KR930000570B1 - 공구 구동용 진동성 구동장치 - Google Patents

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KR930000570B1 KR1019890018098A KR890018098A KR930000570B1 KR 930000570 B1 KR930000570 B1 KR 930000570B1 KR 1019890018098 A KR1019890018098 A KR 1019890018098A KR 890018098 A KR890018098 A KR 890018098A KR 930000570 B1 KR930000570 B1 KR 930000570B1
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Abstract

내용 없음.

Description

공구 구동용 진동성 구동장치
제1도는 본 발명에 관한 제1실시예의 첫번째 변형예의 부분 절단 투시도.
제2도는 제1도의 2-2방향 단면도.
제3도는 제2도의 3-3방향 단면도.
제4도는 한 실시예에서 제3도의 4-4방향 단면도.
제5도는 다른 실시예에서 제4도와 유사한 도면.
제6도는 제1실시예의 두번째 변형예의 제2도와 유사한 단면도.
제8도는 제2실시예의 첫번째 변형예의 부분 절단 정면도.
제9도는 제8도의 9-9방향 단면도.
제10도는 제2실시예의 두번째 변형예의 제9도와 유사한 평면도.
제11도는 제2실시예의 세번째 변형예의 부분 절단 평면도.
제12도는 제11도에 따른 세번째 변형예의 측면도의 부분 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 모터 16 : 편심바퀴
18,108,108' : 구동축의 축선 22 : 바퀴축선
42,42' : 아암 46 : 기어 하우징
56 : 연삭공구 60 : 베어링 블록
64 : 피봇축선 58,126 : 공구 구동축의 축선
104,104' : 베어링 내륜 114,114' : 베어링 외륜
130 : 모터축 136 : 스플라인
142 : 로드축선
본 발명은 공구 구동용의 진동성 구동장치에 관한 것으로, 모터에 의해 구동되는 구동축, 구동축 위에 장착된 진동성 구동요소(element), 구동축에 교차하는 축선에 그 중심을 맞춘 공구 구동축 및 진동성 구동요소의 방향에서 공구 구동축으로부터 확장된 피봇요소 등으로 구성된다.
진동성 구동장치는 독일 실용신안 G80 31 084.5.호로 공지되어 있다.
상기 진동성 구동장치는 피봇요소가 공구 구동축의 축선에 평행하게 변위할 수 있는 피스톤이 로커(rocker)을 형성하고, 변위의 축선 주위를 회전할 수 있도록 설계되어 있다.
상기 피스톤은 편심 저어널에 의해 관통되고 그것의 세로방향에서의 변위를 위해 편심 저어널에 장착되어 있다.
상기 진동성 구동장치의 단점은 그것이 확실하게 구동되기는 하지만 많은 회전 및 변위 가능한 베어링 때문에 높은 제조비용이 들고 따라서 값이 비싸다는 것이다.
그러므로 아래에서 설명되는 발명의 목적은 좀더 용이하고 경제적인 제조를 할 수 있도록 진동성 구동장치를 일반적인 것으로 개선하는 것이다.
상기 목적은 진동성 구동요소가 회전 베어링의 회전축선에 대하여 모든 방향으로 기울어질 수 있는 경사 이음과 결합된 회전 베어링을 구성하는 연결부재를 통하여 피봇요소에 연결된 편심요소를 구성하는 점 및 연결부재를 맞물리는 피봇요소의 부분이 공구 구동축의 축선을 통하여 확장되는 평면에 위치하는 방향성분과 함께 피봇 운동할 수 있거나 그렇지 않으면 공구 구동축에 고정적으로 연결되는 점에서 처음에 기술된 종류의 진동성 구동장치의 발명에 따라 이루어질 수 있다.
발명적인 해결의 장점은 좀더 쉽게 제조될 수 있고 특히 더 큰 토오크가 좀더 단순한 방법으로 전달될 수 있다는 사실에서 나타난다.
또한 발명적인 해결은 아직까지 알려진 어떠한 방법보다 좀더 작은 구조체의 크기를 가질 수 있도록 할 수 있는 점이다.
연결부재에 맞물린 피봇요소의 부분은 공구 구동축을 통하여 확장된 평면에서만 편리하게 피봇 운동할 수 있는 것이다.
특히 작은 크기의 구조체를 가지고 해결할 수 있도록 경사이음이 본질적으로 한평면 내에서 경사축들을 가지도록 하는 것은 대단히 편리하다.
더욱 특별히 기울음이 하나 또는 다른 경사축에 관해 발생했을 때 다른 기하학적인 조건의 발생은 없다.
발명적 해결은 경사이음의 경사축선이 회전 베어링의 베어링면과 일치하고 따라서 각각의 성분들이 연속하여 배치되어서는 않되는 평면에 의해 특히 소형으로 만들어질 수 있다.
발명적인 진동성 구동장치는 진동성 운동중에 높은 회전속도 및 작은 피봇각으로 작동되어야 하기 때문에 큰 각으로 기울어질 수 있는 경사이음을 만들 필요가 없으며 따라서 경사이음은 최대 10°의 경사각 범위만을 가질 수 있는 장점이 있으며 더우기 최대 5° 또는 그 이하의 경사각 범위를 가질 수 있는 장점이 있다.
특히 극히 경제적으로 발명적인 연결부재의 효과를 주는 간단한 방법은 연결부재가 자기 정렬(self-aligning) 베어링, 회전 베어링 또는 서로 수직하게 서있는 두 경사축선에 관해 경사질 수 있는 경사이음이 되는 것이다.
지금까지 설명된 실시예들에서는 피봇요소가 어떻게 설계되었는가에 대한 설명은 없었다.
연결부재와 맞물린 피봇의 부분이 공구 구동축의 축선을 통해 확장된 상기 평면내에서 피봇 운동을 할 수 있는 피봇요소 설계의 하나의 가능성은 연결부재를 맞무는 피봇요소의 부분이 피봇 축선 주위에 정확히 설치되는 것이며 이것이 피봇 운동가능성의 구조적으로 가장 간단한 해결을 표현하는 것이다.
특히 공구 구동축의 회전운동과 관련하여 피봇운동을 위한 간단한 기하학적 조건을 이루기 위하여 피봇 축이 공구 구동축의 축선에 교차하도록 하는 것이 편리하다.
상기의 방법에서 예를들어 연결부재에 연결하는 피봇의 끝과 같이 연결부재에 맞물리는 피봇요소의 부분은 구면의 절단면을 평면으로 표현한 원형궤도 위에서 움직일 수 있도록 만들어질 수 있으며 그 구면의 중심점은 공구 구동축의 축선과 피봇축선의 교차점이다.
상기의 기하학적인 조건은 위에서 편리한 것으로 지적된 바와 같이 한평면 내에서 모든 경사축선들을 가진 경사이음과 특히 편리하게 결합될 수 있다.
상기의 경우에 그곳은 진동성 구동장치의 운동이 경사이음의 경사축선의 간섭점과 공구 구동축의 축선과 피봇축선의 교차점 사이의 공간에서 변하는 동안 경사이음의 일부분위나 공구 구동축상의 피봇요소의 장착 부분 위도 아니다. 후자의 경우에 길이에 대한 보상이 수행되어야 하며, 이에 더하여 그 이상의 구조 및 제조비용을 요구한다.
상기에서 유리한 것으로 언급된 해결은 피봇축선이 공구 구동축의 축선에 수직하게 설 때 특히 간단하다.
발명적인 해결의 범위내에서 연결부재는 원칙적으로 피봇요소상 및 편심기소상의 모두에 설치될 수 있다.
후자는 간단한 방법으로 균형을 이룰 수 있으므로 연결부재가 편심요소상에 설치되는 것이 특히 유리하다.
왜냐하면 연결부재의 총질량이 진동성 구동장치의 진동으로 영향을 미칠 수 없기 때문이다.
연결부재가 편심요소내의 홈에서 받아지면 특히 간단하고 이와 같은 해결은 매우 작은 구조체 크기를 갖게 한다.
구조적인 관점에서 특히 편리한 실시예에서 편심요소는 연결부재를 위한 홈으로써 상당하게 편심적으로 정렬된 보어(bore)를 가질 수 있는 바퀴이다.
연결부재가 편심요소 상에 설치된 모든 실시예들에서 구조체는 연결부재의 체결장치인 핀과 피봇요소가 맞물릴 수 있도록 편리하게 선택되며 이것은 피봇요소가 체결장치속으로 삽입될 필요가 있는 점에서만 발명적인 진동성 구동장치를 조립할 때 유리하게 된다.
연결부재를 맞무는 피봇요소의 부분의 분명한 장착, 좀더 특별하게 공구 구동축상의 전 피봇요소의 분명한 장착대신에 발명적인 해결의 좀더 간단한 실시예에서 피봇요소는 공구 구동축에 움직일 수 없도록 연결되며 피봇요소는 공구 구동축의 축선을 통하여 확장된 평면내에서 유연하게 움직일 수 있는 재료로 최소한 부분적으로 만들어질 수 있다.
따라서 상기의 피봇요소 설계에서 이음은 제외될 수 있다.
상기와 같은 방법에서 피봇요소 설계의 가장 간단한 가능성은 스프링 강판을 구성하는 것이고, 좀더 특별하게 평면에 수직하게 서있는 넓은 측과 공구 구동축의 축선을 통하여 통과하는 평면에 평행하게 확장된 좁은 측으로 구성하는 것이다.
여기에서 피봇요소 그 자체의 형상에 대한 상세한 설명은 그친다.
피봇요소는 포크(fork)와 같은 방식으로 공구 구동축을 감쌀 수 있도록 유리하게 설계된다.
특히 높은 토오크가 요구될 때 결합부재에 맞물리는 피봇요소의 부분이 공구 구동축의 축선을 통하여 확장된 평면내의 운동을 위하여 가이드되는 캐리어(carrier)를 피봇요소가 구성하도록 준비되어지며, 공구축상의 피봇요소의 장착 또는 부착을 통하여 전 코오크가 전달되지 않도록 하는 장점을 가지고 있다.
유리한 실시예에서 연결부재를 맞무는 피봇요소의 부분은 양측에 대한 토오크의 전달이 가능하도록 양측에서 핑거(finger)를 감싼다.
핑거는 되도록 평면에 평행하게 확장된 표면들을 가이드하도록 설계되고 그위에서 연결부재를 맞무는 피봇요소의 부분이 가이드된다.
큰 마찰 손실없이 연결부재와 맞물리는 피봇요소의 부분의 미끄럼 운동을 할 수 있도록 핑거의 가이드 표면상에서 미끄럼요소에 의해 지지되도록 준비가 되어지는 것이 편리하다.
상기한 미끄럼요소들은 되도록이면 미끄럼 층이 좋지만 또한 구름 베어링들일 수도 있다.
상기에서 서술된 실시예들은 후술의 발명의 목적을 달성하기 위한 제1실시예의 모든 유리한 가능성을 표현했다.
제2실시예에서 진동성 구동요소가 구동축상에 장착되며 구동축과 결합 회전하는 제1요동부재(wobble member)와 제1요동부재에 의해 운동하지만 구동축과 함께 회전하지는 않는 제2요동부재로 구성된 요동부재 인점 및 피봇요소가 축주위를 정확하게 운동하도록 제2요동부재와 맞물리는 점에서 발명에 따라 서두에서 언급된 목적이 달성된다.
상기 해결의 장점은 경제적인 제조의 면에서 보여진다.
첫번째 변형의 범위내에서 요동부재가 제1요동부재를 형성하는 베어링 내륜과 제2요동부재를 형성하는 베어링 외륜을 가진 요동베어링이라는 것이 특히 편리하다.
요동 베어링은 되도록이면 구름 베어링으로 설계되는 것이 좋다.
베어링 외륜의 요동 운동을 공구 구동축의 축선 주위에서 진동성 회전운동으로 전환하도록 가장 단순한 경우에 베어링 외륜이 피봇의 축선 주위에서의 회전을 위해 피봇요소 위에 장착된다.
상기의 목적을 위하여 피봇요소는 되도록 베어링 외륜을 감싸며 피봇축선을 형성하는 베어링 요소들을 받치는 포크로 구성되는 것이 좋다.
공구 구동축의 축선에 관한 피봇축선의 배치에 대하여는 더 이상의 상세한 설명을 하지 않는다.
기하학적인 관점에서 가능하면 단순하게 베어링 외륜의 요동운동을 달성하기 위하여, 피봇축선이 그것의 부분에 대하여 구동축 축선과 공구 구동축선과의 교차점 주위를 회전하며 회전축선으로서 공구 구동축의 축선으로선 단순한 진동성 운동을 수행하도록 상기 교차점을 통하여 확장하는 것이 유리하다.
공구 구동축의 축선과 구동축의 축선이 서로 직각으로 위치하는 것이 또한 편리하다.
발명적인 진동성 구동장치는 되도록 작은 각의 범위로 동작되어야 하므로 요동요소는 진동성 구동장치로 얻어질 수 있는 피봇각이 0° 이상 10° 이하의 범위에 있도록 85 내지 90° 사이의 구동축의 축선각을 포함하기 위하여 구동축의 축선의 관점에서 중심선이 맞춰진다.
제2발명적 실시예의 두번째 변형에 있어서 베어링 외륜은 피봇요소상에서 세로방향 및 회전의 가이드를 통해 본질적으로 방사상으로 확장된 로드(rod)를 가지고 있으며, 공구 구동축의 축선은 구동축의 축선을 따라 측면 방향으로 확장하고 따라서 교차하지 않는다.
상기 변형예에서 상기 로드는 베어링 외륜의 요동운동에 의해 야기된 회전 축선으로서 공구 구동축의 축선의 주위를 회전 진동성 운동을 수행한다.
상기 로드는 세로방향 및 회전의 가이드 내에서 미끄럼요소에 의해 지탱되는 로드에 의한 피봇요소내에서 가장 효과적으로 가이드된다.
미끄럼요소는 미끄럼층의 형상으로 되는 것이 편리하다.
그러나 더 적은 미끄럼 저항은 미끄럼요소가 구름 베어링들로 구성될 때 이루어진다.
요동 베어링을 요동 베어링의 회전 중심과 공구 구동축의 축선 사이의 공간이 다른 것을 보상하기 위하여 필수적으로 운동의 자유를 주도록 베어링의 내륜이 구동축과 공동회전을 하도록 구동축상에 설치되어야 하지만 구동축의 축선의 방향에의 범위를 대비할 필요는 없다.
베어링 내륜과 구동축의 공동 회전을 위한 연결을 확립하도록 베어링 내륜이 구동축과 공동회전을 하기위하여 구동축상에서 스플라인(spline)들에 의해 체결되는 것이 유리하다.
가능하면 간단한 기하학적인 조건을 만들기 위하여, 세로방향 및 회전의 가이드의 가이드방향이 구동축의 축선과 교차하도록 하는 것이 유리하다.
상기의 것을 이루기 위한 가장 편리한 방법은 가이드 방향이 공구 구동축의 축선에 수직하게 확장되는 것이다.
발명적인 해결의 제2실시예의 범위내의 세번째 변형에서 요동요소는 제2요동요소로서의 구동축의 축선에 평행한 방향에서 요동판에 의해 작용하는 압력판과 제1요동부재로서 요동판을 가지고 있다.
이 해결의 장점은 제조를 매우 간단하게 한다는 것이다.
상기 요동판은 구동축의 축선에 기울어지게 설치한 판 또는 구동축상에서 수직하게 설치된 평면에 평행하게 구동축의 축선으로 방사상으로 확장된 정면(front face)을 가진 판중에 하나일 수 있으나, 1회전내에서 최소간격에서 최대간격으로 증가하고 다시 최소간격으로 감소는 상기 평면으로부터 공간을 가진 판은 아니다.
상기 변형예에서 압력판은 요동판으로서 동일한 요동운동을 수행한다.
이러한 것들을 공구 구동축의 축선 주위의 진동성 운동으로 변형시키기 위하여 압력판이 접촉선에 따라 피봇요소에 작용하도록 하는 것과 상기 접촉선에 대하여 기울어질 수 있도록 하는 것이 필요하다.
상기 접촉선이 구동축의 축선과 교차하도록 확장되는 것이 편리하다.
가장 간단한 경우에 있어서, 피봇요소는 접촉선을 형성하는 가장자리를 구성하도록 설계된다.
만일 압력판이 피봇요소에 대하여 운동할 수 있다면 특히 접촉선의 방향에 있어서는 압력판은 분리되어 설치되어야 한다.
그러므로 압력판은 회전할 수 있도록 구동축에 의해 체결되도록 하며 따라서 압력판은 구동축에 결합되어 회전하지 않고 정지된 상태를 유지하고 있으며 구동축에 대하여 기울어질 수 있다.
미끄럼요소는 요동판에서 압력판으로 요동운동을 전달하기 위하여 요동판과 압력판 사이에 편리하게 설치된다.
가장 간단한 경우에 상기 미끄럼요소는 미끄럼층이 될 수 있으나 미끄럼요소가 구름 베어링을 구성하는 것이 더욱 좋다.
본 발명의 장점 및 특징들은 다음의 설명 및 여러개의 실시예 도면에서 주어진다.
제1도에서 전체로 ″10″으로 표시된 발명적인 진동성 구동장치의 제1실시예의 첫번째 변형은 제2도 및 제3도에서 그 정면에 편심바퀴(16)를 가진 구동축을 구동하는 전체로 ″12″으로 표시된 모터로 구성된다.
상기 편심바퀴(16)는 구동축의 축선(18)과 동일 축선상에 배치되어 있으며 구동축의 축선에 관하여 편심되게 판을 이룬(offset) 원형의 실린더형 홈(recess)(20)으로 구성되며 구동축의 축선(18)에 평행하게 중심을 맞춘 축선(22)을 가진다.
자기 정렬 베어링(self-aligning bearing)(24)는 상기 홈(20)에 삽입되고 상기 베어링은 베어링의 외륜(26)으로 구성되고 베어링 외륜(26)의 내부 링면(28)이 우묵한 구의 고리형상 단면의 형태를 가지고 있으며 그 링면상에서 구름볼들(30)이 구동하고, 그 볼은 베어링 내륜(32)의 가이드홈(groove)들(34) 위에서 받쳐지고 있고, 그 가이드홈(34)들은 오목한 구면의 구중심점에 대한 축선(22)에 관하여 베어링 내륜(32)의 허용 경사의 외주에 가공되어 있으며 축선(22)에 따른 베어링 외륜(26)의 내부 링면(28)로 구성되어 있다.
축선(22)에 관련하여 경사각은 되도록이면 5°이하의 범위내에 있고 결과적으로 최대 10° 이하의 움직임 각의 범위가 된다.
내부 링면(28)의 구 중심점은 되도록 축선(22) 위에서 수직하게 세워진 베어링 평면(36)과 축선(22)을 가진 자기정렬 베어링(24)의 대칭적으로 형성된 면과의 교점 위치하는 것이 좋으며 따라서 베어링 내륜(32)이 베어링 외륜(26)에 관하여 경사될 수 있는 두경사축들이 베어링 평면(36)에 위치한다.
베어링 내륜(32)은 그것이 경사되지 않은 위치에 있을 때 축선(22)과 동일한 축선을 가지는 리시빙 보어(receiving bore)(38)을 가지고 있다.
아암(42)의 핀(40)은 상기의 리시빙 보어(38)과 맞물리고 아암(42)은 공구 구동축(44)에 대한 구동축의 축선(18)에 관련하여 리시빙 보어(38)의 편심운동을 전달한다.
공구 구동축(44)은 편심바퀴(16)을 에워싸고 있는 기어 하우징(46) 내부에서 두곳에서 장착되어 있으며 공구 구동축의 하부(58) 및 상부(48), 즉 기어 하우징의 바닥부(50)과 두껑부(52)에 장착되어 있다.
제1도에 도시된 바와 같이, 공구 구동축(44)의 하부(54)는 기어 하우징(46)의 밑으로 확장되고 예를들어 연삭공구(56)을 가지고 있다.
상기의 연삭공구(56) 대신에 예를들어 유럽 특허 제0 174 427호에 따라 절삭날을 삽입하는 것도 생각할 수 있다.
공구 구동축(44)는 되도록이면 그 축선(58)이 구동축(18)에 수직하게 세워져 교차하는 것이 좋다.
베어링 블록(60)은 그 위에 공구 구동축의 상부(48)가 배치되어 있고 공구 구동축을 감싸고 베어링 블록의 서로 반대측에 돌출한 두 베어링 저어널(62)를 가지고 있다.
상기 베어링 저어널(62)들은 축(58)과 교차하고 되도록이면 수직하게 세워지는 것이 좋은 피봇축선(64)을 형성하며 피봇축선(64)의 주위에서 피봇 운동할 수 있는 아암(42)을 가지고 있다.
그러므로 베어링 블록(60)과 아암(42)은 피봇요소를 형성하며 아암(42)는 연결부재로서 자기 정렬 베어링(24)와 맞물리는 피봇요소의 부분을 구성한다.
리시빙 보어(38)로부터 축선(58)의 간격과 리시빙 보어의 편심, 즉 구동축의 축선으로부터의 공간은 편심 바퀴(16)가 회전할 때 5° 이하의 경사각이 자기정렬 베어링(24)에서 발생한다.
피봇축선(64)이 축선(58)과 구동축의 축선(18) 모두다 교차하는 점에서 특히 양호한 해결이 있고 축선(58)을 통하여 확장하고 구동축의 축선(18)위에서 수직으로 세워진 중심면(66)에 대해 대칭적으로 발생하는 피봇축선(64)의 운동이 발생시키는 공구 구동축의 진동성 운동이 되도록 배치된다.
본 발명에 따라 제2도 및 제3도에서 도시된 첫번째 변형예에서 아암(42)은 포크형상으로 설계되고 아암(42)의 각각의 림(limb)(68)은 베어링 저어널(62)들에까지 확장한다.
가장 간단한 경우에 있어서는 림들은 베어링 저어널(62)을 완전히 감싸는 베어링 보어를 가지지 않지만 단순한 홈(70)은 U형상의 윤곽안으로 각각 베어링 저어널 (62)를 감싸며 각각 림(68)의 한끝(72)에서 핀(40)의 반대방향으로 열려 있다.
베어링 블록(60)위에 형성된 핑거(74)는 아암(42)의 두 림(68)들 사이에서 확장된다.
핑거(74)는 각각의 림(68)에 면하고 아암(42)의 각각의 림(68)이 가이드되는 가이드면(76)을 각각 반대측에 가지고 있다.
제4도 및 제5도에 도시된 바와 같이, 핀(40)에 면하는 한끝 부위에서, 미끄럼요소들은 상기 가이드면(76)들에 기대어지도록 되도록 가이드면(76)들의 부위에 설치되는 것이 좋다.
미끄럼요소들은 림(68)들의 홈(78)들에 설치된 구름 베어링(80) 또는 림(68)들의 홈(78)들에 설치된 미끄럼 부재(82)중의 하나일 수 있으며, 상기의 미끄럼 부재(82)는 되도록 테프론(teflon)으로 만들어지는 것이 좋다.
그리고, 평평한 가이드 수단이 핑거(74)와 림(68)들 사이에 설치되는 것이 생각될 수있다.
핑거(74)와 핀(40)의 배치는 공구 구동축의 축선(58)을 통하여 확장된 대칭면(58)과 대칭적으로 편리하게 선택될 수 있으며, 대칭면(84)은 아암(42) 및 핑거(74)와 결합적으로 앞뒤로 진동한다.
림(68)들과 핑거(74) 사이에서 정확하 가이드를 이루기 위해서, 구름 베어링(80)들 또는 미끄럼 부재(82)들이 일정한 힘으로 초기응력을 받는 것이 유리하며, 핑거(74)와 림(68) 사이에는 자유로운 움직임이 없게 된다.
상기의 목적을 위하여 핑거(74)는 대칭면(84)에 평행한 슬로트(slot)(86)을 통하여 확장되고, 가로의 탄성을 대칭면(84)에 수직한 핑거로 주는 슬로트(86)가 준비되어 있고, 상기 핑거는 구름 베어링(80)들 또는 미끄럼 부재(82)들에 영향을 주도록 탄성 에너지 저장기로서 작용될 수 있다.
상기 슬로트(86)은 대칭면(84)과 같이 유리하게 대칭적이다.
핀(40)이 축선(22)에 수직으로 확장된 홈(22)의 바닥(88) 상에서 받쳐지도록, 즉 상기 바닥(88)에 면한핀(40)의 끝이 받쳐지는 것이 가능하도록 하기 위하여, 보올(90)이 바닥(88) 위에서 구를 수 있도록 핀(40)에서 이에 대응하여 오묵한 홈에 느슨하게 놓여 있는 보올(90)을 준비하고 있다.
제6도 및 제7도에 도시되어 있고, 첫번째 변형예의 단순화를 표현하고 있는 두번째 변형예는 동일한 부분으로 사용되는 것에 대하여는 동일한 참고번호를 가지고 있다.
따라서, 상기 번호들의 설명은 첫번째 변형예에 대한 설명을 가진다.
본 두번째 변형예에서, 공구 구동축(44')은 기어 하우징(46')을 통하여 확장하지는 않지만, 단순히 바닥부분(56)에 장착되어 있으며, 상부(48')는 기어 하우징(46') 속으로 돌출한 축 스터브(shaft stub)이다.
첫번째 변형예와 같이, 아암(42')는 단단한 재료로는 만들어지지 않았지만, 공구 구동축(44')의 축선(58')에 평행한 방향에서 탄력있게 상하로 움직일 수 있는 재료로 만들어져 있다.
즉 핀(40)이 대칭면(84)에서 상하로 피봇 운동할 수 있다.
반면에, 견고한 연결이 대칭면(84)에 수직한 방향에서 핀(40)과 공구 구동축 (44')의 상부(48') 사이에 존재한다.
상기의 목적을 위하여, 아암(42')은 되도록이면 대칭면(84)에 수직한 방향에서, 대칭면(84)에 평행하게 측정한 두께보다 훨씬 큰 폭의 스프링 판으로 만들어지는 것이 좋다.
또한, 원추형의 경로 상에서 핀(40)의 실질적인 운동을 확실히 하기 위해서, 아암(42')을 형성하는 스프링판은 베어링 블록(60')을 형성하는 클램핑(clamping)부 (92)와 (94) 사이 편심바퀴(16)의 반대측에서 공구 구동축(44')의 상부(48')의 측에 클램프되어 있으며, 클램프부(94)는 공구 구동축(44')의 상부(48')에 견고하게 고정되어 있다.
제8도 및 제9도에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예의 첫번째 변형예에서는 구동축(100)은 구동축(100)의 주위에 확장된 원형 경로(106)로 구동축(100) 상에 장착된 베어링 내륜(104)을 구동시키는 총제적으로 ″102″로 표시된 요동 베어링을 구동한다.
원형의 경로(106)의 중심점은 구동축의 축선(108) 상에 있지만, 그 경로 평면 (110)은 되도록 85° 내지 90°의 범위에 있도록 하는 구동축의 축선각에 포함된다.
상기 원형경로(106)는 요동 베어링(102)의 구름볼(112)들이 요동 베어링 (102) 상에서 회전할 수 있는 경로로 설계된다.
구름볼(112)들은 베어링 외륜(114) 내에서 움직이며, 베어링 외륜은 베어링 내륜(104)과 관련된 경로 평면(110)내에서 구름볼(112)에 의하여 회전될 수 있다.
구동축(100)과 공동회전을 하기 위하여 구동축(100)에 연결된 베어링 내륜이 구동축(100)과 함께 회전할 때, 경로면(110) 구동축의 축선(108) 주위에서 요동 운동을 수행하고, 베어링 내륜(104)과 관련된 베어링 외륜(114)의 자유 회전성 때문에, 베어링 외륜은 구동축(100)을 따라 회전할 필요가 없다.
베어링 외륜(114)은 되도록이면 원형의 경로(106)의 중심점을 통하여 확장되고, 또한 상기점에서 구동축의 축선(108)과 교차하는 피복축선(120)을 결합적으로 형성하고 서로 동일한 축선상에 있으며, 서로 반대방향에 배치된 핀(118)들로 구성되는 소켓(116)에 설치되어 있다.
핀(118)들은 소켓(116)을 감싸며 공구 구동축(124)과 공동회전할 수 있도록 연결된 포크(112)에 장착되어 있다.
공구 구동축(124)의 축선(126)은 되도록 구동축의 축선(108)과 수직하게 확장되며, 원형 경로(106)의 중심점을 통하여 확장되는 것이 좋다. 구동축(110)이 회전은 베어링 내륜(104)을 회전하도록하고 따라서, 베어링 내륜은 경로 평면(110)내에서 요동운동을 수행한다.
상기 동작중에, 베어링 내륜(104)과 관련하여 회전할 수 있는 베어링 외륜 (114)는 회전 하지는 않지만, 요동운동을 수행하고, 경로 평면(110)에서 확장된 피봇축선(120) 때문에 피봇축선(120) 주위의 모든 경사 운동들이 포크(122)로 전달되는 것은 아니며, 단지, 포크(122)의 끝에서 피봇 운동을 수행하기 위하여 축선(126) 주위에 경사운동을 전달하고, 경로 평면(110)의 경사각과 우각 사이의 2배차에 상당하는 피봇각으로 축선(126) 주위에 진동성 운동을 공구 구동축(108)로 전달할 뿐이다. 나이프(128)는 제8도 및 제9도에서 공구로서 도시되어있다. 제1도에서 도시된 연삭공구(56)도 또한 공구 구동축(124)에 장착된다.
제10도에 도시된 바와같이 제2실시예의 두번째 변형예에서 첫번째 변형과 동일한 부품은 동일한 참고 번호를 사용한다. 따라서, 이하의 설명에서, 제1변형의 설명이 참고되어야 한다. 두번째 변형예에서, 모터축(130)은 기어들(132)(134)를 매개해 요동 베어링(102')이 장착된 구동축(100')을 구동한다. 베어링 내륜(104')은 첫번째 변형예에서와 같이, 구동축(100') 상에 견고하게 고정된 것이 아니며, 단지 구동축과 공동회전을 하기 위한 것이며, 따라서 구동축(100')상에서 구동축의 축선(108')의 방향으로 변위할 수 있다.
구동축(100)과 베어링 내륜(104')이 공동회전을 하도록 연결하기 위하여, 구동축(100')는 베어링 내륜(104')의 흠들과 대응하여 맞물리는 스플라인(136)들을 갖추고 있다. 베어링 외륜(114')은 공구 구동축(124')와 공동회전을 위해 연결된 로드가이드(140)를 관통하고, 베어링 외륜으로부터 방사상으로 확장된 로드(138)를 갖추고 있다. 로드(138)은 그 로드 축선(142) 주위를 회전하도록 로드 가이드(140)에 장착되어 있으며, 로드 축선(142)의 세로방향에서 변위하도록 로드 가이드(140)에 장착되어 있다. 되도록이면, 로드(138)는 원형-실린더형의 형상이 되도록하고 로드 축선(142)은 공구 구동축(124')의 축선(126')로 수직하게 확장되고, 축선(126')와 교차되도록 배치되는 것이 좋다. 또한, 로드축선(142)은 요동 베어링(102')의 경로 평면(110')상에 있는 것이 편리하고, 구동축의 축선(108)과 교차하는 것이 편리하다.
질량평형을 위해서, 두번째 변형의 부드러운 운동을 위하여 필수적인 바란싱 웨이트(balancing weight)(139)가 베어링 외륜(114') 반대편 로드(138)의 끝에 준비된다. 구동축(100')이 회전할 때, 요동 베어링(102')도 마찬가지로 요동 운동을 행하고, 로드 축선(142)의 주위의 모든 피봇 운동들이 자유롭게 발생할 수 있다. 로드 가이드 (140)도 또한 공구 구동축(124')의 축선(126') 주위를 회전할 수 있으므로, 로드 (138)는 상기 축선 주위를 부가적으로 피봇 운동 할수 있다.
상기 목적을 위해, 요동 베어링(102')는 제10도에 도시된 바와 같이 실선으로 표시된 위치와 점선으로 표시된 위치 사이를 구동축(100) 상에서 상하로 운동할 수 있음에 틀림없다. 축선(126')로부터 원형의 경로(106')의 원형 중심점의 공간의 차이를 보상하기 위하여, 로드(138)가 로드축선(142)의 방향에서 미끄러질수 있도록 로드 가이드(140)내에 장착되는 것이 필수적이다.
제11도 및 제12도에 도시된 바와같이 제2실시예의 세번째 변형예에 있어서, 요동판(152)은 구동축(150)에 직접 장착되어있다. 요동판(152)은 구동축의 축선(156)의 방사상의 방향에서 상기 구동축의 축선(156)상에 수직하게 세워진 평면(158)에 항상 평행하게 확장하는 정면(front surface)(154)을 가지고 있다. 그러나, 한 회전 경로내에서 반회전 증가하고 다시 원래대로 감소하는 상기 평면(158)으로부터 일정한 거리에서 확장한다. 케이지(cage)(160)내에서 가이드 되며 구동축의 축선(156)에 방사상으로 그들의 회전축선을 가지도록 배치된 구름베어링(162)들 상기 정면(154)에 앉혀있다. 정면(154)의 반대측에서, 구름 베어링 (162)들은 압력판(164)에 작용한다. 게이지(160) 및 압력판(164)은 각각 중심홈(166) 및 (168)을 가지고 있으며, 그들은 정면(154) 아래로 돌출한 축 스터브(170) 상에서 가이드 되고 구동축(150)과 공통의 축선을 가지나 축스터브(170)과 함께 회전하지는 않는다.
케이지(160) 및 압력판(164)은 그들이 구동축의 축선(156)의 축선의 방향에서 구름 베어링(162)들의 운동을 따를 수 있고, 상기 방향에서 유사하게 운동을 수행할 수 있도록 축스터브(170)에 대하여 경사질 수 있다. 압력판(164)은 공구 구동축( 174)에 견고하게 연결된 피봇요소(176) 대하여 구름 베어링(162)들의 반대 방향에서 압력면(172)에 위치한다. 피봇요소(176)는 되도록이면 구동축의 축선(156)에 수직하게 확장되도록 되어 있는 피봇축선(178)의 주위를 공구 구동축(174)과 함께 회전할 수 있다. 압력판(164)의 압력면(172)에 면하는 피봇 요소(176)의 접촉면(180)은 구동축의 축선(156)과 교차하고, 되도록이면 축선(178)에 수직하게 세워지는 직선 모서리(182) 가지도록 설계된다. 상기 모서리(182)의 양측들에서, 접촉면(180)은 축선(178)을 향하는 방향에서 경사지게 되어 모서리(182)는 압력면(172)의 방향에서 가장 멀리 돌출한 접촉면(180)의 부위이다.
상기 경사는 모서리(182)에 의해 형성된 경사축 주위에서 압력판(164)의 경사진모서리(182)의 양측들에서 받아질 수 있도록 선택되며, 요동판(152) 및 구름 베어링 (162)들에 의한 구동축(150)의 회전중에 요동판의 정면(154)에 의하여 작용되도록 하는 것이다. 공구 구동축(174)의 축선(178)에 평행한 축선 주위에서 압력판( 164)의 단순한 경사는 접촉면(180)이 모서리(182)의 부위에서 압력면(172)에 의해 작용되도록 하고, 동시에 축선(180) 주위에서 피봇 요소(176)의 피봇 운동을 하도록 한다. 요동판(152)의 회전중에, 축선(178)주위의 피봇 운동을 진동성 피봇들, 예로서 공구 구동축(174)에 의한 절삭공구(184)와 같은 피봇 요소(176)에 전달된다.

Claims (38)

  1. 모터에 의하여 구동되는 구동축 상기 구동축상에 설치된 진동성 구동요소, 상기 구동축에 교차하도록 배치된 공구 구동축 및 상기 진동성 구동요소의 방향에서 상기 공구 구동축으로부터 확장된 피봇 요소를 가지는 공구 구동용 진동성 구동장치에 있어서, 상기 진동성 구동 요소가 회전 베어링의 회전축선(22)에 관하여 모든 방향으로 경사될 수 있는 경사이음으로 결합된 회전 베어링으로 구성되는 자기 정열 베어링(24)을 통하여 상기 피봇 요소(42,60)에 연결된 편심요소(16)로 구성되고, 상기 자기정열 베어링(24)에 맞물린 상기 피봇요소(42,60) 부분이 상기 공구 구동축(44)의 축선(58)을 통하여 확장된 평면(84)에 위치한 방향 성분으로 피봇운동할 수 있도록 되며, 상기 공구 구동축(44)에 견고하게 연결된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 경사이음이 한 평면(36)내에 위치하는 경사 축선들을 갖고 있는 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 평면이 상기 자기정열 베어링(24)의 베어링면(36)과 일치한 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 경사이음이 10° 이하의 경사각 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 연결부재가 자기 정렬 베어링(24)인 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 자기 정열 베어링(24)과 맞물린 상기 피봇 요소(46,60) 부분이 피봇 축선(64) 주위에 확실하게 설치된 것을 특징으로하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 피봇 축선(64)이 상기 공구 구동축(44)의 상기 축선(58)에 교차하도록 된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 피봇 축선(64)이 상기 공구 구동축(44)의 상기 축선(58) 상에 수직하게 세워진 것을 특징으로 하는 공구 구동요 진동성 구동장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 자기 정열 베어링(24)이 상기 편심 요소(16)내에 설치된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 자기 정열 베어링(24)이 상기 편심 요소(16)의 홈(20)내에서 받아들여지도록 된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 편심요소(16)가 바퀴인 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  12. 제1항에 있어서, 상기 피봇 요소(42,60)가 상기 자기정열 베어링(24)의 리시빙 장치의 핀(40)으로 맞물리도록 된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 피봇 요소(42')가 가장 공구 구동축(44')의 상기 축선(58')을 통하여 확장된 상기 평면(84') 내에서 유연하게 움직일 수 있는 재료로 최소한 부분적으로 라도 구성된 것을 특징으로하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 피봇 요소(92,94,42')가 스프링 강판(42')으로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 피봇 요소(42,60)가 상기 구동축(44)을 감사께 된 것을 특징으로하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 피봇 요소(42,60)는 상기 자기 정열 베어링(24)에 맞물린 상기 피봇 요소(42,60)가 상기 공구 구동축(44)의 상기 축선(58)을 통하여 뻗어 있는 상기 평면(84)내에서의 운동을 가이드 하기 위한 핑거(74)로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  17. 제16항에 있어서, 상기 자기 정열 베어링(24)에 맞물리는 상기 피봇 요소(42)가 양측에서 핑거(74)를 감싸게 된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  18. 제16항에 있어서, 상기 핑거(74)가 상기 평면(84)에 평행하게 확장되고, 상기 자기 정열 베어링에 맞물리는 상기 피봇 요소(42) 부분이 가이드 되는 가이드면(76)들을 가지도록 된 것을 특징으로 하는 공구 구동성 진동성 구동장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 자기 정열 베어링(24)에 맞물린 상기 피봇 요소의 상기 부분이 상기 핑거(74)의 상기 가이드면(76)들 상에서 미끄럼 요소들(80,82)에 의해서 지지된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  20. 모터에 의하여 구동되는 구동축, 상기 구동축 상에 설치된 진동성 구동요소, 상기 구동축에 교차하도록 배치된 공구 구동축 상기 구동성 요소의 방향으로 상기 공구 구동축으로부터 확장된 피봇 요소를 가지는 공구 구동용 진동성 구동장치에 있어서, 상기 진동성 구동 요소가 구동축(100)에 설치되고, 구동축과 결합적으로 회전하는 제1요동부재(104,152)와, 상기 제1요동부재(104,152)에 의해 구동되지만 구동축과 회전하지 않는 제2요동부재(114,164)로 구성되어 있으며; 상기 피봇 요소(122,176)가 확실하게 구동될 수 있도록 축선(120,142,182) 주위에서 상기 제2요동 부재(114,164)와 맞물린 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 요동 부재가 상기 제1요동 부재를 형성하는 베어링 내륜 및 상기 제2요동 부재를 형성하는 베어링 외륜을 가진 요동 베어링인 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  22. 제21항에 있어서, 상기 요동 베어링(102)이 구름 베어링 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서, 상기 베어링 외륜(114)이 피봇 축선(120) 주위를 회전하기 위한 상기 피봇요소(122)상에 설치된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  24. 제23항에 있어서, 상기 피봇 요소가 상기 베어링 외륜(114)를 감싸는 포크 (112)로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  25. 제23항에 있어서, 피봇 축선(120)이 상기 구동축의 축선(108)과 상기 공구 구동축(124)의 상기 축선(126)의 교점을 통하여 확장된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  26. 제25중에 있어서, 상기 구동축의 축선(108)과 상기 공구 구동축(124)의 축선(126)이 서로 수직하게 세워지도록 된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 요동 요소(102)가 85° 내지 90° 사이의 범위내에서 상기 구동축의 축선(108)의 각을 포함한 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  28. 제23항에 있어서, 상기 베어링 외륜(114')이 상기 피봇 요소상에서 세로 방향 및 회전의 가이드(140)을 통하여 본질적으로 방사상으로 확장되는 로드(138)로 구성되며, 상기 공구 구동축(124')의 상기 축선(126')이 상기 구동축의 축선(108)의 한 방향에서 확장된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 로드(138)가 상기 세로 방향 및 회전의 가이드(140) 내에서 미끄럼 요소에 의해 설치된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  30. 제28항에 있어서, 상기 베어링 내륜(104')이 상기 구동축의 축선(108')의 방향으로 변위를 위하여 상기 구동축(100') 상에 설치된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  31. 제30항에 있어서, 상기 베어링 내륜(104')이 구동축(100')과 공동 회전을 하도록 상기 구동축(100')상에서 스플라인(136)들에 의해 설치된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  32. 제28항에 있어서, 상기 세로 방향 및 회전의 가이드(140)의 가이드 방향(142)이 상기 구동축의 축선(108')와 교차된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  33. 제20항에 있어서, 요동 요소가 제2요동요소로서 상기 구동축의 축선에 평행한 방향에서 상기 요동판에 의해 작동되는 압력판 및 제1요동 부재로서 요동판(152)으로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 압력판(164)이 상기 피봇 요소(176)상에서 접촉선을 따라 작용한 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 접촉선(182)이 상기 구동축의 축선(156)과 교차된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  36. 제34항 또는 제35항에 있어서, 상기 피봇 요소(176)가 상기 접촉선을 형성하는 모서리(182)로 구성된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  37. 제33항에 있어서, 상기 압력판(164)이 상기 구동축(150)과, 공동축선상의 축 스티브(170)에 의해 설치되고, 축 스티브(170) 상에서 회전할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
  38. 제33항에 있어서, 미끄럼 부재(160)가 상기 요동판(152)가 상기 압력판(164) 사이에서 설치된 것을 특징으로 하는 공구 구동용 진동성 구동장치.
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