쉽다. 반대로 소식을 기준으로, 하사점 부근에서 식부조 선단의 궤적이 거의 연직하도록 설정되어 있으면, 밀식 상태에서는 식부조가 논밭으로 들어간 채 뒷걸음치는 현상이 생겨, 모종이 흐트러지거나 이토가 파임으로써 모종 뜨기 쉽다.

그 때문에, 밀식 상태를 기준으로 하여, 식부조를 논밭으로부터 보다 신속히 벗어나 이동시키기 위하여 소식 시, 부등속 기구를 마련하여 식부조를 지지하는 로터리식 식부 아암축의 일회전 중의 각속도(회전 속도)를 변화시키는 방법이 있다.

일본 특허 공개 평07-163216호 공보에는, 식부 미션 케이스로부터 식부 아암축의 사이에 부등속 전동 기구를 마련하여, 일회전 중의 각속도를 변화시킴으로써 다음과 같이 완급을 두는 기술이 개시된다. 즉, 모종 취출시와 식부 직후에 빠른 구간을 마련함과 함께, 모종 취출전과 식부전에는 느린 구간을 마련함으로써 양호한 모종 취출 동작 및 식부 동작을 실현하고 있다.

부등속 전동 기구는 회전축의 일회전 중에서의 각속도를 가감속시키는 것이기 때문에, 회전축에 가해지는 토크 변동(부하 변동)이 커진다. 회전축이 비틀림, 비틀림 해제를 반복함으로써, 구동계를 구성하는 기어의 백 래쉬 또는 구동계 제조시에 부품 사이에 생긴 틈새에 의한 덜컹거림이나 구동계의 비틀림에 기인한 구동계의 회전 불균일이 발생함으로써, 가감속 위상차가 발생하여 식부 불량으로 연결된다.

따라서, 본 발명은, 식부 아암축에 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여해, 토크 변동을 평준화하여 위상차를 개선함으로써, 식부조의 궤적을 적정화시켜 식부 불량을 방지하는 이앙기를 제공한다.

본 발명의 제1 양태에 따른 이앙기는, 로터리 케이스를 지지하는 식부 아암축에 부등속 기구를 개재하여 동력을 전달하는 이앙기로서, 상기 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 마련함과 함께, 상기 토크 평준화 기구는 상기 식부 아암축에 장착된다.

상기 토크 평준화 기구는 상기 부등속 기구로부터 상기 식부 아암축으로의 동력 전달을 단속(斷續)하는 유닛 클러치보다 동력 전달 경로의 하류측에 마련된다.

또한, 상기 토크 평준화 기구는 상기 식부 아암축이 마련되는 식부 유닛마다 마련된다.

상기 토크 평준화 기구는 크랭크 기구 또는 캠 기구를 포함함과 함께, 상기 크랭크 기구 또는 캠 기구에 의해 주기적으로 탄성력을 발생시키는 탄성체를 구비한다.

상기 탄성체의 탄성력은 조절 가능하며, 상기 부등속 기구로부터 상기 식부 아암축으로의 동력 전달을 단속하는 유닛 클러치의 단속에 연동하는 것이 바람직하다.

상기 탄성체의 탄성력은 식부 포기수에 따라 작거나 또는 0으로 설정된다.

상기 탄성체의 탄성력은, 차속 또는 식부 아암축의 회전수에 따라 조절된다.

본 발명의 제2 양태에 따른 이앙기는 로터리 케이스를 지지하는 식부 아암축에 부등속 기구를 개재하여 동력을 전달하는 이앙기로서, 상기 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 마련함과 함께, 상기 토크 평준화 기구는 상기 부등속 기구로부터 상기 식부 아암축으로의 동력 전달을 단속하는 유닛 클러치보다 동력 전달 경로의 하류측에 마련된다.

본 발명의 제3 양태에 따른 이앙기는, 로터리 케이스를 지지하는 식부 아암축에 부등속 기구를 개재하여 동력을 전달하는 이앙기로서, 상기 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 마련함과 함께, 상기 토크 평준화 기구는 탄성체의 탄성력을 이용한다.

상기 토크 평준화 기구의 다른 실시 형태에서는, 상기 로터리 케이스에 마련되는 로터 아암축 사이를 연결하는 연결 플레이트에 마련됨과 함께, 상기 식부 아암축을 사이에 두고 대칭 위치에 마련되고, 상기 연결 플레이트의 외방측을 향하여 돌출하는 2개의 핀 및 상기 2개의 핀을 외주측으로부터 덮으며 핀 사이의 길이를 한 변으로 하는 정방형 형상 또는 삼각형 형상의 링을 구비하고, 상기 토크를 부여하는 탄성체는 상기 링에서 핀 사이의 길이를 한 변으로 하는 변과 대향하는 부위에 장착된다.

상기 토크 평준화 기구의 다른 실시 형태에서는, 상기 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동의 최대 토크가 발생하는 타이밍에, 상기 최대 토크를 없애는 방향으로 임펄스 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 마련함과 함께, 상기 토크 평준화 기구는 상기 최대 토크가 발생하는 타이밍을 설정하는 캠 및 상기 캠에 의한 타이밍에 작동하여 상기 임펄스 토크를 발생시키는 솔레노이드를 구비한다.

본 발명에 의하면, 부등속 기구에 의해 발생하는 토크 변동을 평준화하여 위상차를 개선함으로써, 식부조의 궤적을 적정화하여 식부 불량을 방지할 수 있다.

도 1은 이앙기의 측면도이다.
도 2는 식부 구동부 골격도이다.
도 3은 토크 평준화 기구의 측면도이다.
도 4는 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 토크의 설명도이다.
도 5는 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 토크의 설명도이다.
도 6은 부등속 기구에 의해 구동되는 식부 아암축에 생기는 토크 변동 및 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 평준화 토크 및 이들의 합성 토크를 나타내는 도면이다.
도 7은 토크 평준화 기구를 다른 위치에 마련한 실시 형태를 나타내는 골격도이다.
도 8은 식부 구동부의 골격도이다.
도 9는 토크 평준화 기구의 측면도이다.
도 10은 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 토크의 설명도이다.
도 11은 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 토크의 설명도이다.
도 12는 부등속 기구에 의해 구동되는 식부 아암축에 생기는 토크 변동 및 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 평준화 토크 및 이들의 합성 토크를 나타내는 도면이다.
도 13은 토크 평준화 기구에 탄성력 조절 기구를 마련한 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 14는 식부 구동부의 골격도이다.
도 15는 토크 평준화 기구의 탄성력의 조절을 나타낸 도면이다.
도 16은 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 토크의 설명도이다.
도 17은 부등속 기구에 의해 구동되는 식부 아암축에 생기는 토크 변동 및 토크 평준화 기구에 의해 부여되는 평준화 토크 및 이들의 합성 토크를 나타내는 도면이다.
도 18은 토크 평준화 기구의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 19는 토크 평준화 기구의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 20은 마그넷을 이용한 토크 평준화 기구를 나타내는 도면이다.
도 21은 토크 평준화 기구를 식부 횡축에 마련한 실시 형태를 나타내는 골격도이다.
도 22는 토크 평준화 기구를 식부 횡축에 마련한 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 23은 토크 평준화 기구를 식부 횡축에 마련한 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 24는 토크 평준화 기구의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.
도 25는 토크 평준화 기구의 다른 실시 형태를 나타내는 도면이다.

첨부 도면을 참조하여 이앙기(1)에 대해 설명한다.

이앙기(1)는 엔진(2)의 동력에 의해 전륜(3) 및 후륜(4)을 구동시켜 주행하면서, 식부부(5)에 의해 식부 작업을 한다. 엔진(2)으로부터 동력은 미션 케이스(6)를 거쳐 전륜(3)및 후륜(4)으로 전달되고, 또한 미션 케이스(6) 및 포기간 변경 장치(9)를 거쳐 식부부(5)에 각각 전달된다.

식부부(5)는 식부 센터 케이스(10), 식부 베벨 케이스(11), 로터리 케이스(12), 식부 아암(13), 모종 적재대(14) 및 복수의 플로트(15)를 구비한다.

도 2는 식부부(5)의 식부 구동에 관한 전동 계통도이다. 도 2는, 하나의 식부 유닛을 나타내고 있으나, 다른 식부 유닛에 대해서도 동일하게 구성된다.

식부 센터 케이스(10)로부터 분기되는 식부 횡축(20)으로부터, 식부 베벨 케이스(11) 내에서 베벨 기어(21a·21b)를 통하여 식부 종축(22)으로 전달된다. 그리고, 부등속 베벨 기어(23a·23b)를 통하여 식부 종축(22)으로부터 유닛 클러치(24)로 전달된다.

그리고 유닛 클러치(24)의 단속에 따라 접속 상태가 된 경우, 식부 아암축(25)에 동력이 전달된다. 한편, 유닛 클러치(24)가 단절 상태가 된 경우에는 식부 아암축(25)에 동력은 전달되지 않는다.

식부 아암축(25)은 식부 베벨 케이스(11)의 좌우에 마련되는 로터리 케이스(12) 내에 연장되어 로터리 케이스(12)에 고정된다. 로터리 케이스(12)가 회전함으로써, 식부 베벨 케이스(11)에 고정된 선 기어(30)로부터 중간 기어(31)를 통하여 유성 기어(32)로 전달된다. 그리고, 유성 기어(32)에 고정된 식부 아암(13)에 로터 아암축(33)을 통하여 전달되어, 로터리 케이스(12)와 함께 식부조(34)가 회전함으로써 모종 적재대(14)로부터 모종을 취출하여 식부할 수 있다.

［부등속 기구］

식부부(5)로 동력을 전달하는 포기간 변경 장치(9)의 내부에 포함되는 부등속 기구 및 식부부(5)의 식부 베벨 케이스(1) 내의 부등속 베벨 기어(23a·23b)를 포함하는 부등속 기구에 의해 식부 아암축(25)이 부등속으로 회전 운동한다.

즉, 식부조(34)가 모종 적재대(14)로부터 모종을 취출할 때 및 모종의 식부 후에 식부조(34)를 논밭으로부터 재빠르게 빼냄과 함께, 식부조(34)에 남는 모종을 떨어뜨릴 때 로터리 케이스(12)의 회전 구동을 빠르게 함과 함께, 논밭으로 모종을 식부하기 전 및 식부조(34)를 모종 적재대(14)에 찔러 넣을 때 로터리 케이스(12)의 회전 속도를 늦추고 있다.

이와 같이, 부등속 기구를 개재하여 식부 아암축(25)에 동력이 전달되어 주기적인 가감속을 수반하여 회전 구동된다. 이에 따라, 식부 아암축(25)에 부등속 운동에 기인하는 토크 변동이 발생한다. 구체적으로는, 각 식부조(34)의 모종 취출시와 식부시를 기준으로 각각 가감속되고 있으므로, 부등속 운동에 기인하는 토크 변동은 로터리 케이스(12)가 일회전 하는 동안 2회의 피크를 가지는 주기적인 변동이 된다.

한편, 밀식시 등, 포기간 변경 장치(9)에서 설정되는 포기간 수에 따라서는, 등속으로 동력이 전달되는 경우도 있어 항상 부등속으로 동력이 전달된다고는 할 수 없다.

또한, 그 토크 변동의 크기는 식부 조건에 따라 변한다. 구체적으로는, 차속이 고속, 즉, 식부 회전수(식부 아암축(25)의 회전수)가 고속이면 토크 변동은 커지고, 저속이면 작아진다.

또한, 동력을 전달하는 포기간 변경 장치(9)에서 설정되는 포기간 수(식부 포기수)에 따라 부등속의 유무나 부등속 정도가 변하고, 식부 속도가 변함으로써 마찬가지로 토크 변동의 크기가 변한다. 한편, 밀식시 등, 포기간 변경 장치(9)에서 설정되는 포기간 수에 따라서는, 등속으로 동력이 전달되는 경우도 있어 항상 부등속으로 동력이 전달된다고는 할 수 없다.

또한, 식부조(34)는 측면에서 보아 비스듬한 자세로 모종 적재대(14)로부터 모종을 끌어내고, 이어서 식부조는 연직에 가까운 자세로 논밭을 향하여 계속 하강하고 나서 상승 전환될 필요가 있기 때문에, 로터리 케이스(12) 내의 선 기어(30), 중간 기어(31) 및 유성 기어(32)는 비원형으로 편심(偏心)되어 있다. 또한, 식부 아암축(25)과 동일한 이유로, 식부 아암(13)을 지지하고 있는 로터 아암축(33)도 로터리 케이스(12)에 대하여 부등속 기구에 의해 부등속으로 회전시키고 있다.

［토크 평준화 기구］

도 2및 도 3에 나타낸 바와 같이, 토크 평준화 기구(40)가 식부 베벨 케이스(11) 내에 마련된다. 즉, 토크 평준화 기구(40)는 각 식부 유닛에 마련되는 식부 베벨 케이스(11)에 마련되어 있다.

토크 평준화 기구(40)는, 식부 아암축(25)에 고정되는 기어(41), 기어(41)와 서로 맞물리는 배속 기어(42), 배속 기어(42)의 루트 서클상에 마련되는 크랭크 아암(43), 및 크랭크 아암(43)에 접속되는 코일 스프링(44)을 구비한다. 배속 기어(42)의 치수는 기어(41)의 절반이다. 배속 기어(42)는 종동축(45)에 상대 회전 가능하게 지지되어 있다.

크랭크 아암(43)에 코일 스프링(44)의 일단을 고정하는 보스(46a)를 마련한다. 코일 스프링(44)은 그 일단을 크랭크 아암에 마련한 보스(46a)에 고정하고, 타단은 식부 베벨 케이스(11)에 마련한 보스(46b)에 고정한다. 또한, 코일 스프링(44)에는 항상 수축하는 방향으로 힘이 작용하도록 보스(46b)의 위치가 결정된다.

식부 아암축(25)의 회전에 수반하여 기어(41)가 회전하고, 기어(41)와 서로 맞물리는 배속 기어(42)가 종동축(45) 주변을 회전한다. 배속 기어(42)의 회전에 수반하여 크랭크 아암(43)이 배속 기어(42)의 회전 중심으로부터 편심된 위치에서 회전하고, 코일 스프링(44)의 길이가 변함으로써 코일 스프링(44)에 탄성력이 발생한다. 이와 같이 배속 기어(42)의 회전에 연동하여 토크가 발생한다. 코일 스프링(44)에 발생한 탄성력은 크랭크 아암(43)을 통하여 배속 기어(42)로부터 기어(41)에 전달되고, 또한 식부 아암축(25)에 토크로서 부여된다.

한편, 식부 아암축(25)으로부터 크랭크 아암(43)으로의 동력 전달은, 크랭크 아암(43) 측의 회전수가 식부 아암축(25)의 회전수의 2배가 되는 것이면 되고, 기어(41·42) 대신 스프로켓 및 체인을 이용한 것이어도 된다.

또한, 배속 기어(42)의 회전에 연동하여 토크를 발생시키는 기구는, 크랭크 아암(43) 및 코일 스프링(44)에 의한 크랭크·스프링 기구에 한정되지 않으며, 배속 기어(42)와 함께 회전하는 캠 및 상기 캠에 탄성력을 부여하는 판 스프링에 의해 구성되는 캠·스프링 기구도 채용할 수 있다.

도 4 내지 도 6을 이용하여 토크 평준화 기구(40)에 의해 부여하는 토크에 대해 상술한다.

한편, 도면에서, 식부 아암축(25)은 반시계 방향으로 회전한다. 이에 따라, 기어(41)는 반시계 방향, 배속 기어(42)는 시계 방향으로 각각 회전한다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 크랭크 아암(43)이 상측, 즉 코일 스프링(44)에 의한 수축력이 배속 기어(42)의 회전 방향과 반대 방향이 되는 쪽에 위치하는 경우는, 코일 스프링(44)의 탄성력이 배속 기어(42)의 회전 방향과 반대 방향으로 토크가 발생한다. 그리고, 크랭크 아암(43)을 통하여 배속 기어(42)에 생기는 토크는 그대로 기어(41)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 이때, 식부 아암축(25)에는 감속측으로의 토크가 부여된다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 크랭크 아암(43)이 하측, 즉 코일 스프링(44)에 의한 수축력이 배속 기어(42)의 회전 방향과 동일 방향이 되는 쪽에 위치하는 경우는, 코일 스프링(44)의 탄성력이 배속 기어(42)의 회전 방향과 동일 방향으로 토크가 발생한다. 그리고, 크랭크 아암(43)을 통하여 배속 기어(42)에 생기는 토크는 그대로 기어(41)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 이때 식부 아암축(25)에는 가속측으로 토크가 부여된다.

또한, 크랭크 아암(43)이 종동축(45) 주변을 회전 운동함으로써, 코일 스프링(44)의 신축에 수반하여 크랭크 아암(43)에 생기는 탄성력은, 주기적인 토크로서 식부 아암축(25)으로 전달된다. 구체적으로는, 코일 스프링(44)의 고정단인 보스(46b)와 크랭크 아암(43)의 위치 및 각도, 즉 크랭크 아암(43)의 종동축(45)에 대한 위치 및 각도에 따라 사인 곡선에 가까운 커브를 그리도록 변동하는 토크가 발생한다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 토크 평준화 기구(40)에 의해 생기는 토크의 주기를 부등속 기구에 의해 식부 아암축(25)에 생기는 토크 변동의 주기에 맞추어, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 방향으로(도면에서는 역위상이 되도록) 토크 평준화 기구(40)에 의한 토크를 발생시킨다.

이때, 크랭크 아암(43)이 고정되는 배속 기어(42)는 식부 아암축(25)의 회전수의 2배로 회전하기 때문에, 토크 평준화 기구(40)에는 식부 아암축(25)이 일회전하는 동안 2주기분의 토크가 생긴다. 즉, 토크 평준화 기구(40)는 부등속 기구를 개재한 로터리 케이스(12)의 일회전 동안에 발생하는 2회의 피크를 가지는 주기적인 토크 변동을 없애 평준화되는 토크를 발생시킬 수 있다.

이와 같이, 토크 평준화 기구(40)의 주기를, 부등속 기구에 의한 토크 변동의 주기에 맞춤으로써, 토크를 합성하여 부등속 기구에 기인하는 토크 변동을 억제하고 있다.

한편, 본 실시 형태에서는, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동에 대해서, 역위상의 평준화 토크를 부여하고 있으나, 상기 토크 변동을 효과적으로 억제하는 것이면 완전한 역위상의 평준화 토크가 아니어도 된다. 예를 들면, 토크 변동에 대해서 30°, 45°등 적절하게 지각(遲角)시킨 평준화 토크를 부여함으로써 토크 변동을 없애는 것도 가능하다. 이 경우, 배속 기어(42)에 마련되는 토크 발생 기구(본 실시 형태에서는 크랭크 아암(43) 및 코일 스프링(44))의 타이밍을 변경함으로써 적절하게 설정할 수 있다.

또한, 배속 기어(42)의 감속비는 2배에 한정되지 않으며, 3배, 4배 등이어도 된다. 예를 들면, 전술과 같이 배속 기어(42)에 마련되는 토크 발생 기구의 타이밍에 따라 설정할 수도 있다.

이상과 같이, 토크 평준화 기구(40)는 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동의 주기와 동일한 주기(로터리 케이스(12) 일회전에 2주기)를 가지는 원활한 토크를 부여함으로써, 토크 변동을 평준화하여 식부 아암축(25)의 위상차를 개선할 수 있다. 그 결과, 식부 아암축(25)이 비틀리거나 덜컹거리지 않고 원활하게 부등속 회전할 수 있어, 고속 회전시의 식부조(34)의 궤적을 안정시켜 식부 불량을 방지할 수 있다.

배속 기어(42)는 종동축(45)에 상대 회전 가능하게 지지되어 있다. 그 때문에, 토크 평준화 기구(40)에 의해 발생시키는 토크 변동을 종동축(45)에 전동시키지 않고 식부 아암축(25)에 직접 부여할 수 있다.

토크 평준화 기구(40)는 식부 베벨 케이스(11) 내에서, 기어 또는 체인의 구조를 통하여 식부 아암축(25)에 직접적으로 장착되기 때문에, 토크 변동의 발생원인 로터리 케이스(12)에 가까운 위치에 둘 수 있다. 그에 따라, 역위상의 토크 변동을 효과적으로 부여할 수 있어 토크 변동을 평준화하는 효과를 크게 할 수 있다.

또한, 식부 아암축(25)으로부터 기어 또는 체인을 통하여 일축(종동축(45)) 떨어진 위치에 토크 평준화 기구(40)를 배치하기 때문에, 식부 베벨 케이스(11) 내에서의 공간을 확보할 수 있어 무리없이 탑재할 수 있다.

토크 평준화 기구(40)는 식부 아암축(25)이 마련되는 식부 유닛마다 마련되어 있다. 즉, 평준화 토크가 로터리 케이스(12)의 가감속에 의해 발생하는 토크 변동을 각 유닛 내에서 없앰으로써, 전동계 상류까지 토크 변동이 거슬러 올라가지 않기 때문에 식부조(34)의 덜컹거림을 억제할 수 있다.

토크 평준화 기구(40)는 유닛 클러치(24)의 동력 전달 경로의 하류측에 마련되어 있기 때문에, 유닛 클러치(24)의 접속에 따라 작용한다. 즉, 유닛 클러치(24)의 단절시에 평준화 토크는 작용하지 않기 때문에, 작동조 수에 따른 평준화 토크를 작용시킬 수 있다.

토크 평준화 기구(40)는 유닛 클러치(24)의 단속 조작의 하류, 즉, 동력 전달 경로에서 유닛 클러치(24)가 단절 상태시 동력이 전달되지 않는 범위에 마련해도 된다. 예를 들면, 도 7에 나타내는 위치에 마련하는 경우는, 유닛 클러치(24)의 캠(24a)에 토크 평준화 기구(40)의 기어(41)가 고정된다.

이와 같이, 유닛 클러치(24)의 하류에 토크 평준화 기구(40)를 둠으로써, 유닛 클러치(24)의 단속 동작과 토크 평준화 기구(40)의 작동 유무를 연동시키는 것이 가능하다.

한편, 토크 평준화 기구(40)를 유닛 클러치(24)의 하류에 배치하는 경우, 그 장착 위치는 식부 아암축(25)에 한정되지 않으며, 식부 아암축(25)으로부터 떨어진 위치에 마련해도 된다.

도 8 및 도 9에 나타내는 토크 평준화 기구(50)는, 식부 베벨 케이스(11)에 마련된다. 즉, 토크 평준화 기구(50)는 각 식부 유닛에 마련되는 식부 베벨 케이스(11)에 마련되어 있다.

토크 평준화 기구(50)는 식부 아암축(25)에 동력을 전달하는 베벨 기어(23b)와 서로 맞물리는 베벨 기어(51), 베벨 기어(51)가 고정되는 크랭크축(52) 및 크랭크축(52)에 접속되는 코일 스프링(53)을 구비한다. 베벨 기어(51)의 치수는 베벨 기어(23a)의 치수와 동수이며 베벨 기어(23b) 치수의 절반이다. 즉, 크랭크축(52)은 식부 아암축(25)의 2배의 회전수로 회전 구동된다.

크랭크축(52)에 코일 스프링(53)의 일단을 고정하는 보스(54a)를 마련한다. 코일 스프링(53)은 그 일단을 크랭크축(52)에 마련한 보스(54a)에 고정하고, 타단은 식부 베벨 케이스(11)의 후방에 장착되는 보스(54b)에 고정한다. 또한, 코일 스프링(53)에는 항상 수축하는 방향으로 힘이 작용하도록 보스(54b)의 위치가 결정된다.

유닛 클러치(24)가 접속 상태일 때, 식부 아암축(25)의 회전에 수반하여 베벨 기어(23b)로부터 베벨 기어(51)에 회전이 전달되고, 베벨 기어(51)의 회전에 수반하여 크랭크축(52)이 그 회전 중심으로부터 편심된 위치에서 회전하여, 코일 스프링(53)의 길이가 변함에 따라 코일 스프링(53)에 탄성력이 발생한다. 이와 같이 크랭크축(52)의 회전에 연동하여 토크가 발생한다. 코일 스프링(53)에 발생한 탄성력은 크랭크축(52)을 통하여 베벨 기어(51)에 전달되며, 식부 아암축(25)에 토크로서 부여된다.

한편, 식부 아암축(25)으로부터 크랭크축(52)으로의 동력 전달은, 크랭크축(52) 측의 회전수가 식부 아암축(25)의 회전수의 2배가 되는 것이면 되고, 베벨 기어(23b·51) 대신 스프로켓·체인을 이용한 것이어도 된다.

또한, 토크를 발생시키는 기구는 크랭크축(52) 및 코일 스프링(53)에 의한 크랭크·스프링 기구에 한정되지 않으며, 베벨 기어(51)의 회전에 의해 회전 구동되는 캠 및 상기 캠에 탄성력을 부여하는 판 스프링 또는 코일 스프링에 의해 구성되는 캠·스프링 기구도 채용할 수 있다.

도 10 내지 도 12를 이용하여 토크 평준화 기구(50)에 의해 부여하는 토크에 대해 상술한다.

한편, 도면에서, 베벨 기어(51) 및 크랭크축(52)은 시계 방향으로 회전한다.

도 10에 나타낸 바와 같이, 크랭크축(52)이 도면의 우측, 즉 코일 스프링(53)에 의한 수축력이 베벨 기어(51)의 회전 방향과 반대 방향이 되는 쪽에 위치하는 경우는, 코일 스프링(53)의 탄성력이 베벨 기어(51)의 회전 방향과 반대 방향으로 토크가 발생한다. 그리고, 크랭크축(52)을 통하여 베벨 기어(51)에 생기는 토크는 베벨 기어(23b)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 이때, 식부 아암축(25)에는 감속측으로의 토크가 부여된다.

도 11에 나타낸 바와 같이, 크랭크축(52)이 도면의 좌측, 즉 코일 스프링(53)에 의한 수축력이 베벨 기어(51)의 회전 방향과 동일 방향이 되는 쪽에 위치하는 경우는, 코일 스프링(53)의 탄성력이 베벨 기어(51)의 회전 방향과 동일 방향으로 토크가 발생한다. 그리고, 크랭크축(52)을 통하여 베벨 기어(51)에 생기는 토크는 베벨 기어(23b)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 이때, 식부 아암축(25)에는 가속측으로의 토크가 부여된다.

또한, 크랭크축(52)이 회전 운동함으로써, 코일 스프링(53)의 신축에 수반하여 생기는 탄성력은 주기적인 토크로서 베벨 기어(51·23b)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 구체적으로는, 코일 스프링(53)의 고정단인 보스(54b)와 크랭크축(52)의 위치 및 각도, 즉 크랭크축(52)의 회전 위상에 따라 사인 곡선에 가까운 커브를 그리도록 변동하는 토크가 발생한다.

도 12에 나타낸 바와 같이, 토크 평준화 기구(50)에 의해 생기는 토크의 주기를 부등속 기구에 의해 식부 아암축(25)에 생기는 토크 변동의 주기에 맞추어, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 방향으로(도면에서 역위상이 되도록) 토크 평준화 기구(50)에 의한 토크를 발생시킨다.

이때, 크랭크축(52)이 고정되는 베벨 기어(51)는 식부 아암축(25)의 회전수의 2배로 회전하기 때문에, 토크 평준화 기구(50)에는 식부 아암축(25)이 일회전하는 동안 2주기분의 토크가 생긴다. 즉, 토크 평준화 기구(50)는 부등속 기구를 개재한 로터리 케이스(12)의 일회전 동안에 발생하는 2회의 피크를 가지는 주기적인 토크 변동을 없애 평준화된 토크를 발생시킬 수 있다.

이와 같이, 토크 평준화 기구(50)의 주기를 부등속 기구에 의한 토크 변동의 주기에 맞춤으로써, 토크를 합성하여 부등속 기구에 기인하는 토크 변동을 억제하고 있다.

한편, 본 실시 형태에서는, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동에 대해서 역위상의 평준화 토크를 부여하고 있지만, 상기 토크 변동을 효과적으로 억제하는 것이면, 완전한 역위상의 평준화 토크가 아니어도 된다. 예를 들면, 토크 변동에 대해서 30°, 45°등 적절하게 지각시킨 평준화 토크를 부여함으로써 토크 변동을 없애는 것도 가능하다. 이 경우, 베벨 기어(51)에 마련되는 토크 발생 기구(본 실시 형태에서는 크랭크축(52) 및 코일 스프링(53))의 타이밍을 변경함으로써 적절하게 설정할 수 있다.

이상과 같이, 토크 평준화 기구(50)는 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동의 주기와 동일한 주기(로터리 케이스(12) 일회전에 2주기)를 가지는 원활한 토크를 부여함으로써 토크 변동을 평준화하여, 식부 아암축(25)의 위상차를 개선할 수 있다. 그 결과, 식부 아암축(25)이 비틀리거나 덜컹거리지 않고 원활하게 부등속 회전할 수 있어, 고속 회전시의 식부조(34)의 궤적을 안정시켜 식부 불량을 방지할 수 있다.

토크 평준화 기구(50)는 식부 베벨 케이스(11) 내에서, 기어 또는 체인 구조를 통하여 식부 아암축(25)에 직접적으로 장착되기 때문에, 토크 변동의 발생원인 로터리 케이스(12)에 가까운 위치에 둘 수 있다. 그에 따라, 역위상의 토크 변동을 효과적으로 부여할 수 있어, 토크 변동을 평준화하는 효과를 크게 할 수 있다.

토크 평준화 기구(50)는 식부 아암축(25)이 마련되는 식부 유닛마다 마련되어 있다. 즉, 평준화 토크가 로터리 케이스(12)의 가감속에 의해 발생하는 토크 변동을 각 유닛 내에서 없앰으로써, 전동계 상류까지 토크 변동이 거슬러 올라가지 않기 때문에 식부조(34)의 덜컹거림을 억제할 수 있다.

도 13에 나타낸 바와 같이, 토크 평준화 기구(50)에 코일 스프링(53)의 탄성력을 변화시키는 조절 기구(60)를 마련해도 된다. 조절 기구(60)는 코일 스프링(53)의 길이를 변경함으로써 탄성력을 조절한다.

예를 들면, 조절 기구(60)는 코일 스프링(53)의 일단에 마련되는 보스(54b)에 접속되는 링크(61) 및 링크(61)를 조작하는 링크 바(62)를 구비한다. 링크 바(62)를 조작함으로써 링크(61)의 자세를 변경하여 코일 스프링(53)의 일단의 위치를 변경한다. 보스(54b)는 적절한 장공에 삽입 통과되어 그 장공을 따라 이동함으로써 코일 스프링(53)의 길이가 변경된다.

이상과 같이, 토크 평준화 기구(50)에 조절 기구(60)를 마련함으로써, 평준화 토크의 크기를 식부 조건(예를 들면, 식부 포기수(포기간 설정값), 차속(액셀 개도(開度)), 식부 아암축(25)의 회전수(식부 회전수), 또는 식부 아암축(25)의 토크(토크 변동량))에 따라 조절할 수 있다. 또한, 조절 기구(60)를 유닛 클러치(24)와 연동시킴으로써 작동조 수에 따른 토크 부하를 부가할 수 있다.

한편, 조절 기구(60)는 전술의 구성에 한정되는 것은 아니며, 코일 스프링(53)의 길이를 바꿈으로써 코일 스프링(53)에 발생하는 탄성력을 변화시킬 수 있으면 되고, 다른 링크 기구 또는 와이어를 이용한 것이어도 된다.

도 14 및 도 15에 나타내는 토크 평준화 기구(70)는 식부 베벨 케이스(11)에 마련된다. 즉, 토크 평준화 기구(70)는 각 식부 유닛에 마련되는 식부 베벨 케이스(11)에 마련되어 있다.

토크 평준화 기구(70)는 부등속 베벨 기어(23b)와 서로 맞물리며, 부등속 베벨 기어(23a)의 톱니수와 동일한 톱니수를 가지는 부등속 베벨 기어(51), 부등속 베벨 기어(51)가 고정되어 식부 종축(22)과 동축상에 마련되는 크랭크축(52), 크랭크축(52)에 접속되는 코일 스프링(53), 코일 스프링(53)의 타단에 접속되는 슬라이딩 부재(55), 슬라이딩 부재(55)의 타단에 고정되어 텐션을 조절함으로써 슬라이딩 부재(55)를 이동시키는 와이어(56) 및 슬라이딩 부재(55)를 수용하는 케이스(57) 및 슬라이딩 부재(55)에 마련되어 슬라이딩 부재(55)의 케이스(57) 내에서의 가동역을 제한하는 스토퍼(58a)를 구비한다.

상기의 토크 평준화 기구(70)에서, 식부 아암축(25)의 회전에 수반하여 부등속 베벨 기어(51)가 회전하고, 크랭크축(52)이 그 회전 중심으로부터 편심하여 회전하여 코일 스프링(53)의 길이가 변함에 따라 코일 스프링(53)에 탄성력이 발생한다. 코일 스프링(53)에 발생한 탄성력은, 크랭크축(52)을 통하여 부등속 베벨 기어(51)로부터 부등속 베벨 기어(23b)에 전달되며 식부 아암축(25)에 토크로서 부여된다.

도 15에 나타낸 바와 같이, 크랭크축(52)에 코일 스프링(53)의 일단을 고정하는 보스(54a)를 마련하고, 슬라이딩 부재(55)에 코일 스프링(53)의 타단을 고정하는 보스(54b)를 마련한다. 보스(54b)는 크랭크축(52)의 회전 중심(O1)의 상방이 되도록 배치된다.

슬라이딩 부재(55)는 식부 베벨 케이스(11)에 고정되는 케이스(57)에 수용되어 있으며, 보스(54a)에 근접하는 방향 및 멀어지는 방향(도면에서는 상하 방향)으로 슬라이딩한다. 또한, 슬라이딩 부재(55)의 중간부에 마련된 스토퍼(58a)에 의해 슬라이딩 방향으로 가동역이 제한되고 있다. 와이어(56)를 조작함으로써, 슬라이딩 부재(55)가 상하로 이동하여, 슬라이딩 부재(55)에 고정되어 있는 코일 스프링(53)의 신축에 의해 탄성력의 크기를 바꿀 수 있다. 이와 같이, 토크 평준화 기구(70)에는 탄성체인 코일 스프링(53)의 탄성력을 조절하는 기구가 구비된다.

［토크 평준화 기구의 탄성력 조절］

구체적으로는, 도 15의 (a)가 나타낸 바와 같이, 슬라이딩 부재(55)에 장착된 와이어(56)를 잡아 당김으로써, 슬라이딩 부재(55)가 코일 스프링(53)을 잡아 당겨, 코일 스프링(53)의 길이가 길어짐으로써 탄성력이 증가한다. 그 상태에서, 도 15의 (b)에 나타낸 바와 같이, 와이어(56)를 잡아 당기는 힘을 느슨하게하면, 마찬가지로 코일 스프링(53)의 탄성력이 약해진다. 한편, 도 15의 (c)에 나타낸 바와 같이, 스토퍼(58a)가 케이스(57)에 해당되는 위치를 코일 스프링(53)의 탄성력이 0 또는 0에 가까워지도록 설정하고 있다.

이와 같이, 와이어(56)에 의해 코일 스프링(53)의 탄성력의 크기 및 토크 부가의 유무가 조절된다. 그리고, 조절한 탄성력이 평준화 토크로서 식부 아암축(25)에 부여된다.

와이어(56)는 유닛 클러치(24)의 단속과 연동시킬 수 있다. 즉, 유닛 클러치(24)의 단속 조작을 하는 액츄에이터(71)의 움직임과 와이어(56)의 움직임을 연동시킴으로써, 유닛 클러치(24)가 단절 상태이면 토크 평준화 기구(40)에 의한 토크 부하를 0 또는 거의 0으로 하고, 접속 상태이면 식부 조건에 따른 토크 부하를 부여할 수 있다.

이와 같이, 토크 평준화 기구(70)에 의해 부여되는 평준화 토크의 크기를 유닛 클러치(24)에 연동시킴으로써, 작동조 수에 따른 평준화 토크를 부여할 수 있다.

또한, 와이어(56)를 액츄에이터(72)에 접속하여, 유닛 클러치(24) 이외의 장치에 연동시킬 수도 있다. 액츄에이터(72)는, 예를 들면 와이어(56)를 잡아 당기거나 또는 느슨하게 하는 모터 또는 솔레노이드이며, 액츄에이터(72)에 전기 신호를 보냄으로써 토크 평준화 기구(70)에 의한 평준화 토크를 조절할 수 있다. 예를 들면, 식부 포기수(포기간 설정값), 차속(액셀 개도), 식부 아암축(25)의 회전수(식부 회전수), 또는 식부 아암축(25)의 토크(토크 변동량)를 검출하고, 이들 검출값에 따른 전기 신호를 액츄에이터(72)로 송신함으로써 스프링력을 최적으로 조절할 수 있다.

구체적으로는, 차속 또는 식부 회전수가 고속이 되면, 발생하는 토크 변동이 커지기 때문에, 와이어(56)를 잡아 당김으로써 큰 토크를 부여하고, 반대로 저속이 되면 와이어(56)를 느슨하게 함으로써 작은 토크를 부여한다. 이에 따라, 회전수 전역에 효과적으로 회전 변동을 억제할 수 있다.

또한, 식부 포기수가 적은 소식의 경우에는 부등속 운동이 커지기 때문에, 토크 부하를 크게 하고, 식부 포기수가 많은 밀식의 경우에는 등속 운동 또는 약간의 가감속을 수반하기 때문에 토크 부하를 작게 또는 0으로 한다. 또한, 소식의 조건으로 저속 주행을 하는 경우에는 부등속 운동에 기인하는 토크 변동이 작아지기 때문에, 토크 부하를 작게 또는 0으로 한다.

이상과 같이, 식부 포기수, 고속 또는 저속 등의 식부 조건에 따라 토크 평준화 기구(40)의 토크 부하를 조절함으로써, 효과적인 억제 효과가 얻어진다.

［토크 평준화 기구에 의해 부여하는 토크 변동의 위상］

다음으로, 도 16을 이용하여 토크 평준화 기구(70)에 의해 부여하는 토크에 대해 상술한다. 도면에서, 크랭크축(52)이 회전 중심에 대해 시계 방향으로 회전하고 있다. 크랭크축(52)에 마련된 보스(54a)에는 와이어(56)에 의해 적절하게 조절된 코일 스프링(53)의 탄성력이 작용한다.

도 16의 (a)에 나타낸 바와 같이, 크랭크축(52)이 좌측, 즉 코일 스프링(53)에 의한 수축력이 부등속 베벨 기어(51)의 회전 방향과 동일 방향이 되는 쪽에 위치하는 경우에는, 코일 스프링(53)의 탄성력이 부등속 베벨 기어(51)의 회전 방향과 동일 방향으로 토크가 발생한다. 그리고 크랭크축(52)을 통하여 부등속 베벨 기어(51)에 생기는 토크는 그대로 부등속 베벨 기어(23b)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 이때, 식부 아암축(25)에는 가속측으로의 토크가 부여된다.

도 16(b)에 나타낸 바와 같이, 크랭크축(52)이 우측, 즉 코일 스프링(53)에 의한 수축력이 부등속 베벨 기어(51)의 회전 방향과 반대 방향이 되는 쪽에 위치하는 경우에는 코일 스프링(53)의 탄성력이 부등속 베벨 기어(51)의 회전 방향과 반대 방향으로 토크가 발생한다. 그리고 크랭크축(52)을 통하여 부등속 베벨 기어(51)에 생기는 토크는 그대로 부등속 베벨 기어(23b)를 통하여 식부 아암축(25)으로 전달된다. 이때, 식부 아암축(25)에는 감속측으로의 토크가 부여된다.

또한, 크랭크축(52)이 회전 운동함으로써, 코일 스프링(53)의 신축에 수반하여 크랭크축(52)에 생기는 탄성력은, 주기적인 토크로서 식부 아암축(25)으로 전달된다. 구체적으로는, 코일 스프링(53)을 지지하는 보스(54b)와 크랭크축(52)의 선단부의 위상, 즉 크랭크축(52)의 회전 중심에 대한 위치 및 각도에 따라 사인 곡선에 가까운 커브를 그리도록 변동하는 토크가 발생한다.

도 17에 나타낸 바와 같이, 토크 평준화 기구(70)에 의해 생기는 토크의 주기를 부등속 기구에 의해 식부 아암축(25)에 생기는 토크 변동의 주기에 맞추어, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 방향으로(도면에서 역위상이 되도록) 토크 평준화 기구(70)에 의한 토크를 발생시킨다.

이때, 크랭크축(52)은 식부 아암축(25)의 회전수의 2배로 회전하기 때문에, 토크 평준화 기구(70)에는 식부 아암축(25)이 일회전하는 동안 2주기분의 토크가 생긴다. 즉, 토크 평준화 기구(70)는 부등속 기구를 개재한 로터리 케이스(12)의 일회전 동안에 발생하는 2회의 피크를 가지는 주기적인 토크 변동을 없애 평준화된 토크를 발생시킬 수 있다.

또한, 코일 스프링(53)의 탄성력을 조절할 수 있기 때문에, 부등속 기구에 의해 발생하는 토크 변동의 크기에 따라 동일한 정도의 크기의 토크를 부여할 수 있다.

이와 같이, 토크 평준화 기구(70)의 주기를 부등속 기구에 의한 토크 변동의 크기 및 주기에 맞춤으로써, 토크를 합성하여 부등속 기구에 기인하는 토크 변동을 억제하고 있다.

한편, 본 실시 형태에서는, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동에 대하여 역위상의 평준화 토크를 부여하고 있지만, 상기 토크 변동을 효과적으로 억제하는 것이면, 완전한 역위상의 평준화 토크가 아니어도 된다. 예를 들면, 토크 변동에 대해서 30°, 45° 등 적절하게 지각시킨 평준화 토크를 부여함으로써 토크 변동을 없애는 것도 가능하다. 이 경우, 토크 발생 기구(본 실시 형태에서는 크랭크축(52) 및 코일 스프링(53))의 타이밍을 변경함으로써 적절하게 설정 가능하다.

이상과 같이, 토크 평준화 기구(70)는 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동의 주기와 동일한 주기(로터리 케이스(12) 일회전에 2주기)를 가지는 원활한 토크를 부여함으로써, 토크 변동을 평준화하여 식부 아암축(25)의 위상차를 개선할 수 있다. 그 결과, 식부 아암축(25)이 비틀리거나 덜컹거리지 않고 원활하게 부등속 회전할 수 있어, 고속 회전시의 식부조(34)의 궤적을 안정시켜 식부 불량을 방지할 수 있다.

도 18및 도 19는 토크 평준화 기구(70)의 다른 실시 형태를 나타낸다.

도 18에 나타내는 실시 형태에서는, 코일 스프링(53)의 일단을 장공에 변형시켜 식부 베벨 케이스(11)에 고정된 슬라이딩 부재(55)에 고정시키고 있다. 코일 스프링(53)의 장공 안을 자유로이 이동할 수 있도록 보스(54b)를 배치한다.

와이어(56)의 조작에 의해 슬라이딩 부재(55)와 코일 스프링(53) 상대적인 위치 관계가 변한다. 도 18의 (a)에 나타낸 바와 같이, 보스(54b)가 코일 스프링(53)의 장공의 선단부에 접촉하지 않는 경우는 코일 스프링(53)의 신축이 없어 탄성력이 0이 된다. 도 18의 (b)에 나타낸 바와 같이, 보스(54b)가 코일 스프링(53)의 장공의 선단부에 접촉하는 경우, 코일 스프링(53)에 인장력이 생겨 신축 가능해진다. 이와 같이, 탄성력의 유무를 엄밀하게 조절 가능하다.

도 19에 나타내는 실시 형태에서는, 보스(54b) 대신 볼(80)을 슬라이딩 부재(55)에 마련하고, 코일 스프링(53)을 그 일단의 원의 직경을 볼(80)보다 작게 함으로써 볼(80)이 코일 스프링(53)의 내부에 위치하도록 배치되어 있다.

와이어(56)의 조작에 의해 슬라이딩 부재(55)와 코일 스프링(53)의 상대적인 위치 관계가 변한다. 도 19의 (a)에 나타낸 바와 같이, 볼(80)이 코일 스프링(53)의 단부에 접촉하지 않는 경우는 코일 스프링(53)의 신축이 없어 탄성력이 0이 된다. 도 19의 (b)가 나타낸 바와 같이, 볼(80)이 코일 스프링(53)의 단부에 접촉하는 경우, 코일 스프링(53)에 인장력이 생겨 신축 가능해진다. 이와 같이, 탄성력의 유무를 엄밀하게 조절할 수 있다.

도 20에 나타내는 토크 평준화 기구(90)는 마그넷을 이용하여 식부 아암축(25)에 평준화 토크를 부여하고 있다.

도 20의 (a)에 나타낸 바와 같이, 식부 아암축(25)의 외주면에 캠(91)을 고정시킨다. 캠(91)의 둘레 방향에 마그넷(92a)을 등간격으로 4개 배치하고, 인접하는 마그넷(92a) 사이에, 외주측으로 오는 자극이 반대가 되도록 장착한다. 그리고, 캠(91)의 외측에 마그넷(92b)을 고정한다.

캠(91)이 식부 아암축(25)의 회전에 수반하여 회전함으로써, 마그넷(92a)과 마그넷(92b) 사이에 발생하는 자력을 이용하여 평준화 토크를 발생시킨다. 예를 들면, 마그넷(92b)의 식부 아암축(25) 측에 있는 자극이 S극이면, S극이 외측에 있는 마그넷(92a)이 가까워질 때에는 식부 아암축(25)의 회전 방향과 역방향의 토크가 발생하고, 멀어질 때에는 식부 아암축(25)의 회전 방향과 동일한 방향의 토크가 발생한다. 반대로, N극이 외측에 있는 마그넷(92a)이 가까워질 때에는 식부 아암축(25)의 회전 방향과 동일한 방향의 토크가 발생하고, 멀어질 때에는 식부 아암축(25)의 회전 방향과 반대 방향의 토크가 발생한다.

따라서, 마그넷을 이용한 토크 평준화 기구(90)에 의해 발생하는 토크 변동은 식부 아암축(25)이 일회전 중에 2회의 피크를 가지는 주기적인 토크 변동이 된다.

또한, 도 20의 (b)에 나타낸 바와 같이, 캠(91)의 외주면에 마그넷(92a)을 고정시키고, 캠(91)의 외방측인 둘레 방향으로 마그넷(92b)을 등간격으로 4개 배치하고, 인접하는 마그넷(92b) 사이에, 내주측으로 오는 자극이 반대가 되도록 장착하는 형태를 취할 수도 있다. 이 경우도, 마찬가지로 식부 아암축(25)이 일회전 중에 2회의 피크를 가지는 주기적인 토크 변동이 된다.

또한, 도 20의 (c)에 나타낸 바와 같이, 마그넷(92a)을 캠(91)의 둘레 방향으로 2개 배치하고, 캠(91)의 외주측에 마그넷(92b)을 2개 배치해도 된다. 이때, 마그넷(92a)의 외주측에 오는 자극과 마그넷(92b)의 내주 측에 오는 자극을 동일하게 함으로써, 식부 아암축(25)이 일회전 하는 동안 2회의 피크를 가지는 주기적인 토크 변동을 부여할 수 있다.

마그넷(92a·92b)으로서 전자석을 이용하여, 전자력의 크기 및 타이밍을 변경할 수 있게 함으로써 최적의 토크를 부여할 수 있다.

도 21 내지 도 23에 나타낸 바와 같이, 토크 평준화 기구는 식부 횡축(20)에 마련해도 된다. 또한, 식부 횡축(20)의 회전수는 식부 아암축(25)의 2배의 회전수이다.

도 21에 나타내는 실시 형태에서는, 식부 횡축(20)의 단부에 크랭크축(52)을 접속하고, 크랭크축(52)에 코일 스프링(53)을 접속함으로써 토크 평준화 기구(50)를 식부 횡축(20)에 배치하고 있다.

도 22에 나타내는 토크 평준화 기구(100)는, 식부 횡축(20)의 중간부에 고정되는 캠(101), 캠(101)의 캠면(101a)에 접촉하여 회전하는 롤러(102), 롤러(102)를 캠(101)측으로 가압하는 코일 스프링(103) 및 롤러(102)와 코일 스프링(103)을 지지하는 아암(104)을 구비한다. 캠(101)의 캠면(101a)은, 일측이 낮고 타측이 높아지는 경사면으로서 형성된다. 아암(104)의 기단(基端)은 케이스 내에 슬라이딩 가능하게 수용됨과 함께, 선단에 롤러(102)가 마련된다. 아암(104)의 롤러(102)와의 사이에 코일 스프링(103)이 배치된다.

식부 횡축(20)의 회전에 수반하여 캠(101)이 회전하고, 캠면(101a)에 따라 회전하는 롤러(102)의 위치가 변함으로써, 코일 스프링(103)의 길이가 신축한다. 이 신축시에, 캠(101)을 통하여 식부 횡축(20)에 주기적인 토크 변동이 부여된다.

도 23에 나타내는 토크 평준화 기구(110)는, 식부 횡축(20)의 중간부에 고정되는 캠(111), 캠(111)에 접촉하는 가압 부재(112) 및 가압 부재(112)를 캠(111) 측으로 가압하는 코일 스프링(113)을 구비한다. 캠(111)의 캠면에는 대경부가 일지점 형성된다. 코일 스프링(113)의 기단은 케이스 내에 고정되고 선단은 가압 부재(112)에 고정된다.

식부 횡축(20)의 회전에 수반하여 캠(111)이 회전하고, 캠면의 대경부에 의해 가압 부재(112)를 밀어 올릴 때, 코일 스프링(113)의 탄성력이 토크 저항으로서 부여된다. 한편, 캠면의 대경부를 지난 후에는 코일 스프링(113)의 탄성력이 토크로서 부여된다. 이와 같이, 캠(111)의 주기에 따른 주기적인 토크가 부여된다.

도 24에 나타내는 토크 평준화 기구(120)는 로터리 케이스(12)에 마련되는 2개의 로터 아암축(33) 사이를 연결하는 연결 플레이트(121)에 마련된다.

도 24의 (a)에 나타낸 바와 같이, 연결 플레이트(121)로부터 외방측을 향하여 돌출되어 마련되는 2개의 핀(122·122)은 로터리 케이스(12)의 회전 중심이 되는 식부 아암축(25)을 사이에 두고 대칭 위치에 마련된다. 이 2개의 핀(122·122)을 외주측으로부터 덮는 링(123)은, 핀(122) 사이의 길이를 내주의 일변으로 하는 정방형 형상으로 형성된다. 링(123)의 핀(122)과 접촉하는 쪽과 반대쪽 변의 중앙에는 코일 스프링(124)이 고정된다.

도 24의 (b)에 나타낸 바와 같이, 로터리 케이스(12)의 회전에 따라 핀(122)도 식부 아암축(25) 둘레를 회전하고, 링(123)의 내주를 눌러 내린다. 이에 따라, 코일 스프링(124)이 신장하여 탄성력이 생긴다. 이와 같이 발생한 코일 스프링(124)의 탄성력은 연결 플레이트(121) 및 로터리 케이스(12)를 통하여 식부 아암축(25)에 토크로서 전달된다. 로터리 케이스(12)가 일회전 할 때, 핀(122)과 링(123)의 위치 관계는 코일 스프링(124)을 신장-수축-신장-수축시키는 2주기로 변화된다. 즉, 식부 아암축(25)에 생기는 토크 변동과 동일한 주기의 평준화 토크를 부여하는 것이 가능하다.

보다 바람직한 실시 형태로서는, 핀(122)을 플랜지 형상으로 함으로써, 링(123)과의 접촉 면적을 크게 하거나, 핀(122)에 롤러를 장착하여 링(123)의 내주면과의 저항을 저감시키는 것도 가능하다.

또는, 링(123)을 삼각형 형상으로 형성하여, 핀(122) 사이를 연결하는 변과 대향하는 꼭지점에 코일 스프링(124)을 고정할 수도 있다. 삼각형 형상으로 함으로써 코일 스프링(124)을 안정적으로 고정할 수 있다.

도 25에 나타내는 실시 형태에서는, 토크 평준화 기구(130)는 식부 횡축(20)에 고정되는 타이밍 캠(131), 타이밍 캠(131)에 의해 설정되는 타이밍에 작동하는 솔레노이드(132) 및 솔레노이드(132)와 접속되어 작동 전류를 흐르게 함으로써 솔레노이드(132)를 작동시키는 마이크로 스위치(133)를 구비한다.

도 25의 (a)에 나타낸 바와 같이, 타이밍 캠(131)은 지름 방향으로 연장되는 단차면(131a)을 가지며, 단차면(131a)을 사이에 두고 대경부와 소경부가 둘레 방향으로 인접하여 형성된다. 솔레노이드(132)는 마이크로 스위치(133)의 상방에 배치되고, 기단부가 회동 가능하게 지지되어 있다. 마이크로 스위치(133)의 스위치 부분은 상부, 즉 솔레노이드(132)의 하방에 배치된다. 솔레노이드(132)의 플런저(132a)는 타이밍 캠(131)의 캠면을 따르도록 배치된다.

도 25의 (b)에 나타낸 바와 같이, 솔레노이드(132)의 플런저(132a)가 단차면(131a)을 지나면 대경부로부터 소경부로 떨어진다. 이에 따라, 솔레노이드(132)가 회동하여 마이크로 스위치(133)의 스위치부에 접촉하고, 마이크로 스위치(133)로부터 솔레노이드(132)에 작동 전류가 흐르게 된다. 그리고, 솔레노이드(132)의 플런저(132a)가 단차면(131a)을 가압한다. 이와 같이 하여, 타이밍 캠(131)을 통하여 식부 횡축(20)에 임펄스 토크가 부여된다.

타이밍 캠(131)에 의한 타이밍은, 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동에서 최대의 토크가 발생하는 타이밍으로 설정된다. 이에 따라, 최대의 토크를 없애도록 임펄스 토크를 발생시키고 있다.

이상과 같이, 평준화 토크를 임펄스 토크로서 부여함으로써, 작용 시간이 짧아지기 때문에 타이밍에 차이가 생기기 어렵다. 또한, 임펄스 토크로 회전을 어시스트 하기 때문에, 회전 부하에 브레이크되지 않는다. 또한, 토크 부여에 가해지는 구동력이 로터리 케이스(12)의 회전 구동력으로부터 독립되어 있기 때문에, 영향을 받지 않는다.

한편, 식부 횡축(20)이 아니라 식부 아암축(25)에 마련하는 경우에는, 타이밍 캠(131)에 180°의 위상차를 가지는 단차면(131a)을 마련함으로써, 식부 아암축(25)에 생기는 토크 변동의 주기에 맞춘 평준화 토크를 부여하는 것이 가능하다.

전술의 실시 형태의 각 토크 평준화 기구(40·50·70·90·100·110·130)는 포기간 변경 장치(9)의 내부에 포함되는 부등속 기구의 하류측으로부터 식부 아암축(25)까지의 범위라면 마찬가지로 적용할 수 있다.

전술의 실시 형태에서의 식부부(5)로의 동력 전달 경로는 주로 기어를 이용한 것이지만, 식부 센터 케이스(10)로부터 분기되는 동력을 각 식부 유닛에 전달할 수 있는 것이면, 스프로켓 및 체인을 이용한 체인 구동식이라도 마찬가지로 적용 가능하다.

본 발명은, 부등속 기구를 개재하여 식부 아암에 동력을 전달하는 이앙기로 이용 가능하다.

1：이앙기 5：식부부
9：포기간 변경 장치(부등속 기구)
11： 식부 베벨 케이스 12：로터리 케이스
13： 식부 아암 22：식부 종축
23a·23b： 부등속 베벨 기어(부등속 기구)
24： 유닛 클러치 25： 식부 아암축
40： 토크 평준화 기구 41： 기어
42： 배속 기어 43： 크랭크 아암
44： 코일 스프링 45： 종동축

Claims

로터리 케이스를 지지하는 식부 구동 케이스의 식부 아암축으로 부등속 기구를 개재하여 동력을 전달하는 이앙기로서,
상기 부등속 기구에 의해서 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 상기 식부 구동 케이스 내에 마련하며,
상기 토크 평준화 기구는,
상기 식부 구동 케이스에 베어링 지지된 식부 아암축에 대해 병설되는 종동축;
상기 종동축에 상대 회전 가능하게 지지되고 상기 식부 아암축의 회전에 배속으로 회전 구동하는 회전체; 및
상기 회전체의 회전에 연동하고 상기 식부 아암축에 토크를 부여하는 탄성체;를 구비하는 것을 특징으로 하는 이앙기.
제1항에 있어서,
상기 토크 평준화 기구는 상기 부등속 기구로부터 상기 식부 아암축으로의 동력 전달을 단속하는 유닛 클러치보다 동력 전달 경로의 하류측에 마련되는 이앙기.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 토크 평준화 기구는 상기 식부 아암축이 마련되는 식부 유닛마다 마련되는 이앙기.
제1항에 있어서,
상기 토크 평준화 기구는 크랭크 기구 또는 캠 기구를 포함함과 함께, 상기 크랭크 기구 또는 캠 기구에 의해 주기적으로 탄성력을 발생시키는 상기 탄성체를 구비하는 이앙기.
제4항에 있어서,
상기 탄성체의 탄성력은 조절 가능하며, 상기 부등속 기구로부터 상기 식부 아암축으로의 동력 전달을 단속하는 유닛 클러치의 단속에 연동하는 이앙기.
제5항에 있어서,
상기 탄성체의 탄성력은 동력을 전달하는 포기간 변경 장치에서 설정되는 포기간 수에 따라 작거나 또는 0으로 설정되는 이앙기.
제5항에 있어서,
상기 탄성체의 탄성력은, 차속 또는 식부 아암축의 회전수에 따라 조절되는 이앙기.
로터리 케이스를 지지하는 식부 아암축에 부등속 기구를 개재하여 동력을 전달하는 이앙기로서,
상기 부등속 기구에 의해 생기는 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 토크 평준화 기구를 마련하며,
상기 토크 평준화 기구는, 상기 로터리 케이스에 설치되는 전후의 로터 아암축을 연결하는 연결부재에 마련됨과 함께, 상기 토크 변동을 없애는 토크를 부여하는 탄성체를 구비하고, 상기 연결 부재의 회전과 함께 상기 부등속 기구에 의해 식부 아암축에 발생하는 토크 변동과 동일한 주기의 평준화 토크를 부여하는 것을 특징으로 하는 이앙기.
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