TW202003147A - 能夠調節預負載的凸輪從動件以及使用其的間歇運動機構 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種使用能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構，包括設置有齒輪凸輪部分的輥齒輪凸輪，齒輪凸輪部分配置成驅動安裝在旋轉構件的外圓周表面上的凸輪從動件，其中，旋轉構件安裝在框架中並具有其上以特定間隔安裝有凸輪從動件的外圓周表面，其中，安裝在旋轉構件的外圓周表面上的每個凸輪從動件均包括：固定部分；輥支承部分，在固定部分的一端上安裝成錐形；旋轉輥，具有錐形中空部分以能夠旋轉地聯接至輥支承部分，具有錐形的外圓周表面並具有截錐形形狀；防分離部分，聯接至輥支承部分的一端以防止旋轉輥與輥支承部分分離；以及預負載調節構件，插入至固定部分中並設置在旋轉構件的外圓周表面與輥支承部分的下表面之間以調節預負載。

Description

能夠調節預負載的凸輪從動件以及使用其的間歇運動機構

本發明涉及一種能夠調節預負載的凸輪從動件和使用該凸輪從動件的間歇運動機構，並且更具體地，涉及安裝在多種機床、工業機械等的間歇運動部分上並根據摩擦力和間歇運動來調節預負載以使齒隙（backlash）最小化的凸輪從動件，以及使用該凸輪從動件的間歇運動機構。

在各種工業機械、機床等中通常使用各種運動機構。具體地，執行銑削加工或磨削加工的機床包括旋轉台、工具更換器等，其中，旋轉台配置成以特定角度固定並旋轉工件，工具更換器配置成更換所選擇的工具。具體地，蝸桿和蝸輪被用作例如用於使旋轉台以特定角度旋轉的驅動機構，然而其具有由於因摩擦部分的磨損而導致的齒隙而無法執行精確旋轉的問題。

鑒於此，第2002-0032312號韓國公開專利公開了一種旋轉台裝置。所公開的旋轉台裝置包括從動軸和旋轉台，其中，從動軸由殼體支承並由驅動部分驅動，旋轉台由從動軸利用凸輪和凸輪從動件可旋轉地驅動。旋轉台裝置具有這樣的配置：旋轉台的截面在根據旋轉台的旋轉軸線的方向上面對殼體的面對表面，並且在面對表面與截面之間置有潤滑劑。

第101529174號韓國登記專利公開了一種旋轉台裝置。在所公開的旋轉台裝置中，凸輪從動件安裝在以特定間隔可旋轉地安裝在殼體內部的旋轉台的圓周表面上，因此，隨著輥齒輪凸輪根據從動軸的旋轉而旋轉，旋轉台通過與輥齒輪凸輪嚙合的凸輪從動件而旋轉。該旋轉台裝置具有這樣的配置：凸輪從動件（即，輥齒輪凸輪和齒輪凸輪）的截面具有梯形形狀，並因此具有傾斜的表面，凸輪從動件可旋轉地安裝在旋轉台上以通過軸承進行支承，並且在旋轉台與輥齒輪凸輪之間安裝有節距（pitch）調節構件，以調節旋轉台的節距圓（pitch circle）的直徑。

如上所述的傳統旋轉台具有輥齒輪凸輪與凸輪從動件彼此聯接以傳遞力的結構。旋轉台的凸輪從動件由旋轉台支承。由於在用於支承的支承軸中安裝有軸承，因此其結構相對複雜。

另外，當節距調節構件安裝在凸輪從動件與旋轉台之間時，凸輪從動件在與節距調節構件接觸的情況下旋轉，這會導致磨損。此外，當使用作為滾動摩擦構件的止推軸承時，應針對每種厚度設置多種類型的軸承，且安裝成本很高。

[現有技術文獻]

[專利文獻]

（專利文件1）第2002-0032312號韓國公開專利，旋轉台裝置（ROTARY TABLE DEVICE）

（專利文件2）第101529174號韓國登記專利，旋轉台裝置（ROTARY TABLE DEVICE）

本發明旨在提供一種安裝在機床和各種工業機械中以傳遞力或者安裝在配置成驅動旋轉的驅動單元中以施加適當的摩擦力從而使得齒隙最小化的能夠調節預負載的凸輪從動件，以及使用該能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構。

另外，本發明旨在提供一種在調節預負載期間相對均勻地分散接觸力從而容易地調節預負載、並且可適當地分散因調節預負載而施加的摩擦阻力的能夠調節預負載的凸輪從動件，以及使用該能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構。

根據本發明的方面，提供了一種能夠調節預負載的凸輪從動件，其包括固定部分、輥支承部分、旋轉輥和防分離部分，其中，輥支承部分在固定部分的一端上安裝成錐形，旋轉輥具有錐形中空部分以能夠旋轉地聯接至輥支承部分，具有錐形的外圓周表面，並且具有截錐形形狀，防分離部分聯接至輥支承部分的一端以防止旋轉輥與輥支承部分分離。

在錐形的輥支承部分的外圓周表面與旋轉輥的錐形中空部分的內圓周表面之間可安裝有選自以下中的一種：多個輥、具有錐形的外圓周表面的多個輥、多個滾珠、以及具有錐形的內圓周表面和外圓周表面的截錐形軸頸軸承。

當滾珠安裝在錐形的輥支承部分的外圓周表面與旋轉輥的錐形中空部分的內圓周表面之間時，可以呈兩列或更多列。

凸輪從動件還可包括預負載調節構件，該預負載調節構件插入至固定部分中並與輥支承部分的下表面接觸。

根據本發明的另一方面，提供一種使用凸輪能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構，該間歇運動機構包括旋轉構件以及輥齒輪凸輪，其中，旋轉構件安裝在框架中並具有外圓周表面，在該外圓周表面上以特定間隔安裝有凸輪從動件；輥齒輪凸輪設置有齒輪凸輪部分，該齒輪凸輪部分與安裝在旋轉構件的外圓周表面上的凸輪從動件嚙合，其中，安裝在旋轉構件的外圓周表面上的凸輪從動件中的每個均包括固定部分、輥支承部分、旋轉輥、防分離部分以及預負載調節構件，其中，輥支承部分在固定部分的一端上安裝成錐形，旋轉輥具有錐形中空部分以能夠旋轉地聯接至輥支承部分，具有錐形的外圓周表面，並且具有截錐形形狀，防分離部分聯接至輥支承部分的一端以防止旋轉輥與輥支承部分分離，預負載調節構件插入至固定部分中並設置在旋轉構件的外圓周表面與輥支承部分的下表面之間以調節預負載。

輥支承部分的錐形外圓周表面與旋轉輥的錐形中空部分的內圓周表面之間可設置有選自多個輥、具有錐形外圓周表面的多個輥以及多個滾珠中的一種。

在圖1和圖8中示出了根據本發明的能夠調節預負載的凸輪從動件。圖9至圖14中示出了使用該凸輪從動件的間歇運動機構的實施方式。

參照附圖，根據本發明的能夠調節預負載的凸輪從動件10包括錐形的輥支承部分12，該錐形的輥支承部分12形成在桿狀固定部分11的一端上並具有錐形的外圓周表面。輥支承部分12具有截錐形形狀，其直徑從其上端向下逐漸增加。如圖2中所示，由於輥支承部分12的下端的直徑相對大於固定部分的直徑，因而輥支承部分12具有形成台階部分15的結構。在固定部分11的外圓周表面上形成有用於聯接的聯接螺紋部分14。具有特定厚度的預負載調節構件18安裝成聯接至固定部分11。

預負載調節構件18的直徑小於旋轉輥20的下側的最大內直徑，並且大於輥支承部分12的下側的最大外直徑。因此，旋轉輥20和預負載調節構件18彼此不接觸。旋轉輥20可旋轉地聯接至輥支承部分12。旋轉輥20具有錐形的中空部分21，輥支承部分12聯接至該錐形的中空部分21。旋轉輥20具有錐形的輥外圓周表面22。可以在旋轉輥20的錐形中空部分21的內圓周表面與輥支承部分12的錐形外圓周表面13之間安裝從多個桿狀輥或多個滾珠中選擇的一種。然而，本發明不限於此。如圖3至圖5中所示，可以在輥支承部分12的外圓周表面與旋轉輥20的內圓周表面之間形成有軸頸軸承，並且如圖6和圖7中所示，可以在輥支承部分12的外圓周表面和旋轉輥20的內圓周表面之間安裝有具有錐形外圓周表面的輥33。

另外，如圖8和圖9中所示，可以在輥支承部分12的外圓周表面與旋轉輥20的內圓周表面之間安裝多個滾珠34。滾珠34可以在圓周方向上形成為兩列或更多列。

當具有錐形外圓周表面的輥33安裝在輥支承部分12和旋轉輥20之間時，可以確保旋轉輥20的驅動穩定性。當多個滾珠34以兩列或更多列的形式安裝在輥支承部分12與旋轉輥20之間時，每個滾珠34、輥支承部分12和旋轉輥20可以彼此呈點接觸。因此，可以使摩擦力最小化，並且可以在高速旋轉期間減少雜訊和熱量的產生。

還可設置潤滑劑供應部分35，以向旋轉輥20與輥支承部分12之間的摩擦部分供應用於單獨潤滑的潤滑劑。具體地，如圖3至圖5中所示，可通過設置在防分離部分（將在下文進行描述）中的潤滑劑供應部分35來持續地供應潤滑劑，在防分離部分中，在旋轉輥20的錐形中空部分21與輥支承部分12的錐形外圓周表面13之間沒有安裝單獨的軸承。

另一方面，防分離部分40還可設置在輥支承部分12的一端處，以防止旋轉輥20與輥支承部分12分離。防分離部分40包括聯接構件42和防分離盤43，其中，聯接構件42螺紋聯接至從輥支承部分12的上端朝向中心形成的聯接孔41，防分離盤43由聯接構件42支承，以防止旋轉輥20與輥支承部分12分離。為了形成聯接孔41，從輥支承部分12的上端執行鑽孔至特定深度，然後執行攻牙（tapping）以形成螺紋部分。形成在經攻絲的聯接孔的內圓周表面上的螺紋部分通過放電加工或機械加工而被加工成六邊形形狀。再次執行攻絲以去除因加工而形成的毛刺，從而完善聯接孔。

在如上所述形成的聯接孔41中，扳手可以插入至聯接孔中，並且當旋轉構件（將在下文進行描述）和固定部分11彼此聯接時進行旋轉。

在潤滑劑供應部分35中，在聯接孔41中形成有潤滑劑儲存部分36，並且在輥支承部分12中形成有連接聯接孔41和錐形外圓周表面13的潤滑劑供應通道37。本發明不限於上述實施方式，潤滑劑供應部分可以具有任何結構，只要該結構可以在旋轉輥20的錐形中空部分21的內圓周表面與輥支承部分12的錐形外圓周表面之間供應潤滑劑即可。

如上所述，圖9至圖14示出了使用能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構的實施方式。在本實施方式中，與凸輪從動件的部件相同的部件由相同的附圖標記來表示。

參照圖9至圖14，根據本發明的使用能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構100包括輥齒輪凸輪130和電機，其中，輥齒輪凸輪130設置有配置成驅動呈一定間隔的凸輪從動件10的齒輪凸輪部分131，電機配置成使輥齒輪凸輪130旋轉，其中，凸輪從動件10安裝在旋轉構件120的外圓周表面上，該旋轉構件120安裝在框架110內部。可旋轉地安裝在框架110中的旋轉構件120可形成為盤形狀。由於安裝在旋轉構件120的外圓周表面上的凸輪從動件10具有與上述實施方式的結構相同的結構，因此將不再對其進行多餘的描述。

在凸輪從動件10的輥支承部分12與旋轉構件120的外圓周表面之間安裝有預負載調節構件18，以調節與旋轉構件120的聯接位置（高度）。

輥齒輪凸輪130的齒輪凸輪部分131的傾斜表面可具有直線形狀或接近直線的曲線形狀。當齒輪凸輪部分131形成為曲線時，旋轉輥20的外圓周表面也可形成為直線或曲線，以對應於齒輪凸輪部分131。當齒輪凸輪部分131的錐形傾斜表面形成為直線並且凸輪從動件10的旋轉輥20的外圓周表面形成為直線時，齒輪凸輪部分131與旋轉輥20進行線接觸，並且當齒輪凸輪部分131的錐形傾斜表面和旋轉輥20的外圓周表面中的任何一個形成為曲線時，齒輪凸輪部分131與旋轉輥20進行點接觸。因此，可以使根據圓周直徑的滑動最大化，從而減小摩擦力和旋轉雜訊。

另外，預負載調節構件18安裝在輥支承部分12的下表面上並維持輥支承部分12與旋轉構件120之間的間隔，預負載調節構件18可包括墊圈、套環、套筒和墊片中的任一種。在這種情況下，墊圈、套環、套筒和墊片可以設置成具有多種厚度，並且可以進行更換或堆疊，以在輥齒輪凸輪130與凸輪從動件10之間施加適當的預負載。因此，輥齒輪凸輪130和凸輪從動件10可被平滑地驅動，而不會晃動或彼此過度嚙合。

下面將對使用如上配置的根據本發明的凸輪從動件的間歇運動機構的操作以及通過該間歇運動機構進行的凸輪從動件的操作進行描述。

首先，如圖9或圖11中所示，其中安裝有凸輪從動件的旋轉構件120與輥齒輪凸輪130進行聯接。在該過程中，為了調節接觸力從而減小在凸輪從動件10的旋轉輥20聯接至輥齒輪凸輪130的齒輪凸輪部分131時的接觸力或齒隙的不均勻性，預負載調節構件18可插入至固定部分11中，從而被插置在旋轉構件120的外圓周表面與輥支承部分12的下表面之間。

在這種情況下，由於預負載調節構件18的直徑小於旋轉輥20的下部的最大內直徑並且大於輥支承部分12的最大外直徑，因此預負載調節構件18可以不與旋轉輥20接觸。因此，能夠防止預負載調節構件18與旋轉輥20之間的摩擦，並且防止因預負載調節構件18而使具有錐形外圓周表面的多個輥33分離。

因此，凸輪從動件10的旋轉輥20可以遠離旋轉構件120的外圓周表面移動，或者可以變得更小，從而可以增加與輥齒輪凸輪130的聯接力（接觸力）。

在旋轉構件120與輥齒輪凸輪130如上所述地進行聯接的狀態下，當使用驅動電機使輥齒輪凸輪旋轉時，旋轉構件通過與輥齒輪凸輪嚙合的凸輪從動件10進行旋轉。在這種情況下，與輥齒輪凸輪130嚙合的凸輪從動件10設置為如圖10和圖11中所示的多個凸輪從動件10，並且與輥齒輪凸輪130的齒輪凸輪部分131嚙合的凸輪從動件的旋轉輥20中的每個輥外圓周表面22在與齒輪凸輪部分131的一個表面進行線接觸或點接觸的同時進行旋轉。由於與輥齒輪凸輪130聯接的多個凸輪從動件10的旋轉輥20與位於齒輪凸輪部分131兩側處的兩個齒進行線接觸或點接觸，因此可以適當地調節接觸比，從而根據旋轉構件120和齒輪凸輪部分131的旋轉來減小齒隙。

另外，由於旋轉輥20在相對於齒輪凸輪部分131的接觸負載的方向上旋轉，使得旋轉輥20的磨損最小化，並且增大了接觸比，從而精確地傳遞力。

為了調節根據本發明的如上所述進行操作的旋轉構件120的節距圓的直徑，可以對設置在旋轉構件120與輥支承部分12之間的預負載調節構件18的厚度進行調節，以調節安裝在旋轉構件的外圓周表面上的凸輪從動件10的圓周方向上的直徑（即，凸輪從動件的待連接的旋轉輥20的直徑），從而根據凸輪從動件10的安裝，精細地調節旋轉構件120的節距圓的直徑。

如圖12和圖14中所示，能夠提高傳遞構件150的傳遞精度，其中，凸輪從動件10安裝在線性移動的引導構件140的側表面上。

根據本發明的能夠調節預負載的凸輪從動件和使用該凸輪從動件的間歇運動機構，在將輥齒輪凸輪和用於跟隨輥齒輪凸輪而動的凸輪從動件組合時，可以使齒隙最小化。具體地，可以在凸輪從動件的旋轉輥和齒輪凸輪部分之間對預負載進行平滑調節，從而在驅動力消失或者因過度摩擦而產生間隙時，使精度上的下降最小化。

此外，根據本發明，可以提供相對簡單的結構，凸輪從動件可被容易地安裝和維護，並且由於該凸輪從動件，能夠便於進行對旋轉構件的節距（即，節距圓）的精細調節以及對與相應部件的預負載的調節，從而提高驅動穩定性並減少摩擦熱。

雖然出於說明性目的公開了本發明的實施方式，但本領域技術人員應理解，多種修改和其他等同實施方式是可能的。因此，本發明的技術範圍應由所附權利要求的技術精神和範圍進行限定。

工業可用性

根據本發明的能夠調節預負載的凸輪從動件和使用該能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構可廣泛應用於工具更換器、旋轉台、機床的分度台以及工業機械的直線、曲線和環形線導軌。

10‧‧‧凸輪從動件

11‧‧‧固定部分

12‧‧‧輥支承部分

13‧‧‧錐形外圓周表面

14‧‧‧聯接螺紋部分

15‧‧‧台階部分

18‧‧‧預負載調節構件

20‧‧‧旋轉輥

21‧‧‧錐形中空部分

22‧‧‧輥外圓周表面

33‧‧‧具有錐形外圓周表面的輥

34‧‧‧滾珠

35‧‧‧潤滑劑供應部分

36‧‧‧潤滑劑儲存部分

37‧‧‧潤滑劑供應通道

40‧‧‧防分離部分

41‧‧‧聯接孔

42‧‧‧聯接構件

43‧‧‧防分離盤

100‧‧‧間歇運動機構

110‧‧‧框架

120‧‧‧旋轉構件

130‧‧‧輥齒輪凸輪

131‧‧‧齒輪凸輪部分

140‧‧‧引導構件

150‧‧‧傳遞構件

圖1是示出根據本發明的凸輪從動件的分解立體圖。

圖2是示出圖1中所示的凸輪從動件的剖視圖。

圖3是示出根據本發明另一實施方式的凸輪從動件的分解立體圖，

圖4是示出圖3中所示的凸輪從動件的剖視圖。

圖5是示出根據本發明另一實施方式的凸輪從動件的剖視圖。

圖6是示出根據本發明的又一實施方式的凸輪從動件的分解立體圖。

圖7是示出圖6中所示的凸輪從動件的剖視圖。

圖8是示出根據本發明的又一實施方式的凸輪從動件的剖視圖。

圖9是示出根據本發明的使用能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構的剖視圖。

圖10是截取並示出圖9中所示的主要部分的局部視圖。

圖11是示出根據本發明另一實施方式的使用能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構的視圖。

圖12至圖14是示出應用了根據本發明的凸輪從動件的間歇運動機構的視圖。

10‧‧‧凸輪從動件

100‧‧‧間歇運動機構

110‧‧‧框架

120‧‧‧旋轉構件

130‧‧‧輥齒輪凸輪

131‧‧‧齒輪凸輪部分

Claims (5)

1. 一種能夠調節預負載的凸輪從動件，包括： 固定部分； 輥支承部分，在所述固定部分的一端上安裝成錐形； 旋轉輥，具有錐形的中空部分以能夠旋轉地聯接至所述輥支承部分，且具有錐形的外圓周表面並具有截錐形形狀；以及 防分離部分，聯接至所述輥支承部分的一端，以防止所述旋轉輥與所述輥支承部分分離。
2. 如請求項1所述之能夠調節預負載的凸輪從動件，其中，在錐形的所述輥支承部分的外圓周表面與截錐形的所述旋轉輥的內圓周表面之間安裝有選自以下中的一種：多個輥、具有錐形的外圓周表面的多個輥、在圓周方向上設置成兩列或更多列的滾珠、以及具有錐形的內圓周表面和外圓周表面的截錐形軸頸軸承。
3. 如請求項1或2所述之能夠調節預負載的凸輪從動件，還包括：預負載調節構件，所述預負載調節構件插入至所述固定部分中，並與所述輥支承部分的下表面接觸。
4. 一種使用能夠調節預負載的凸輪從動件的間歇運動機構，所述間歇運動機構包括： 旋轉構件，安裝在框架中並具有外圓周表面，在所述外圓周表面上以特定間隔安裝有凸輪從動件；以及 輥齒輪凸輪，設置有齒輪凸輪部分，所述齒輪凸輪部分與安裝在所述旋轉構件的外圓周表面上的所述凸輪從動件嚙合，以驅動所述凸輪從動件； 其中，安裝在所述旋轉構件的外圓周表面上的凸輪從動件中的每個均包括固定部分、輥支承部分、旋轉輥、防分離部分以及預負載調節構件，其中，所述輥支承部分在所述固定部分的一端上安裝成錐形，所述旋轉輥具有錐形的中空部分以能夠旋轉地聯接至所述輥支承部分且具有錐形的外圓周表面並且具有截錐形形狀，所述防分離部分聯接至所述輥支承部分的一端以防止旋轉輥與輥支承部分分離，以及所述預負載調節構件插入至所述固定部分中並設置在所述旋轉構件的外圓周表面與所述輥支承部分的下表面之間以調節預負載。
5. 如請求項4所述之間歇運動機構，其中，在錐形的所述輥支承部分的外圓周表面與截錐形的所述旋轉輥的內圓周表面之間安裝有選自以下中的一種：多個輥、具有錐形的外圓周表面的多個輥、在圓周方向上設置成兩列或更多列的滾珠、以及具有錐形的內圓周表面和外圓周表面的截錐形軸頸軸承。

Images