TWM557654U - 轉盤之分度驅動裝置 - Google Patents

Abstract

一種轉盤之分度驅動裝置，其係於轉盤上依等分角度環佈設有複數個從動滾子，一凸輪部件之凸輪軸係連結於驅動源，該凸輪部件係設有呈第一方向連續凸輪曲面之第一側凸肋壁及呈第二方向連續凸輪曲面之第二側凸肋壁，並使各相對向之第一側凸肋壁及第二側凸肋壁間形成變槽寬之凸輪槽，以供導入各從動滾子並帶動轉盤旋轉動；藉此，利用第一側凸肋壁及第二側凸肋壁分別由不同方向對稱預壓於轉盤之至少一對從動滾子，進而消除凸輪部件與從動滾子間的背隙，達到有效避免撞擊震動現象及提升轉盤定位精度之效益。

Description

轉盤之分度驅動裝置

本創作尤指其提供一種可消除凸輪部件與從動滾子間的背隙，達到有效避免撞擊震動現象及提升轉盤定位精度之分度驅動裝置。

按，滾子式轉盤在工具機的分度應用上非常廣泛，例如第四軸的分度盤或是刀庫的刀盤等；一般而言，該滾子式轉盤的分度驅動方式依據從動滾子(Roller Follower)裝設位置區分為滾齒凸輪(Roller Gear Cam)驅動方式及圓筒凸輪(Barrel Cam)驅動方式，以使轉盤旋轉定位於預設位置。請參閱第1圖所示，所謂的滾齒凸輪(Roller Gear Cam)驅動方式，其從動滾子10係裝設於轉盤11的外周上，且各從動滾子10之中心軸線呈垂直放射狀相交於該轉盤11之中心軸線，而滾齒凸輪12則驅動該轉盤11外周上的從動滾子10，進而帶動該轉盤11旋轉並定位於預設位置；請參閱第2圖所示，至於所謂的圓筒凸輪(Barrel Cam)驅動方式，其從動滾子20係裝設於轉盤21的盤面上，且各從動滾子20之中心軸線平行於該轉盤21之中心軸線，而圓筒凸輪22則驅動該轉盤21盤面上的從動滾子20，進而帶動該轉盤21旋轉並定位於預設位置。然而不論是滾齒凸輪(Roller Gear Cam)或是圓筒凸輪(Barrel Cam)在驅動轉盤的從動滾子時，由於從動滾子(Roller Follower)只能與凸輪一側的凸肋壁接觸並作滾動接觸，因此滾齒凸輪或是圓筒凸輪的凸輪槽與從動滾子間必定有間隙的存在，該間隙於驅動時，從動滾子與另一側之凸肋壁間即會產生所謂的背隙 (Backlash)，一般而言，該背隙(Backlash)大約為0.1mm。請參閱第2圖所示，就以該圓筒凸輪(Barrel Cam)來說，轉盤21盤面上的從動滾子20除了必須要能夠在圓筒凸輪22之凸輪槽221的至少一側凸肋壁滾動接觸，該從動滾子20也必須可以於凸輪槽221內轉動，因此圓筒凸輪22之凸輪槽221的槽寬都必須稍大於從動滾子20的外徑，習知圓筒凸輪22之凸輪槽221的製作都皆以從動滾子20的外徑加上可轉動所需的間隙，以計算出凸輪槽221所需的槽寬，進而依據該所需的槽寬製作成型出等槽寬的凸輪槽221，因此當從動滾子20置入於凸輪槽221內時，就會與左側凸肋壁222及右側凸肋壁223間產生間隙；請配合第3圖說明，當圓筒凸輪22逆時針(CCW)轉動時，圓筒凸輪22之右側凸肋壁223將會接觸預壓各從動滾子20，以帶動轉盤21做順時針(CW)的旋轉，然而各從動滾子20與圓筒凸輪22之左側凸肋壁222間卻也產生了0.1mm的背隙；反之，請配合第4圖說明，當圓筒凸輪22順時針(CW)轉動時，圓筒凸輪22之左側凸肋壁222將會接觸預壓各從動滾子20，以帶動轉盤21做逆時針(CCW)的旋轉，然而各從動滾子20與圓筒凸輪22之右側凸肋壁223間卻也產生了0.1mm的背隙。前述所稱之背隙的存在，不僅在圓筒凸輪正、反轉啟動或是停止時會造成凸輪之凸肋壁與從動滾子間的撞擊震動現象，且影響轉盤分度旋轉的定位精度，尤其在第四軸的分度盤旋轉上更會影響加工件的加工精度，因此不論是滾齒凸輪驅動方式或是圓筒凸輪驅動方式，業者皆致力於消除背隙的設計上。請再參閱第1圖所示，滾齒凸輪(Roller Gear Cam)驅動方式由於其滾齒凸輪12驅動轉盤11旋轉所產生的徑向力量係相交於轉盤11的中心軸線，因此目前已知可利用在滾齒凸輪12之凸肋壁121上作傾角設計，再藉由調整轉盤11與滾齒凸輪 12間的軸線距離，即可消除滾齒凸輪12與從動滾子10間的背隙，然而此種方次因改變轉盤11與滾齒凸輪12間的軸線距離，所以將會改變偏離原設計所設定的運動模式，進而造成運動上誤差；請再參閱第2圖所示，至於圓筒凸輪(Barrel Cam)驅動方式則由於其圓筒凸輪22驅動轉盤21旋轉所產生的徑向力量係平行於轉盤21的中心軸線，若藉由調整轉盤21與圓筒凸輪22間的軸線距離，不僅會導致該轉盤21單側受力而產生晃動偏擺的情形，且亦將會改變偏離原設計所設定的運動模式，進而造成運動上誤差，因此不論是滾齒凸輪或是圓筒凸輪的驅動方式，對於所存在的背隙問題一直無法有效獲得解決。

有鑑於此，本創作人遂以其多年從事相關行業的研發與製作經驗，針對目前所面臨之問題深入研究，經過長期努力之研究與試作，終究研創出一種可有效消除凸輪部件與從動滾子間的背隙問題，以有效改善先前技術之缺點，此即為本創作之設計宗旨。

本創作之目的一，係提供一種轉盤之分度驅動裝置，其係於轉盤上依等分角度環佈設有複數個從動滾子，一凸輪部件之凸輪軸係連結於驅動源，該凸輪部件係設有呈第一方向連續凸輪曲面之第一側凸肋壁及呈第二方向連續凸輪曲面之第二側凸肋壁，並使各相對向之第一側凸肋壁及第二側凸肋壁間形成變槽寬之凸輪槽，以供導入各從動滾子並帶動轉盤旋轉動；藉此，利用第一側凸肋壁及第二側凸肋壁分別由不同方向對稱預壓於轉盤之至少一對從動滾子，即可達到有效消除凸輪部件與從動滾子間的背隙問題。

本創作之目的二，係提供一種轉盤之分度驅動裝置，其中，該第一側凸肋壁及第二側凸肋壁係分別由不同方向對稱預壓於轉盤之至少一對從動滾子，以消除凸輪部件與從動滾子間的背 隙，因此不論在正、反轉啟動或是停止時，都可有效避免凸輪部件與各從動滾子間的撞擊現象，進而有效降低傳動的噪音及震動。

本創作之目的三，係提供一種轉盤之分度驅動裝置，其中，該第一側凸肋壁及第二側凸肋壁係分別由不同方向對稱預壓於轉盤之至少一對從動滾子，以消除凸輪部件與從動滾子間的背隙，因此當凸輪部件在旋轉定位時，可使轉盤精準定位於預設位置，進而有效提升轉盤之定位精度。

本創作之目的四，係提供一種轉盤之分度驅動裝置，其中，該第一側凸肋壁及第二側凸肋壁係分別由不同方向對稱預壓於轉盤之至少一對從動滾子，以消除凸輪部件與從動滾子間的背隙，因此當轉盤精準定位於預設位置時，即可使該轉盤上之作業件精準定位於作業位置，進而有效提升作業件之加工精度。

習知部份：

10‧‧‧從動滾子

11‧‧‧轉盤

12‧‧‧滾齒凸輪

121‧‧‧凸肋壁

20‧‧‧從動滾子

21‧‧‧轉盤

22‧‧‧圓筒凸輪

221‧‧‧凸輪槽

222‧‧‧左側凸肋壁

223‧‧‧右側凸肋壁

本創作部份：

30‧‧‧機座

31‧‧‧轉盤

32‧‧‧從動滾子

32a‧‧‧從動滾子

32b‧‧‧從動滾子

32c‧‧‧從動滾子

32d‧‧‧從動滾子

32e‧‧‧從動滾子

32f‧‧‧從動滾子

40‧‧‧凸輪部件

41‧‧‧凸輪軸

42‧‧‧第一側凸肋壁

421‧‧‧導引凸輪曲面

43‧‧‧第二側凸肋壁

431‧‧‧導引凸輪曲面

44‧‧‧凸輪槽

50‧‧‧驅動源

51‧‧‧減速機構

A1區間‧‧‧第一側凸肋壁的預壓區

A2區間‧‧‧第一側凸肋壁的預壓導入、導出區

B1區間‧‧‧第二側凸肋壁的預壓區

B2區間‧‧‧第二側凸肋壁的預壓導入、導出區

C區間‧‧‧預壓換向區

第1圖：習知滾齒凸輪驅動方式之示意圖。

第2圖：習知圓筒凸輪驅動方式之示意圖。

第3圖：為第2圖之圓筒凸輪逆時針轉動時，各從動滾子與圓筒凸輪之左、右側凸肋壁的相對位置關係圖。

第4圖：為第2圖之圓筒凸輪順時針轉動時，各從動滾子與圓筒凸輪之左、右側凸肋壁的相對位置關係圖。

第5圖：本創作之架構示意圖。

第6圖：本創作凸輪部件之示意圖。

第7圖：本創作凸輪部件置入從動滾子之示意圖。

第8圖：為第7圖之各從動滾子與凸輪部件之第一、二側凸肋壁的相對位置關係圖。

第9圖：本創作凸輪部件逆時針轉動之示意圖。

第10圖：本創作凸輪部件逆時針轉動360度之示意圖。

第11圖：為第10圖之各從動滾子與凸輪部件之第一、二側凸肋壁的相對位置關係圖。

第12圖：本創作凸輪部件順時針轉動之示意圖。

第13圖：本創作凸輪部件順時針轉動360度之示意圖。

第14圖：為第13圖之各從動滾子與凸輪部件之第一、二側凸肋壁的相對位置關係圖。

為使 貴審查委員對本創作有更進一步之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式，詳述如后：請參閱第5圖，本創作係可適用於滾齒凸輪(Roller Gear Cam)驅動方式及圓筒凸輪(Barrel Cam)驅動方式使用，於本實施例中，係以圓筒凸輪(Barrel Cam)驅動方式作為說明；該圓筒凸輪(Barrel Cam)驅動方式之轉盤31係樞設於一機座30上，使該轉盤31可於該機座30上自由旋轉，該轉盤31並依等分角度環佈設有複數個從動滾子32，於本實施例中，該轉盤31係於盤面上依等分角度環佈設有20個從動滾子32，且各從動滾子32之中心軸線平行於該轉盤31之中心軸線；一凸輪部件40係設於該轉盤31的一側，於本實施例中，該凸輪部件40係為圓筒凸輪，該凸輪部件40之凸輪軸41的一端則連結於驅動源50，而可由該驅動源50驅動旋轉，於本實施例中，該驅動源50係連結於減速機構51，該減速機構51再連結傳動於該凸輪軸41；請配合參閱第6圖，該凸輪部件40係設有呈第一方向連續凸輪曲面之第一側凸肋壁42及呈第二方向連續凸輪曲面之第二側凸肋壁43，並使各相對向之第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43間形成『變槽寬』之凸輪槽44，以供導入各從動滾子32並帶動轉盤31旋 轉，另該第一側凸肋壁42及該第二側凸肋壁43的導出入端則延伸設有漸進式的導引凸輪曲面421、431，以平順漸進的導出或導入各從動滾子32；於本實施例中，該凸輪部件40係依據各種條件的規劃設計，而於凸輪部件40上以第一方向(由右至左)加工成型出具有連續凸輪曲面之第一側凸肋壁42，以及於該凸輪部件40上以第二方向(由左至右)加工成型出具有連續凸輪曲面之第二側凸肋壁43，進而使該第一側凸肋壁42與該第二側凸肋壁43間自然形成出『變槽寬』凸輪槽44；亦即習知技術係先建構凸輪槽，而於凸輪槽的二側自然形成出第一側凸肋壁及第二側凸肋壁，因此獲致的是『等槽寬』的凸輪槽，而本創作則是先建構出第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43的連續凸輪曲面，因此可於第一側凸肋壁42與第二側凸肋壁43間獲致『變槽寬』之凸輪槽44。

請參閱第7圖，本創作凸輪部件40之凸輪槽44當置入轉盤31之從動滾子時，由於凸輪槽44為『變槽寬』的設計，因此凸輪部件40呈第一方向連續凸輪曲面之第一側凸肋壁42及呈第二方向連續凸輪曲面之第二側凸肋壁43分別由不同方向對稱預壓於轉盤31之至少一對從動滾子，於本實施例中，該第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43係分別由第一、二方向對稱預壓第一對從動滾子32b、32c及第二對從動滾子32d、32e，中間位置之從動滾子32a則與第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43保持有間隙而不接觸。請配合參閱第8圖說明，其係為各從動滾子32a、32b、32c、32d、32e與第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43的相對位置關係圖，該圖中A1區間係表示第一側凸肋壁42的預壓區，A2區間係表示第一側凸肋壁42的預壓導入、導出區，B1區間係表示第二側凸肋壁43的預壓區，B2區間係表示第 二側凸肋壁43的預壓導入、導出區，C區間則表示預壓換向區，本創作由於凸輪槽44為『變槽寬』的設計，因此由該相對位置關係圖可以發現，位於C區間預壓換向區之從動滾子32a是沒有接觸到第一凸側肋壁42及第二側凸肋壁43，而第一對之從動滾子32b及第二對之從動滾子32d則落在A1區間第一側凸肋壁42的預壓區，而與該第一側凸肋壁42間的間隙為0mm，亦即表示該第一對之從動滾子32b及第二對之從動滾子32d與該第一側凸肋壁42相接觸，而受到第一側凸肋壁42的預壓，至於第一對之從動滾子32c及第二對之從動滾子32e則落在B1區間第二側凸肋壁43的預壓區，而與該第二側凸肋壁43間的間隙為0mm，亦即表示該第一對之從動滾子32c及第二對之從動滾子32e與該第二側凸肋壁43相接觸，而受到第二側凸肋壁43的預壓，從而使該第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43可分別由不同方向對稱預壓第一對從動滾子32b、32c及第二對從動滾子32d、32e。

請參閱第9圖，當凸輪部件40作逆時針(CCW)轉動時，由於第二側凸肋壁43係預壓於第一對之從動滾子32c及第二對之從動滾子32e上，因此可利用該凸輪部件40之第二側凸肋壁43立即推移該第一對之從動滾子32c及第二對之從動滾子32e，以帶動轉盤31做順時針(CW)的旋轉，並有效避免凸輪部件40與各從動滾子間的撞擊現象，進而有效降低傳動的噪音及震動；請參閱第10、11圖，當凸輪部件40作360度的逆時針(CCW)轉動後，該凸輪部件40之第二側凸肋壁43的導出入端的導引凸輪曲面431，將可自B2區間第二側凸肋壁43的預壓導入、導出區而漸進式的導出從動滾子32e，以脫離第二側凸肋壁43，而使該B1區間第二側凸肋壁43的預壓區改以預壓於從動滾子32c、32a上，在此同時，透過轉盤31的轉動，亦同步 帶動從動滾子32b至C區間預壓換向區，而不接觸到第一凸側肋壁42及第二側凸肋壁43，從動滾子32d則保持在A1區間第一側凸肋壁42的預壓區，第一凸側肋壁42之導出入端的導引凸輪曲面421，則自A2區間第一側凸肋壁42的預壓導入、導出區而漸進式的導入從動滾子32f，並使該從動滾子32f進入A1區間第一側凸肋壁42的預壓區，而與該第一側凸肋壁42相接觸，進而使該第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43可分別由不同方向改變對稱預壓第一對從動滾子32d、32a及第二對從動滾子32f、32c，因此在凸輪部件40停止轉動時，從動滾子32d、32f也同時會使轉盤31立即停止轉動，從而使轉盤31準確地定位於預設的分度位置。

請參閱第12圖，其係接續第10圖的狀態，當凸輪部件40反向作順時針(CW)轉動時，由於第一側凸肋壁42係預壓於第一對之從動滾子32d及第二對之從動滾子32f上，因此可利用該凸輪部件40之第一側凸肋壁42立即反向推移該第一對之從動滾子32d及第二對之從動滾子32f，以帶動轉盤31做逆時針(CCW)的旋轉，並有效避免凸輪部件40與各從動滾子間的撞擊現象，進而有效降低傳動的噪音及震動；請參閱第13、14圖，當凸輪部件40作360度的順時針(CW)轉動後，該凸輪部件40之第一側凸肋壁42的導出入端的導引凸輪曲面421，將自A2區間第一側凸肋壁42的預壓導入、導出區而漸進式的導出從動滾子32f脫離第一側凸肋壁42，而使A1區間第一側凸肋壁42的預壓區改以預壓於從動滾子32b、32d上，在此同時，透過轉盤31的轉動，亦同步帶動從動滾子32a至C區間預壓換向區，而不接觸到第一凸側肋壁42及第二側凸肋壁43，而從動滾子32c則保持在B1區間第二側凸肋壁43的預壓區，第二側凸肋壁43 之導出入端的導引凸輪曲面431，則自B2區間第二側凸肋壁43的預壓導入、導出區而漸進式的導入從動滾子32e，並使該從動滾子32e進入B1區間第二側凸肋壁43的預壓區，而再次與該第二側凸肋壁43相接觸，進而使該第一側凸肋壁42及第二側凸肋壁43可分別由不同方向再次改變對稱預壓第一對從動滾子32b、32c及第二對從動滾子32d、32e，因此在凸輪部件40停止轉動時，從動滾子32c、32e也同時會使轉盤31立即停止轉動，從而使轉盤31準確地定位於預設的分度位置。

根據上述的說明可以得知，本創作由於凸輪槽為『變槽寬』的設計，因此凸輪部件呈第一方向連續凸輪曲面之第一側凸肋壁及呈第二方向連續凸輪曲面之第二側凸肋壁可分別由不同方向對稱預壓於轉盤之至少一對從動滾子，進而使該第一側凸肋壁及第二側凸肋壁與該至少一對從動滾子間隨時保持在零背隙的狀態，從而使凸輪部件不論在任何角度位置作正、反轉啟動或是停止都不會造成凸肋壁與從動滾子間的撞擊震動現象，不僅可使轉盤準確地定位於預設的分度位置，且確保轉盤上之作業件的加工精度。

據此，本創作實為一深具實用性及進步性之設計，然未見有相同之產品及刊物公開，從而允符新型專利申請要件，爰依法提出申請。

Claims (7)

1. 一種轉盤之分度驅動裝置，係包括有：機座；轉盤：係樞設於該機座上，該轉盤並依等分角度環佈設有複數個從動滾子；凸輪部件：係設於該轉盤的一側，該凸輪部件係設有呈第一方向連續凸輪曲面之第一側凸肋壁及呈第二方向連續凸輪曲面之第二側凸肋壁，並使各相對向之第一側凸肋壁及第二側凸肋壁間形成為變槽寬之凸輪槽，以供導入該各從動滾子並帶動該轉盤旋轉，其中，該第一側凸肋壁及第二側凸肋壁係分別由不同方向對稱預壓於該轉盤之至少一對該從動滾子。
2. 依申請專利範圍第1項所述之轉盤之分度驅動裝置，其中，該轉盤係於盤面上設有該複數個從動滾子，且該複數個從動滾子之中心軸線係平行於該轉盤之中心軸線，該凸輪部件則為圓筒凸輪。
3. 依申請專利範圍第1項所述之轉盤之分度驅動裝置，其中，該凸輪部件係設有凸輪軸，該凸輪軸的一端則連結於驅動源，以驅動該凸輪部件轉動。
4. 依申請專利範圍第3項所述之轉盤之分度驅動裝置，其中，該凸輪部件之驅動源係連結於減速機構，該減速機構則連結傳動於該凸輪部件之凸輪軸。
5. 依申請專利範圍第1項所述之轉盤之分度驅動裝置，其中，該凸輪部件上係以第一方向加工成型出具有連續凸輪曲面之第一側凸肋壁，以及以第二方向加工成型出具有連續凸輪曲面之第二側凸肋壁。
6. 依申請專利範圍第1項所述之轉盤之分度驅動裝置，其中，該該凸輪部件之第一側凸肋壁的導出入端係延伸設有漸進式的導引凸輪曲面，以漸進式的導出或導入該各從動滾子。
7. 依申請專利範圍第1項所述之轉盤之分度驅動裝置，其中，該該凸輪部件之第二側凸肋壁的導出入端係延伸設有漸進式的導引凸輪曲面，以漸進式的導出或導入該各從動滾子。