KR20170051251A - A roller gear cam mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 백래시가 없고, 고강성, 고전달 효율임과 함께, 고속 회전이 가능한 롤러 기어 캠 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a roller gear cam mechanism which is free from backlash, has high rigidity and high transfer efficiency, and is capable of high-speed rotation.
롤러 기어 캠 기구는, 북형 캠(concave globoidal cam, roller gear cam)을 대표로 하는, 스크루 형상의 캠 리브를 가지는 캠을 일방의 축으로 하고, 그것에 직교 배치된 타방의 축으로서의 회전 부재의 외주 방향을 따라 배치된 복수의 베어링과의 맞물림에 의해, 캠과 회전 부재 중 어느 하나의 축을 입력축으로 하여 동력을 전달하는 기구이다. 캠 리브는 테이퍼 형상을 하고 있고, 입력축과 출력축의 축간 거리를 조작함으로써 베어링과 캠 리브의 접촉부에 쐐기(wedge) 효과에 의한 예압이 발생하고, 입출력간에서의 백래시를 없앨 수 있다. 또한 입력축의 토크가 베어링의 구름 접촉에 의해 출력축으로 전달되기 때문에, 백래시가 없는 상태에서 원활하게 회전할 수 있어, 접촉부의 마찰 손실이 억제된 고효율인 토크 전달이 행해진다.The roller gear cam mechanism has a cam having a cam rib shaped like a screw, which is represented by a concave globoidal cam (roller gear cam), as one of the axes, and the outer periphery of the rotating member And is a mechanism that transmits power by using any one of the cam and the rotary member as an input shaft by engaging with a plurality of bearings disposed along the axis. The cam rib has a tapered shape. By manipulating the distance between the input shaft and the output shaft, a preload due to a wedge effect is generated at the contact portion between the bearing and the cam rib, and backlash between input and output can be eliminated. In addition, since the torque of the input shaft is transmitted to the output shaft by the rolling contact of the bearing, the torque can be smoothly rotated without backlash, and the torque transmission with high efficiency in which the friction loss of the contact portion is suppressed is performed.
특허 문헌 1에는, 캠에 상당하는 웜(worm)과, 회전 부재에 상당하는 롤러 기어로 이루어지는 롤러 기어식 감속 장치가 개시되어 있다. 웜은 2줄의 리브를 가지고, 일방의 리브는 그 양측면에 릴리프 가공이 실시되고, 롤러 기어의 서로 인접하는 2개의 베어링에 상당하는 롤러 팔로워가, 타방의 리브의 양측면에 접촉하여 양측으로부터 끼우는 상태가 되지만, 일방의 리브에는 접촉되지 않고, 또한, 리브의 두께가 웜의 어느 위치에 있어서도 동일하다.Patent Document 1 discloses a roller gear type speed reducing device comprising a worm corresponding to a cam and a roller gear corresponding to a rotating member. The worm has two rows of ribs, one side of the rib is subjected to relief processing, and the roller followers corresponding to the two adjacent bearings of the roller gear come into contact with the opposite side surfaces of the other ribs But does not contact one of the ribs, and the thickness of the ribs is the same at any position of the worm.
종래의 롤러 기어 캠 기구에서는, 입력축과 출력축의 축간 거리를 조작하여 베어링과 캠 리브의 접촉부에 예압을 부여하는 기구 상, 캠 중앙 부근을 경계로 하여, 베어링은, 구름 접촉하는 캠 리브면을 일방으로부터 타방으로 변경하고, 이에 따라, 베어링은, 회전 부재에 대한 회전 방향을 반전한다. 이 때문에, 종래의 롤러 기어 캠 기구에서는, 캠 중앙 부근에서 베어링과 캠 리브를 비접촉으로 하는 구간을 설치하고, 베어링의 타성(惰性) 회전을 한번 정지시킨 후에, 베어링이 구름 접촉하는 캠 리브면을 일방으로부터 타방으로 변경하도록 하여, 베어링의 회전 부재에 대한 회전 방향을 반전시키도록 할 필요가 있다. 그러나, 캠을 고속으로 회전시키면, 캠 중심 부근에 위치하는 베어링은 캠 리브와 비접촉이 되지만, 베어링과 리브의 비접촉 구간을 통과하는 동안에 베어링의 타성 회전이 수습되지 않을 우려가 있다. 그렇다면, 타성 회전을 수반하는 베어링이 다시 캠 리브에 접촉하는 경우에는, 베어링의 타성 회전 방향에 대하여 캠 리브가 역방향으로 구동력을 부여하기 때문에, 미끄럼 마찰이 발생하여, 베어링이나 캠 리브의 접촉면에 마모나 갉힘 등의 손상을 일으키는 경우가 있고, 이것은 캠을 고속 회전시킬수록 현저해진다. 이 때문에, 이러한 롤러 기어 캠 기구는, 캠에 의해 고속 회전이 저해된다는 문제가 있다.In the conventional roller gear cam mechanism, a mechanism for applying a preload to the contact portion between the bearing and the cam rib by manipulating the distance between the axes of the input shaft and the output shaft, with the vicinity of the center of the cam as a boundary, So that the bearing reverses the rotating direction with respect to the rotating member. Therefore, in the conventional roller gear cam mechanism, a section in which the bearing and the cam rib are not in contact with each other is provided near the center of the cam, and after the inertia rotation of the bearing is stopped once, It is necessary to change the direction of rotation of the bearing relative to the rotating member by changing the direction from one side to the other side. However, when the cam is rotated at a high speed, the bearing located in the vicinity of the cam center does not contact the cam rib, but there is a fear that the bearing rotation of the bearing may not be restrained while passing through the non-contact section of the bearing and the rib. In this case, when the bearing accompanied by the agitating rotation comes into contact with the cam rib again, the cam rib gives a driving force in the opposite direction to the urging direction of the bearing, so that sliding friction occurs, This may cause damage such as warpage, and this becomes remarkable as the cam is rotated at a high speed. For this reason, such a roller gear cam mechanism has a problem that high-speed rotation is inhibited by the cam.
특허 문헌 1의 롤러 기어식 감속 장치에 있어서는, 캠에 상당하는 웜에 있어서, 각 리브의 두께가 웜의 어느 위치에 있어서도 동일하기 때문에, 베어링에 상당하는 롤러 팔로워가 웜에 대하여 진입해 올 때에, 롤러 팔로워가 리브의 단부에 충돌하여, 롤러 팔로워나 리브의 접촉면에 마모나 손상을 일으킨다는 문제가 있다. 또한, 롤러 팔로워가 웜에 대하여 진입하면, 웜의 어느 회전 각도 위치에 있어서도 리브는 항상 동일한 가압을 롤러 팔로워에 부여하도록 접촉해야 하는 점으로부터, 원활하게 롤러 팔로워와 리브의 접촉을 시동할 수 없고, 그리고, 롤러 팔로워와 리브가 접촉하고 있는 동안, 미끄럼 마찰이 발생하여, 롤러 팔로워나 리브의 접촉면에 마모나 손상을 일으킨다는 문제가 있다.In the roller gear type speed reducing device of Patent Document 1, since the thickness of each rib is the same for any position of the worm in the worm corresponding to the cam, when the roller follower corresponding to the bearing enters the worm, There is a problem that the roller follower collides with the end portion of the rib and causes abrasion or damage to the contact surface of the roller follower or the rib. Further, when the roller follower enters the worm, the rib must always contact the roller follower at the same rotational angular position as the worm, so that the contact between the roller follower and the rib can not be smoothly started, Then, while the roller follower and the rib are in contact with each other, sliding friction occurs, which causes abrasion or damage to the contact surface of the roller follower or rib.
따라서, 본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하여, 백래시가 없고, 고강성, 고전달성을 가지며, 고속 회전을 가능하게 하는 롤러 기어 캠 기구를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a roller gear cam mechanism that eliminates the above problems, has no backlash, achieves high rigidity, high output, and enables high-speed rotation.
본 발명에 의하면, 상기 목적은, 스크루 형상의 캠 리브를 가지고, 캠 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 캠과, 캠 축선에 직교하는 회전 부재 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 회전 부재이며, 회전 부재의 외주 방향을 따라 배치된 복수의 베어링의 각각이 캠 리브에 대하여 구름 접촉하는 것이 가능한, 회전 부재를 구비하는 롤러 기어 캠 기구로서, 복수의 베어링 중 이웃하는 2개의 베어링으로 이루어지는 제 1 베어링 쌍이, 캠 리브를 사이에 끼워넣도록 캠 리브에 구름 접촉하고, 캠이 캠 축선을 중심으로 하여 일 방향으로 회전함으로써 캠의 입력 토크를 회전 부재에 전달하는 경우, 혹은, 회전 부재가 회전 부재 축선을 중심으로 하여 일 방향으로 회전함으로써 회전 부재의 입력 토크를 캠에 전달하는 경우에 있어서, 제 1 베어링 쌍이 캠 리브에 구름 접촉하고 있는 동안은, 제 1 베어링 쌍의 각 베어링이, 회전 부재에 대하여 각각 반대인 일 방향으로 회전하도록, 캠 리브에 대하여 구름 접촉하고 있는 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.According to the present invention, the above-described object is achieved by a cam follower comprising a cam having a screw-shaped cam rib, a cam rotatable about a camshaft axis, and a rotatable member rotatable about a camshaft axis perpendicular to the camshaft axis, A roller gear cam mechanism comprising a rotary member capable of rolling contact with a cam rib, each of a plurality of bearings disposed along a direction, wherein a pair of first bearings composed of two neighboring bearings of the plurality of bearings, And when the cam transmits the input torque of the cam to the rotating member by rotating in one direction about the cam axis, or when the rotating member rotates about the axis of the rotating member In the case of transmitting the input torque of the rotary member to the cam by rotating in one direction, the first bearing pair is engaged with the cam rib While the contact is, the bearing of each bearing pair 1, so as to each rotate in the opposite direction to the one rotational member, it is achieved by a roller gear cam mechanism in contact clouds against a cam rib.
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 캠 리브는, 제 1 단부, 중앙부, 제 2 단부를 가지고, 캠 리브의 두께가, 제 1 단부로부터 중앙부를 향해 어느 범위까지 증가하는 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.The other of the above-mentioned objects is also achieved in that the cam rib has a first end, a middle portion, and a second end, and the cam rib is achieved by a roller gear cam mechanism in which the thickness of the cam rib increases from the first end to the central portion to some extent do.
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 캠 리브의 두께가, 제 2 단부로부터 중앙부를 향해 어느 범위까지 증가하는 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.Another object of the present invention is achieved by a roller gear cam mechanism in which the thickness of the cam rib increases from a second end toward a central portion to some extent.
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 복수의 베어링 중 이웃하는 2개의 베어링으로 이루어지는 제 2 베어링 쌍이, 캠 리브를 사이에 끼워넣도록 캠 리브에 구름 접촉하고 있는 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.Another object of the present invention is achieved by a roller gear cam mechanism in which a pair of second bearings composed of two adjacent bearings among a plurality of bearings is in rolling contact with a cam rib so as to sandwich the cam ribs therebetween.
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 캠이, 캠 리브의 사이에 설치된 캠 홈에, 캠이 캠 축선을 중심으로 하여 회전하고 있는 경우에, 복수의 베어링에 접촉하지 않는 돌기부를 가지는 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.The other of the above-mentioned objects is also achieved by a roller gear cam mechanism having a cam groove provided between cam ribs and having a protrusion which is not in contact with a plurality of bearings when the cam is rotated around a cam axis, Lt; / RTI >
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 돌기부에, 홈이 설치되어 있는 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.Another object of the present invention is achieved by a roller gear cam mechanism in which a groove is provided in a protruding portion.
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 복수의 베어링의 각각이, 롤러 팔로워 또는 캠 팔로워인 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.Another object of the above object is achieved by a roller gear cam mechanism in which each of a plurality of bearings is a roller follower or a cam follower.
또한, 상기 목적의 다른 하나는, 복수의 베어링의 각각이, 구름 접촉의 베어링 또는 미끄럼 접촉의 베어링인 롤러 기어 캠 기구에 의해 달성된다.Further, another object of the above object is achieved by a roller gear cam mechanism in which each of the plurality of bearings is a rolling contact bearing or a sliding contact bearing.
본 발명과 같이, 베어링 쌍이 캠 리브를 사이에 끼워넣도록 캠 리브에 구름 접촉함으로써, 종래의 롤러 기어 캠 기구와 같이, 캠 중앙 부근에서 베어링과 캠 리브를 비접촉으로 하는 구간을 설치하고, 베어링의 타성 회전을 한번 정지시킬 필요가 없는 점으로부터, 종래와 같은 원인에 의한 베어링 및 캠 리브의 서로에 대한 접촉면의 마모나 손상을 일으키는 일 없이, 고속 회전이 가능한 롤러 기어 캠 기구가 실현된다는 효과를 나타낸다.As in the case of the present invention, as in the conventional roller gear cam mechanism, there is provided a section in which the bearing and the cam rib are not in contact with each other in the vicinity of the cam center by rolling contact with the cam rib so as to sandwich the cam ribs therebetween, The roller gear cam mechanism capable of high speed rotation can be realized without causing abrasion or damage of the contact surfaces of the bearings and the cam ribs due to the conventional reasons .
또한, 본 발명과 같이, 캠 리브의 두께를 그 단부로부터 중앙부를 향해 어느 범위까지 증가시키도록 함으로써, 캠의 회전에 따라 베어링과 캠 리브의 사이의 간극은 서서히 좁아져 원활하게 베어링과 캠 리브의 구름 접촉을 시동시킬 수 있어, 베어링 및 캠 리브의 서로에 대한 접촉면의 마모나 손상이 억제되고, 또한 원활한 회전이 얻어진다는 효과를 나타낸다. 본 발명과 같이, 2개의 베어링 쌍이 캠 리브를 사이에 끼워넣도록 캠 리브에 구름 접촉함으로써, 항상 어느 베어링 쌍이 캠 리브를 사이에 끼워넣게 되고, 캠의 회전 각도 위치나 회전 부재의 회전 각도 위치에 관계 없이 백래시가 없다는 효과를 나타낸다.Further, by increasing the thickness of the cam ribs to a certain extent from the end portion thereof as in the present invention, the clearance between the bearing and the cam rib gradually narrows as the cam rotates, It is possible to start the rolling contact and to suppress the abrasion or damage of the contact surface of the bearing and the cam rib with respect to each other and to achieve smooth rotation. As in the present invention, two pairs of bearings come into rolling contact with the cam ribs so as to sandwich the cam ribs therebetween, so that any pair of bearings always sandwich the cam ribs and the rotation angle position of the cam and the rotation angle position of the rotation member Regardless of the backlash.
또한, 본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은, 첨부 도면에 관한 이하의 본 발명의 실시예의 기재로부터 명백해질 것이다.Other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구의 정면에서 본 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구의 측면에서 본 개략도이다.
도 3은, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구에 있어서의 캠 리브와 베어링의 접촉 상태를 나타내는 정면에서 본 확대 개략도이다.
도 4는, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구에 있어서의 캠 리브와 베어링의 접촉 상태를 나타내는 상면에서 본 확대 개략도이다.
도 5는, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구에 있어서의 캠 리브와 베어링의 접촉 상태를 나타내는 전개도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 롤러 기어 캠 기구의 정면에서 본 개략도이다.
도 7은, 본 발명의 또 다른 롤러 기어 캠 기구의 일부 사시도이다.
도 8은, 본 발명의 또 다른 롤러 기어 캠 기구에 있어서의 캠 리브와 베어링의 접촉 상태를 나타내는 정면에서 본 확대 개략도이다.
도 9는, 본 발명의 추가의 또 다른 롤러 기어 캠 기구의 정면에서 본 개략도이다.
도 10은, 본 발명의 추가의 또 다른 롤러 기어 캠 기구의 측면에서 본 개략도이다.
도 11은, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구의 캠을, 원통형 캠(cylindrical cam, barrel cam)으로 한 경우의 정면에서 본 개략도이다.
도 12는, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구의 캠을, 글로보이드 캠(globoidal cam)으로 한 경우의 정면에서 본 개략도이다.1 is a schematic view of a roller gear cam mechanism of the present invention viewed from the front.
2 is a schematic view of the roller gear cam mechanism of the present invention viewed from a side;
3 is an enlarged schematic view of the roller gear cam mechanism of the present invention as viewed from the front, showing the contact state between the cam rib and the bearing.
4 is an enlarged schematic view showing a contact state between a cam rib and a bearing in a roller gear cam mechanism according to the present invention, as viewed from the top.
5 is a developed view showing the contact state between the cam rib and the bearing in the roller gear cam mechanism of the present invention.
6 is a front view of another roller gear cam mechanism of the present invention.
7 is a partial perspective view of another roller gear cam mechanism of the present invention.
8 is an enlarged schematic view showing a contact state between a cam rib and a bearing in a still another roller gear cam mechanism of the present invention as viewed from the front;
Fig. 9 is a front view of another still further roller gear cam mechanism of the present invention.
Fig. 10 is a schematic view seen from the side of another still further roller gear cam mechanism of the present invention. Fig.
Fig. 11 is a front view of the cam of the roller gear cam mechanism of the present invention when viewed as a cylindrical cam (barrel cam).
Fig. 12 is a front view of the cam of the roller gear cam mechanism of the present invention as a globoidal cam; Fig.
이하, 본 발명의 실시예에 대해 도면을 참조하여 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments.
도 1~12을 참조하여, 본 발명의 롤러 기어 캠 기구의 실시예를 설명한다. 도 1, 2에, 각각 롤러 기어 캠 기구(101)의 정면에서 본 개략도 및 측면에서 본 개략도를 나타낸다. 롤러 기어 캠 기구(101)는, 스크루 형상의 캠 리브(104)를 가지는 캠 축선(103)을 중심으로 하여 회전 가능한 캠(102)과, 캠 축선(103)에 직교하는 회전 부재 축선(108)을 중심으로 하여 회전 가능한 회전 부재(107)로서, 회전 부재(107)의 외주 방향을 따라 배치된 복수의 베어링(109(109a, 109b, …))의 각각이 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉하는 것이 가능한 회전 부재(107)를 구비한다. 캠 축선(103), 회전 부재 축선(108)은, 어느 일방이 입력축, 타방이 출력축이 되고, 그 관계는 서로 반대가 되어도 된다. 복수의 베어링(109)의 각각은, 축 부재, 축 부재의 외주면을 따라 회전 가능한 외륜부 등을 구비하고, 축 부재를 회전 부재(107)에 감합하는 등에 의해 회전 부재(107)의 외주 방향을 따라 배치된다. 복수의 베어링(109)의 각각과 캠 리브(104)의 사이를 구름 접촉으로 함으로써, 캠(102), 또는 회전 부재(107)로부터 입력되는 토크의, 출력축측으로의 전달 효율을 향상시킬 수 있음과 함께, 롤러 기어 캠 기구(101)의 수명을 길게 할 수 있다. 또한, 복수의 베어링(109)의 각각과 캠 리브(104)의 사이는 선 접촉이기 때문에, 회전 부재(107)의 회전 방향의 외력에 대하여 높은 강성을 가진다.An embodiment of the roller gear cam mechanism of the present invention will be described with reference to Figs. Figs. 1 and 2 show a schematic view of the roller
복수의 베어링(109) 중 이웃하는 2개의 베어링(109a, 109b), 또는, 이웃하는 2개의 베어링(109c, 109d)으로 이루어지는 베어링 쌍이, 캠 리브(104)를 사이에 끼워넣도록 캠 리브(104)에 접촉하고 있다. 즉, 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)으로 이루어지는 제 1 베어링 쌍이, 일련의 캠 리브(104) 중 일부분(104a)을 사이에 끼워넣도록 그 일부분(104a)에 접촉하고, 또는, 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)으로 이루어지는 제 2 베어링 쌍이, 일련의 캠 리브(104) 중 일부분(104b)을 사이에 끼워넣도록 그 일부분(104b)에 접촉하고 있다. 그리고, 캠(102)이 입력측이 되는 경우에는, 캠 축선(103)을 중심으로 하여 화살표와 같이 일 방향으로 회전함으로써, 캠(102)의 입력 토크를 회전 부재(107)에 전달하고, 회전 부재 축선(108)을 중심으로 하여 회전 부재(107)가 화살표와 같이 회전한다. 회전 부재(107)가 입력측이 되는 경우에는, 회전 부재 축선(108)을 중심으로 하여 화살표와 같이 일 방향으로 회전함으로써, 회전 부재(107)의 입력 토크를 캠(102)에 전달하고, 캠 축선(103)을 중심으로 하여 캠(102)이 화살표와 같이 회전한다. 이들 경우에 있어서, 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)으로 이루어지는 제 1 베어링 쌍이, 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안은, 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)은, 화살표로 나타내는 바와 같이 회전 부재(107)에 대하여 각각 반대 방향으로 회전하여, 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉한다. 또한, 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)으로 이루어지는 제 2 베어링 쌍이, 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안은, 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)은, 화살표로 나타내는 바와 같이 회전 부재(107)에 대하여 각각 반대 방향으로 회전하여, 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉하고 있다.A pair of bearings made up of two
도 3, 4를 이용하여, 보다 상세하게 설명한다. 도 3에, 롤러 기어 캠 기구(101)의 하나의 타이밍에 있어서의, 캠 리브(104)와 회전 부재(107)의 외주 방향을 따라 배치된 각 베어링(109a~109e)의 접촉 상태를 나타내는 정면에서 본 확대 개략도를 나타내고, 도 4에, 롤러 기어 캠 기구(101)의 도 3과 동일한 타이밍에 있어서의, 캠 리브(104)와 각 베어링(109a~109e)의 접촉 상태를 나타내는 상면에서 본 확대 개략도를 나타낸다. 복수의 베어링(109) 중 이웃하는 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)으로 이루어지는 제 1 베어링 쌍은, 일련의 캠 리브(104) 중 일부분인 제 1 캠 리브(104a)를 사이에 끼워넣고, 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)은, 제 1 캠 리브(104a)의 제 1 캠 리브면(105), 제 2 캠 리브면(106)에 각각 접촉한다. 또한, 복수의 베어링(109) 중 이웃하는 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)으로 이루어지는 제 2 베어링 쌍은, 일련의 캠 리브(104) 중 일부분인 제 2 캠 리브(104b)를 사이에 끼워넣고, 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)은, 제 2 캠 리브(104b)의 제 1 캠 리브면(105), 제 2 캠 리브면(106)에 각각 접촉한다. 그리고, 캠(102)이 캠 축선(103)을 중심으로 하여 화살표와 같이 일 방향으로 회전하는 경우에 있어서, 제 1 베어링 쌍이, 제 1 캠 리브(104a), 제 2 캠 리브(104b), 제3 캠 리브(104c)로 이루어지는 일련의 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안은, 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)은, 각각 회전 부재(107)에 대하여 반대 방향으로 회전하면서(도 4에 있어서는, 제 1 베어링(109a)은 시계 방향으로, 제 2 베어링(109b)은 반시계 방향으로 회전하고 있음), 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉하고 있다. 또한, 제 2 베어링 쌍이, 제 1 캠 리브(104a), 제 2 캠 리브(104b), 제3 캠 리브(104c)로 이루어지는 일련의 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안도, 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)은, 각각 회전 부재(107)에 대하여 반대 방향으로 회전하면서(도 4에 있어서는, 제 3 베어링(109c)은 시계 방향으로, 제 4 베어링(109d)은 반시계 방향으로 회전하고 있음), 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉하고 있다.This will be described in more detail with reference to Figs. 3 and 4. Fig. 3 is a front view showing the contact state of the
또한, 캠(102)이 캠 축선(103)을 중심으로 하여 화살표와는 반대의 방향으로 회전하는 경우에 있어서, 제 1 베어링 쌍이, 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안은, 제 1 베어링(109a), 제 2 베어링(109b)은, 각각 회전 부재(107)에 대하여 반대 방향으로 회전하면서(이 경우, 제 1 베어링(109a)은 반시계 방향으로, 제 2 베어링(109b)은 시계 방향으로 회전하고, 도 4와는 역방향의 회전이 됨), 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉하고 있다. 또한, 제 2 베어링 쌍이, 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안도, 제 3 베어링(109c), 제 4 베어링(109d)은, 각각 회전 부재(107)에 대하여 반대 방향으로 회전하면서(이 경우, 제 3 베어링(109c)은 반시계 방향으로, 제 4 베어링(109d)은 시계 방향으로 회전하고, 도 4와는 역방향의 회전이 됨), 캠 리브(104)에 대하여 구름 접촉하고 있다.In the case where the
상기와 같은 캠 리브(104)와 복수의 베어링(109)의 접촉 상태는, 캠(102)이 입력측으로서 회전 부재(107)를 회전시키는 경우와, 회전 부재(107)가 입력측으로서 캠(102)을 회전시키는 경우 중 어느 것에 있어서도 동일한 상태가 된다.The contact state of the
이와 같이, 캠(102)이 일 방향으로 회전하고 있는 경우에, 각 베어링(109a~109d)이 캠 리브(104)에 접촉하고 있는 동안에 있어서, 각 베어링(109a~109d)의 회전 부재(107)에 대한 회전을 정지시킬 필요가 없고, 각 베어링(109a~109d)은 회전 부재(107)에 대하여 일 방향으로만 회전하고 있기 때문에, 각 베어링(109a~109d) 및 캠 리브(104)는 서로에 대한 접촉면의 마모나 손상을 일으키는 일 없이, 고속 회전이 가능한 롤러 기어 캠 기구를 실현할 수 있다. 또한, 제 1 베어링 쌍 또는 제 2 베어링 쌍은, 캠 리브(104)를 사이에 끼워넣도록 캠 리브(104)에 접촉하고 있기 때문에, 백래시가 없는 롤러 기어 캠 기구(101)를 실현할 수 있다. 또한, 캠 리브(104)에 대하여 접촉하지 않게 된 제 5 베어링(109e)은, 회전 부재(107)에 대하여 타성에 의해 회전하고 있어도 되고, 회전하지 않고 있어도 된다.In this way, when the
또한, 도 5에, 롤러 기어 캠 기구(101)에 있어서, 제 1 캠 리브(104a), 제 2 캠 리브(104b), 제 3 캠 리브(104c)로 이루어지는 일련의 캠 리브(104)와 각 베어링(109a~109e)의 접촉 상태를 나타내는 상면에서 본 전개도를 나타낸다. 가로축이 캠(102)의 캠 축선(103)의 방향의 위치를 나타내고, 세로축이 캠(102)의 회전 각도를 나타낸다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 캠 리브(104)는, 제 1 단부(A점), 중앙부(B점~E점), 제 2 단부(F점)를 가지고, 캠 리브(104)의 두께가, 제 1 단부(A점)로부터 중앙부(B점~E점)를 향함에 따라 증가하고 있어도 된다. 캠(102)의 회전에 따른 회전 부재(107)의 회전, 혹은, 회전 부재(107) 자신의 회전에 의해, 캠 리브(104)에 진입해 온 제 1 베어링 쌍의 제 1 베어링(109a) 및 제 2 베어링(109b)은, 캠 리브(104)의 제 1 단부(A점)에 있어서는 접촉하지 않는다(비접촉 구간 베어링). 이것은, 제 1 단부(A점)에서의 캠 리브(104)의 두께가 중앙부(B점~E점)의 캠 리브(104)의 두께보다 작기 때문이다. 또한 캠(102)의 회전이 진행되면, A점으로부터 B점을 향함에 따라 캠 리브(104)의 두께가 서서히 커지기 때문에, 제 1 베어링(109a)과 제 1 캠 리브면(105)의 간극, 및, 제 2 베어링(109b)과 제 2 캠 리브면(106)의 간극은 서서히 작아진다(간극 감소 구간 베어링). 또한 캠(102)의 회전이 진행되어 제 1 베어링 쌍이 B점에 도달하면, 제 1 베어링(109a)과 제 1 캠 리브면(105)의 간극, 및, 제 2 베어링(109b)과 제 2 캠 리브면(106)의 간극은 사라져, 이른바 부(負)간극 상태가 된다(완전 부간극 위치 베어링). 그리고, B점~E점에 있어서는, 제 1 베어링 쌍(109a, 109b) 또는 제 2 베어링 쌍(109c, 109d)은, 캠 리브(104)를 사이에 끼워넣도록 캠 리브(104)에 구름 접촉한다(접촉 구간 베어링). 이와 같이, 베어링(109)과 캠 리브(104)의 간극을 서서히 작게 하는 A점에서 B점까지의 간극 감소 구간을 설치함으로써, 원활하게 베어링(109)과 캠 리브(104)의 구름 접촉을 시동시킬 수 있어, 베어링(109) 및 캠 리브(104)의 서로에 대한 접촉면의 마모나 손상이 억제된다. 그리고, 간극 감소 구간, 및, 베어링(109)과 캠 리브(104)의 사이의 부간극 양은, 미끄럼 마찰을 최대한 억제하면서, 최소한의 캠의 회전 각도 범위에서 베어링(109)이 회전 상태로 이행할 수 있도록 결정된다.5 shows a roller
또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 캠 리브(104)의 두께가, 제 2 단부(F점)로부터 중앙부(B점~E점)를 향함에 따라 증가하고 있어도 된다. 이와 같이, A점~B점뿐만 아니라, F점~E점에 대해서도 베어링(109)과 캠 리브(104)의 간극을 서서히 작게 하는 간극 감소 구간을 설치함으로써, 캠(102), 혹은, 회전 부재(107)가 어느 방향으로 회전되어 토크를 서로 전달하는 경우에 있어서도, 원활하게 베어링(109)과 캠 리브(104)의 구름 접촉을 시동시킬 수 있어, 베어링(109) 및 캠 리브(104)의 서로에 대한 접촉면의 마모나 손상이 억제된다. 또한, 캠(102)이 일 방향으로밖에 회전하지 않는 경우에는, 그 회전에 맞춰, A점~B점, 혹은, F점~E점 중 어느 일방의 캠 리브(104)의 단부에 있어서, 베어링(109)과 캠 리브(104)의 간극을 서서히 작게 하는 간극 감소 구간을 형성해도 된다.5, the thickness of the
또한, 제 1 베어링 쌍(109a, 109b) 및 제 2 베어링 쌍(109c, 109d)은 캠 리브(104)를 사이에 끼워넣도록 캠 리브(104)에 접촉하고 있어도 된다. 즉, 도 5에 나타내는 바와 같이, 캠(102)의 회전 각도에 있어서, 제 1 베어링 쌍(109a, 109b)이 B점~C점에 있어서 캠 리브(104)의 제 1 캠 리브면(105), 제 2 캠 리브면(106)에 각각 접촉하고, 또한, 제 2 베어링 쌍(109c, 109d)이 D점에서 F점에 있어서 캠 리브(104)의 제 1 캠 리브면(105), 제 2 캠 리브면(106)에 각각 접촉하도록, 2개의 베어링 쌍이 캠 리브(104)를 사이에 끼워넣는 오버랩 구간이 설치되어 있어도 된다. 이와 같이 오버랩 구간이 설치됨으로써, 제 2 베어링 쌍(109c, 109d)에 의한 캠 리브(104)로의 사이에 끼워넣음이 종료되기 전에, 제 1 베어링 쌍(109a, 109b)에 의한 캠 리브(104)로의 사이에 끼워넣음이 개시되고, 반드시 1개의 베어링 쌍이 캠 리브(104)를 사이에 끼워넣고 있기 때문에, 캠(102) 및 회전 부재(107)의 회전 각도 위치에 의한 백래시가 없는 롤러 기어 캠 기구(101)를 실현할 수 있다.The first pair of
도 6에 다른 롤러 기어 캠 기구(101)의 정면에서 본 개략도를 나타낸다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 캠(102)은, 스크루 형상의 캠 리브(104)의 사이에 설치된 캠 홈(110)에, 캠(102)이 캠 축선(103)을 중심으로 하여 회전하고 있는 경우에, 복수의 베어링(109)에 접촉하지 않고, 캠 리브(104)와 복수의 베어링(109)의 각각이 간섭하지 않는 위치에 돌기부(111)를 가지고 있어도 된다. 이와 같이 캠(102)이 돌기부(111)를 가짐으로써, 롤러 기어 캠 기구(101)에 있어서, 밸런스 웨이트로서 회전 균형을 향상시킬 수 있다.Fig. 6 is a schematic view of the other roller
도 7, 8에, 각각 또 다른 롤러 기어 캠 기구의 일부 사시도 및 캠 리브와 베어링의 접촉 상태를 나타내는 정면에서 본 확대 개략도를 나타낸다. 도 7, 8에 나타내는 바와 같이, 캠 홈(110)의, 캠 리브(104)와 복수의 베어링(109)의 각각이 간섭하지 않는 위치에 배치된 돌기부(111)에는, 복수의 베어링(109)의 각각에 대하여 윤활유를 공급·유지하는 것을 목적으로, 홈(112) 등과 같은 형상이 설치되어 있어도 된다.Figs. 7 and 8 show enlarged schematic views of a part of another roller gear cam mechanism in a perspective view and a front view showing a contact state between the cam rib and the bearing, respectively. Fig. As shown in Figs. 7 and 8, a plurality of
도 9, 10에, 각각 추가의 또 다른 롤러 기어 캠 기구(101)의 정면에서 본 개략도 및 측면에서 본 개략도를 나타낸다. 도 7, 8에 나타낸 롤러 기어 캠 기구(101)와, 도 1, 2에 나타낸 롤러 기어 캠 기구(101)의 차이는, 캠 리브(104)의 스크루 형상의 감김 방향을 반대로 하고 있는 것이다. 이와 같이 스크루 형상의 감김 방향을 반대로 함으로써, 도 1, 2 및 도 7, 8의 캠(102)이 캠 축선(103)을 중심으로 하여 동일한 화살표의 방향으로 회전하고 있는 경우여도, 회전 부재(107)를, 회전 부재 축선(108)을 중심으로 하여 각각 반대 방향으로 회전시킬 수 있다(회전 부재(107)는, 도 1에서는 반시계 방향으로, 도 7에서는 시계 방향으로 각각 회전하고 있다).Figs. 9 and 10 show a schematic view and a side view, respectively, seen from the front side of a further another roller
복수의 베어링(109)의 각각은, 롤러 팔로워 또는 캠 팔로워여도 된다.Each of the plurality of
복수의 베어링(109)의 각각은, 축 부재, 축 부재의 외주면을 따라 회전 가능한 외륜부 등을 구비하지만, 축 부재와 외륜부의 사이에 롤러 등을 포함하는 구름 접촉의 베어링이어도 되고, 롤러 등을 포함하지 않는 미끄럼 접촉의 베어링이어도 된다. 또한, 캠 홈(110)의, 캠 리브(104)와 복수의 베어링(109)의 각각이 간섭하지 않는 위치에 배치된 돌기부(111)에, 홈(112) 등의 형상을 설치해 두면, 윤활유가 유지된 홈(112)으로부터 복수의 베어링(109)의 각각에 대하여 윤활유가 공급되어, 외륜부와 캠 리브(104)의 사이의 마찰을 더 억제할 수 있다.Each of the plurality of
캠(102)은, 도 1~10과 같은 북형 캠으로만 한정되지 않고, 예를 들면 도 11에 나타내는 원통형 캠(cylindrical cam, barrel cam)(113)이나, 도 12에 나타내는 글로보이드 캠(globoidal cam)(114) 등, 스크루 형상의 캠 리브를 가지는 것 외의 캠이어도 된다. 또한, 원통형 캠, 글로보이드 캠이어도, 동작은 상기와 동일하다.The
캠(102)과 회전 부재(107)의 위치 관계는, 캠(102, 113, 114)의 형상에 따라, 회전 부재(107)와 외접할 뿐만 아니라, 내접해 있어도 된다.The positional relationship between the
상기 기재는 특정의 실시예에 대해 이뤄졌지만, 본 발명은 그것에 한정되지 않고, 본 발명의 원리와 첨부의 특허 청구범위의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정을 할 수 있는 것은 당업자에게 명백하다.Although the above description has been made with respect to specific embodiments, the present invention is not limited thereto, and it is apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the principles of the present invention and the appended claims.
101 롤러 기어 캠 기구
102 캠
103 캠 축선
104 캠 리브
104a 제 1 캠 리브
104b 제 2 캠 리브
104c 제 3 캠 리브
105 제 1 캠 리브면
106 제 2 캠 리브면
107 회전 부재
108 회전 부재 축선
109 베어링
109a 제 1 베어링
109b 제 2 베어링
109c 제 3 베어링
109d 제 4 베어링
109e 제 5 베어링
110 캠 홈
111 돌기부
112 홈
113 원통형 캠
114 글로보이드 캠101 Roller gear cam mechanism
102 cam
103 Cam axis
104 cam ribs
104a First cam rib
104b second cam rib
104c Third cam rib
105 1st cam rib face
106 2nd cam rib face
107 rotating member
108 Rotation member axis
109 Bearing
109a first bearing
109b second bearing
109c third bearing
109d Fourth bearing
109e fifth bearing
110 cam groove
111 protrusion
112 Home
113 Cylindrical Cam
114 Gloucester Cam
Claims (8)
캠 축선에 직교하는 회전 부재 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 회전 부재이며, 상기 회전 부재의 외주 방향을 따라 배치된 복수의 베어링의 각각이 상기 캠 리브에 대하여 구름 접촉하는 것이 가능한 회전 부재를 구비하는 롤러 기어 캠 기구로서,
상기 복수의 베어링 중 이웃하는 2개의 베어링으로 이루어지는 제 1 베어링 쌍이, 상기 캠 리브를 사이에 끼워넣도록 상기 캠 리브에 구름 접촉하고,
상기 캠이 상기 캠 축선을 중심으로 하여 일 방향으로 회전함으로써 상기 캠의 입력 토크를 상기 회전 부재에 전달하는 경우, 혹은, 상기 회전 부재가 상기 회전 부재 축선을 중심으로 하여 일 방향으로 회전함으로써 상기 회전 부재의 입력 토크를 상기 캠에 전달하는 경우에 있어서, 상기 제 1 베어링 쌍이 상기 캠 리브에 구름 접촉하고 있는 동안은, 상기 제 1 베어링 쌍의 각 베어링이, 상기 회전 부재에 대하여 각각 반대인 일 방향으로 회전하도록, 상기 캠 리브에 대하여 구름 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.A cam having a cam-shaped screw rib, a cam rotatable about a camshaft axis,
A rotation member rotatable about an axis of a rotation member orthogonal to a cam axis, the rotation member having a rotation member capable of rolling contact with each of a plurality of bearings arranged along the outer circumferential direction of the rotation member, As the gear cam mechanism,
A pair of first bearings composed of two neighboring bearings among the plurality of bearings are in rolling contact with the cam rib so as to sandwich the cam rib,
When the input torque of the cam is transmitted to the rotating member by rotating the cam in one direction about the cam axis, or when the rotating member rotates in one direction about the rotating member axis, Wherein when the first bearing pair is in rolling contact with the cam rib, each of the bearings of the first bearing pair rotates in one direction Is in rolling contact with the cam rib (20) so as to rotate in the radial direction.
상기 캠 리브는, 제 1 단부, 중앙부, 제 2 단부를 가지고, 상기 캠 리브의 두께가, 상기 제 1 단부로부터 상기 중앙부를 향해 어느 범위까지 증가하는 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.The method according to claim 1,
Wherein the cam rib has a first end, a middle portion, and a second end, wherein a thickness of the cam rib increases from the first end toward the center portion to a certain extent.
상기 캠 리브의 두께가, 상기 제 2 단부로부터 상기 중앙부를 향해 어느 범위까지 증가하는 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.3. The method of claim 2,
Wherein a thickness of the cam rib is increased to a certain extent from the second end toward the center portion.
상기 복수의 베어링 중 이웃하는 2개의 베어링으로 이루어지는 제 2 베어링 쌍이, 상기 캠 리브를 사이에 끼워넣도록 상기 캠 리브에 구름 접촉하고 있는 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.The method according to claim 1,
And a pair of second bearings composed of two adjacent bearings among the plurality of bearings are in rolling contact with the cam ribs to sandwich the cam ribs therebetween.
상기 캠이, 상기 캠 리브의 사이에 설치된 캠 홈에, 상기 캠이 상기 캠 축선을 중심으로 하여 회전하고 있는 경우에, 상기 복수의 베어링에 접촉하지 않는 돌기부를 가지는 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.The method according to claim 1,
Characterized in that the cam has protrusions which are not in contact with the plurality of bearings when the cam is rotated about the camshaft axis in a cam groove provided between the cam ribs .
상기 돌기부에, 홈이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.6. The method of claim 5,
And a groove is provided in the protruding portion.
상기 복수의 베어링의 각각이, 롤러 팔로워 또는 캠 팔로워인 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.The method according to claim 1,
Wherein each of said plurality of bearings is a roller follower or a cam follower.
상기 복수의 베어링의 각각이, 구름 접촉의 베어링 또는 미끄럼 접촉의 베어링인 것을 특징으로 하는 롤러 기어 캠 기구.
The method according to claim 1,
Wherein each of said plurality of bearings is a rolling contact bearing or a sliding contact bearing.
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