周辺装置｜カムバランサ（トルク補償装置）

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三共のカム技術
カム用語集
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カムが提供する動き

カムバランサは、サンデックスの入力軸（カム軸）に装着し、モータから入力軸までの入力特性、位置決め精度等の出力特性を改善し、割出し動作を理想状態に近付ける装置です。
これらは、カム式インデックスの割出し動作時に発生する入力変動トルクを相殺することにより実現できます。カムバランサは、カム式インデックスの入力軸に作用する変動トルクに対し作用方向が逆になる補償トルクを作り出し、作用させることにより、従来問題となっている入力駆動系のガタや回転むらを引き起こす原因と考えられている変動トルクを、完全に相殺することを目的としています。カムバランサ装着のメリットには以下のようなことがあります。

| B08 | B10 | B12 | B16 |

・入力軸トルクを平準化し、ピークトルクが小さくなる
・ピーク電流を抑え、駆動用モータの小型化が図れる
・入力系のバックラッシや、たわみの影響を減らす。
・入力軸の回転むらが減少する
・駆動用モータの制御性が改善される
・省エネの効果が高い
・出力特性が改善され、理想状態に近づく
・残留振動が減少し、位置調整時間が短縮される
・振動、騒音が減少する
・位置決め精度が良くなる
・寿命時間が伸び、信頼性が高まる
・高速化が図れる

カムバランサはばね式のトルク補償装置です。
今回開発されたカムバランサは、ひずみ式エネルギ方式に
よるトルク補償装置ですので、ここで、ばねを用いた
トルク補償装置のトルク相殺について説明します。
入力軸に作用する慣性トルクTiは

I ：出力軸慣性モーメント
τh ：割り出し角度
th ：位置決め時間
θh ：割付角
A ：無次元加速度
V ：無次元速度
となります。

TiはA・Vに比例するので、入力軸には、前半で正、後半で負のトルクが発生します。そこで、このトルクを相殺するために前半で負、後半で正のトルクをばねで発生させる必要があります。前半では、前もって圧縮状態にあるばねから、エネルギを取り出し、入力軸に与え、後半では、入力軸のエネルギからばねを圧縮することで元の圧縮状態に戻すことで目的とする変動トルクを発生させることが可能です。

MS曲線の変動トルク

また、2段階の相殺トルク値の設定が可能で、エアー供給のON・OFFにより、ばねの初期圧縮量を伸縮させることで、発生する補償トルクを2段階に調整出来るというものです。
下図の通り、エアー解放状態で『弱』、エアーMAXに充填することにより『強』といった2段階のトルク設定が可能です。
この強・弱の出力トルク値は、機種選定時に予め設定することが出来ますので、使用条件に合わせた利用が可能です。