JPH10267105A - 変動トルク相殺装置 - Google Patents

変動トルク相殺装置

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JPH10267105A
JPH10267105A JP7527297A JP7527297A JPH10267105A JP H10267105 A JPH10267105 A JP H10267105A JP 7527297 A JP7527297 A JP 7527297A JP 7527297 A JP7527297 A JP 7527297A JP H10267105 A JPH10267105 A JP H10267105A
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torque
cam
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slider
compensating
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Heizaburo Kato
平三郎 加藤
Masao Nishioka
雅夫 西岡
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Sankyo Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 変動トルク相殺装置自体が発生する振動を抑
えること。 【解決手段】 同等のトルク補償能力を有する2基のト
ルク補償装置1A、1Bを機械装置本体2の入力軸3に
対して対称の位置に配置して、トルク補償装置1A、1
Bから発生する加振力を互いに相殺する。トルク補償装
置1A、1Bは、入力軸3に取り付けられたトルク補償
カム6と、このカムのカム面に接触して転動するカムフ
ォロワ7と、カムフォロワ7を回転可能に支持するスラ
イダ8と、スライダ8を摺動可能に収容するスライドガ
イド9と、スライドガイド9の内部に設けられてスライ
ダ8を押圧する機械式ばね10または空気式ばねとで構
成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、入力軸の連続回転
運動を出力軸の間欠回転運動、揺動回転運動等の特殊な
回転運動、またはこれらの回転運動同士を組み合わせた
ような運動等の所定形式の回転運動に変換する運動変換
装置の入力軸や出力軸に連結して使用する変動トルク相
殺装置に関する。
【0002】
【従来の技術】間欠割出装置などのカム機構を介して入
力軸の連続回転運動を出力軸の所定形式の回転運動に変
換する運動変換装置においては、その作動時に出力軸に
作用するトルクが絶えず変動するとともに、そのトルク
の反力が変動トルクとして入力軸にも作用する。この入
力軸に作用するトルクは、入力軸の均一な回転を妨げ、
作動時の振動およびそれに伴う作動誤差を生じる原因に
なっている。そして、このトルクによる影響は、特に高
速回転時に大きくなるので、装置の高速化を図る上で、
変動トルクはできるだけ小さく抑える必要がある。
【0003】変動トルクを抑える手段として、特開平1
−480042号公報、特開昭60−4665号公報等
に変動トルク相殺装置が提案されている。図7は従来の
変動トルク相殺装置の一例を示している。この変動トル
ク相殺装置101は、機械装置本体102のカム軸など
の入力軸103に装着されたトルク補償カム104にカ
ムフォロワ105を係合させるとともに、カムフォロア
105を取り付けたスライダ106が、トルク補償カム
104のカム曲線に従ってスライドガイド107内を往
復運動することにより、スライダ106とスライドガイ
ド107との間に設けられたコイル状のばね部材108
が、入力軸103のトルク変動に合わせてエネルギの蓄
積、放出を繰り返すようにしたものである。すなわち、
図8のように蓄積されたエネルギが放出される過程で
は、入力軸103を助ける方向のトルクが作用し、逆に
図9のようにエネルギが蓄積される過程では、入力軸1
03の回転を妨げる方向のトルクが作用する。この作用
により、回転が遅くなりがちな加速度区間での加速トル
クの助長を図り、回転が速くなりがちな減速区間では制
動トルクの助長を図ることにより、変動トルクを小さく
抑えることができ、インデックステーブル109などを
取り付けた出力軸110の安定した回転運動が得られる
ようになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変動トルク相殺装置では、たとえトルク補償用カム
のカム曲線を入力軸のトルク変動をゼロにするように設
定しても、変動トルク相殺装置自体のスライダ移動方向
に発生する加振力により機械装置本体に振動が発生する
という問題があった。具体的には、図7において、トル
ク補償カム104が回転すると、ばね部材108に押し
付けられたカムフォロワ105およびスライダ106
が、カム104のカム曲線の変位に相当する分だけ移動
し、これによりばね部材108の重心がカム曲線の変位
の半分に相当する分だけその方向に移動する。この質量
移動の結果、機械装置本体102の入力軸103に加振
力が加わり、この加振力が機械装置本体102からその
支持体に伝わり、大きな振動の原因となるばかりでな
く、機械装置本体の高速化を阻害する要因になってい
た。このため、従来では高剛性化、軽量化により変動ト
ルク相殺装置に加振力が発生するのを極力抑えていた。
【0005】本発明は、このような従来の問題を解決す
るものであり、変動トルク相殺装置自体が発生する振動
を抑えることのできる改良された変動トルク相殺装置を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、同等のトルク補償能力を有する2基のト
ルク補償装置を機械装置本体の入力軸に対して対称の位
置に配置して、トルク補償装置から発生する加振力を互
いに相殺するようにしたものである。トルク補償装置
は、入力軸に取り付けられたトルク補償カムと、このカ
ムのカム面に接触して転動するカムフォロワと、カムフ
ォロワを回転可能に支持するスライダと、スライダを摺
動可能に収容するスライドガイドと、スライドガイドの
内部に設けられてスライダを押圧する機械式ばねまたは
空気式ばねとで構成される。またトルク補償カムの形状
は、機械装置本体の入力軸に作用するトルク変動を相殺
し、機械装置本体のエネルギと2基のトルク補償装置の
エネルギとの和が常に一定を保つように設定されてい
る。
【0007】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)図1は本発明の実施の形態1における
変動トルク相殺装置の構成を示している。変動トルク相
殺装置1は、機械装置本体2の入力軸3に対し、垂直方
向に対称位置に配置された2基のトルク補償装置1Aと
1Bとからなる。2基のトルク補償装置1Aと1Bは、
それぞれブラケット4、5により機械装置本体2に固定
され、同じ形状、大きさで同等のトルク補償能力を有す
る。ここでは一方の装置1Aの構成についてのみ説明
し、他方のトルク補償装置1Bは同じ構成を有するので
説明を省略する。トルク補償装置1Aは、機械装置本体
2の入力軸3に固定されたトルク補償カム6を備え、ト
ルク補償カム6は、カムフォロア7に係合している。カ
ムフォロア7は、スライダ8の先端部に回転可能に支持
され、スライダ8は、スライドガイド9に摺動可能に収
容されている。スライドガイド9は、有底円筒状に形成
され、その内部にはコイルばね10が収容されて、カム
フォロワ7をトルク補償カム6に押圧付勢している。
【0008】次に本実施の形態の動作について説明す
る。機械装置本体2の入力軸3に固定されたトルク補償
カム6は、入力軸3の回転により連続回転し、その周面
に形成されたカム面によりカムフォロア7を回転させな
がら、スライダ8をスライドガイド9の内部で往復動さ
せる。これにより、コイルばね10が圧縮、伸張され、
入力軸3に加えられた変動トルクを相殺する。すなわ
ち、入力軸3に加わる変動トルクが大きいときは、図2
に示すように、そのトルクによってコイルばね10を圧
縮させて補償トルクを大きくし、変動トルクが小さいと
きは、図3に示すように、コイルばね10を伸張させて
補償トルクを小さくする。一方、トルク補償装置1Aが
発生する加振力は、反対側に配置されて同じ位相で動作
するもう一方のトルク補償装置1Bにより相殺される。
【0009】補償トルクの大きさは、図4に示すよう
に、機械装置本体2の入力軸3に加えられる変動トルク
Qと、変動トルク相殺装置1のトルク補償カム6を通し
てスライダ8を往復動させるときに入力軸3に加えられ
る変動トルクPとの和が常にゼロになるように設定され
る。この変動トルクPは、一方のトルク補償装置1Aに
より加えられる変動トルクP1と、他方のトルク補償装
置1Bにより加えられる変動トルクP2(=P1)との
和である。
【0010】したがって、トルク補償カム6の形状は、
機械装置本体2のエネルギと変動トルク相殺装置1(2
基のトルク補償装置1A、1B)のエネルギとの和が常
に一定を保つように設定される。機械装置本体2のエネ
ルギと変動トルク相殺装置1のエネルギとの和がゼロと
は、慣性エネルギ、歪みエネルギ、位置エネルギ等の保
存エネルギと、摩擦力によるエネルギおよび粘性による
エネルギ等の散逸エネルギと、ばねの伸縮による歪みエ
ネルギ等の総和がゼロということであり、この条件が達
成されれば、入力軸3を回転させる際に必要なトルクは
平準化され、一定になる。このように設定された同一形
状のトルク補償カム6を入力軸3に対し対称位置に配置
することにより、各トルク補償装置1A、1Bに作用す
る加振力は、大きさが同じで、方向が常に反対となり、
互いに相殺されることになる。
【0011】(実施の形態2)図5は本発明の実施の形
態2における要部を示しており、上記した実施の形態1
と異なるのは、2基のトルク補償装置1A、1Bが入力
軸3に対し水平方向に対向して配置されていることのみ
であり、作用効果は実施の形態1と同じである。このよ
うなトルク補償装置の配置は、実施の形態1のように垂
直に対向して配置する場合に生じる重力場の影響を無視
することができる利点がある。重力場の影響を考慮する
場合は、2枚のトルク補償カム6の形状と仕様は若干異
なったものになるが、水平方向に対向して配置する場合
は、これを全く無視することができる利点がある。
【0012】(実施の形態3)図6は本発明の実施の形
態3における要部を示しており、上記した実施の形態1
と異なるのは、2基のトルク補償装置1C、1Dが、機
械式ばねであるコイルばねの代わりに空気式ばねを使用
していることである。カムフォロワ7を取り付けたスラ
イダ(ピストン)8をスライドガイド(シリンダ)9に
気密かつ摺動可能に設け、ピストン8とシリンダ9の間
に圧力調整装置13により圧力を調整された空気を導入
する。シリンダ9内の空気は、回転するトルク補償カム
6にカムフォロワ7が追随して往復運動することによ
り、圧縮、膨張を繰り返す。空気式ばねによる変動トル
クの補償は、機械式ばねと同様にして行われ、トルク補
償カム6の形状は、機械装置本体2の入力軸3に作用す
るトルク変動を相殺し、機械装置本体2のエネルギと2
基のトルク補償装置1C、1Dのエネルギの和が常に一
定を保つように設定される。
【0013】さらに、2基のトルク補償装置を水平対向
と垂直対向との中間位置に対向配置することも、機械装
置本体のスペースの関係であり得る選択であるが、この
場合の加振力も同様に相殺されることは、上記説明から
明らかである。
【0014】
【発明の効果】以上のように、本発明は、同等のトルク
補償能力を有する2基のトルク補償装置を機械装置本体
の入力軸に対して対称の位置に配置して、トルク補償装
置から発生する加振力を互いに相殺するようにしたもの
であり、変動トルク相殺装置自体が発生する振動を抑え
ることができ、装置の振動を低減できるとともに、装置
の駆動速度を速めることができるので、生産性を向上す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1における変動トルク相殺
装置を機械装置本体とともに示す部分断面正面図。
【図2】同装置の動作を示す部分断面右側面図。
【図3】同装置の動作を示す部分断面右側面図。
【図4】同装置の変動トルクと相殺トルクの関係を示す
特性図。
【図5】本発明の実施の形態2における変動トルク相殺
装置の部分断面右側面図。
【図6】本発明の実施の形態3における変動トルク相殺
装置の部分断面右側面図。
【図7】従来例における変動トルク相殺装置を機械装置
本体とともに示す部分断面正面図。
【図8】同装置の動作を示す部分断面右側面図。
【図9】同装置の動作を示す部分断面右側面図。
【符号の説明】
1 変動トルク相殺装置 1A 第1のトルク補償装置 1B 第2のトルク補償装置 2 機械装置本体 3 入力軸 4、5 ブラケット 6 トルク補償カム 7 カムフォロワ 8 スライダ 9 スライドガイド 10 コイルばね 11 インデックステーブル 12 出力軸 13 圧力調整装置

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 機械装置本体の入力軸に対して対称の位
    置に配置され、前記入力軸に作用するトルク変動を相殺
    するほぼ同等の能力を有する2基のトルク補償装置を備
    えた変動トルク相殺装置。
  2. 【請求項2】 トルク補償装置が、入力軸に取り付けら
    れたトルク補償カムと、前記カムのカム面に接触して転
    動するカムフォロワと、前記カムフォロワを回転可能に
    支持するスライダと、前記スライダを摺動可能に収容す
    るスライドガイドと、前記スライドガイドの内部に設け
    られて前記スライダを押圧する機械式ばねまたは空気式
    ばねとを備えた請求項1記載の変動トルク相殺装置。
  3. 【請求項3】 トルク補償カムの形状が、機械装置本体
    の入力軸に作用するトルク変動を相殺し、機械装置本体
    のエネルギと2基のトルク補償装置のエネルギとの和が
    常に一定を保つように設定された請求項1または2記載
    の変動トルク相殺装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011056640A (ja) * 2009-09-14 2011-03-24 Toyota Motor Corp 自重補償機構

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