JP2001271901A

JP2001271901A - 回転装置及び回転方法

Info

Publication number: JP2001271901A
Application number: JP2000087101A
Authority: JP
Inventors: Kazutaka Kimura; 一隆木村; Takahide Sasaki; 尊英佐々木
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2001-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】回転制御が容易で、回転精度が高く、小型・
簡易な回転装置及び回転方法を提供すること。【解決手段】回転動作可能な回転部１２０と、前記回
転部の周側面側に配置され、前記回転部の径方向に往復
直線動作可能な直動部１４０と、各一端が前記回転部の
周側面に周方向に所定の間隔をあけてそれぞれ固定さ
れ、かつ互いに交差するようにして各他端が前記直動部
の両端部にそれぞれ固定された第１の帯状部材１６０及
び第２の帯状部材１８０とを備える。そして、前記直動
部を往復直線動作させることにより、前記第１の帯状部
材あるいは前記第２の帯状部材により前記回転部を引っ
張って回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転装置及び回転
方法に関し、特に回転精度の高い回転装置及び回転方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】回転装置は、スクリーン印刷機や部品実
装機等に広く用いられている。このような回転装置は、
基板や部品等を載置・固定するテーブルと、このテーブ
ルを回転させる駆動部で概略構成されている。図９は、
従来の回転装置の第１の例を示す概略斜視図である。こ
の回転装置１０のテーブル１１は円盤状に形成されてお
り、その中心下部には図示しない回転軸受けが固定され
ている。駆動部１２は、インナーリング１３、アウター
リング１４、アクチュエータ１５及び押圧部１６を備え
ており、テーブル１１の下部に配設されている。

【０００３】インナーリング１３はテーブル１１と共に
回転可能なように上記回転軸受けに固定されており、そ
の外周面には径方向に突き出た回転ガイドバー１３ａが
取り付けられている。アウターリング１４はインナーリ
ング１３の外周面と所定間隔をあけて配設されており、
その一部は回転ガイドバー１３ａが突き出し可能なよう
に切り欠かれている。アクチュエータ１５と押圧部１６
は回転ガイドバー１３ａを径方向に挟持可能なようにア
ウターリング１４の切り欠き両端部に固定されている。

【０００４】アクチュエータ１５は、例えばマイクロメ
ータあるいは油圧、空圧等のシリンダやモータとボール
ネジの組み合わせであり、シンブル１５ａの図示矢印ａ
方向の回転によりスピンドル１５ｂが図示矢印ｂ方向に
出入するようになっている。押圧部１６は、例えばバネ
シリンダであり、シリンダ１６ａに内蔵されたバネの弾
性力によりピストン１６ｂが図示矢印ｃ方向に出入する
ようになっている。

【０００５】このような構成において、アクチュエータ
１５のシンブル１５ａを回転させてスピンドル１５ｂを
突き出させると、インナーリング１３の回転ガイドバー
１３ａが押され、インナーリング１３と共にテーブル１
１が回転軸受けを中心に回転する。このとき、回転ガイ
ドバー１３ａは、押圧部１６のピストン１６ｂにより逆
方向に押されて位置決めされている。また、アクチュエ
ータ１５のシンブル１５ａを回転させてスピンドル１５
ｂを引っ込めると、インナーリング１３の回転ガイドバ
ー１３ａは押圧部１６のピストン１６ｂにより押され、
インナーリング１３と共にテーブル１１が回転軸受けを
中心に回転する。

【０００６】図１０は、従来の回転装置の第２の例を示
す概略斜視図である。この回転装置２０のテーブル２１
は円盤状に形成されており、その中心下部には図示しな
い回転軸受けが固定されている。駆動部２２は、インナ
ーリング２３、アウターリング２４、アクチュエータ２
５及び案内部２６を備えており、テーブル２１の下部に
配設されている。

【０００７】インナーリング２３はテーブル２１と共に
回転可能なように上記回転軸受けに固定されており、そ
の外周面にはギア歯２３ａが形成されている。アウター
リング２４はインナーリング２３の外周面と所定間隔を
あけて配設されており、その一部はギア歯２３ａが露出
可能なように切り欠かれている。アクチュエータ２５
は、例えば油圧、空圧等のシリンダあるいはマイクロメ
ータやモータとボールネジの組み合わせであり、案内部
２６を図示矢印ａ方向に移動させるようになっている。

【０００８】案内部２６は、図示矢印ａ方向に延びる棒
状に形成されており、その一側面にはインナーリング２
３のギア歯２３ａとかみ合うギア歯２６ａが形成されて
いる。すなわち、インナーリング２３と案内部２６は、
ピニオン・ラックの関係に構成されている。このような
構成において、アクチュエータ２５を動作させて案内部
２６を移動させると、この直線運動がギア歯２３ａ、２
６ａにより回転運動に変換され、インナーリング２３と
共にテーブル２１が回転軸受けを中心に回転する。

【０００９】図１１は、従来の回転装置の第３の例を示
す概略斜視図である。この回転装置３０のテーブル３１
は円盤状に形成されており、その中心下部には図示しな
い回転軸受けが固定されている。駆動部３２は、インナ
ーリング３３、アウターリング３４、アクチュエータ３
５及び案内部３６を備えており、テーブル３１の下部に
配設されている。

【００１０】インナーリング３３はテーブル３１と共に
回転可能なように上記回転軸受けに固定されており、そ
の外周面にはギア歯３３ａが形成されている。アウター
リング３４はインナーリング３３の外周面と所定間隔を
あけて配設されており、その一部はギア歯３３ａが露出
可能なように切り欠かれている。アクチュエータ３５
は、例えばモータであり、案内部３６を図示矢印ａ方向
に回転させるようになっている。

【００１１】案内部３６は、円盤状に形成されており、
その外周面にはインナーリング３３のギア歯３３ａとか
み合うギア歯３６ａが形成されている。すなわち、イン
ナーリング３３と案内部３６は、平歯車列の関係に構成
されている。このような構成において、アクチュエータ
３５を動作させて案内部３６を回転させると、この回転
運動がギア歯３３ａ、３６ａにより伝達され、インナー
リング３３と共にテーブル３１が回転軸受けを中心に回
転する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の回転装
置の第１の例では、アクチュエータ１５のスピンドル１
５ｂの直線移動量をＬ、テーブル１１の回転角度量を
θ、テーブル１１の回転中心からアクチュエータ１５の
スピンドル１５ｂと回転ガイドバー１３ａとの接触点ま
での距離をｄとすると、Ｌ＝ｄｓｉｎθとなる。したが
って、テーブル１１の回転角度量θが微小なときはアク
チュエータ１５のスピンドル１５ｂの直線移動量Ｌはｄ
θに近似できるため、アクチュエータ１５のスピンドル
１５ｂの直線移動量Ｌとテーブル１１の回転角度量θは
比例している。

【００１３】ところが、テーブル１１の回転角度量θが
大きくなるとアクチュエータ１５のスピンドル１５ｂの
直線移動量Ｌはｄｓｉｎθになるため、アクチュエータ
１５のスピンドル１５ｂの直線移動量Ｌとテーブル１１
の回転角度量θは比例せず、アクチュエータ１５のスピ
ンドル１５ｂの直線移動量Ｌを換算する必要があり、回
転制御に手間が掛かるという欠点がある。

【００１４】さらに、アクチュエータ１５のスピンドル
１５ｂが突き出たときには、押圧部１６のバネは縮んで
圧力が大きくなり、逆にスピンドル１５ｂが引っ込んだ
ときには、押圧部１６のバネは伸びて圧力が小さくな
る。このため、インナーリング１３の回転ガイドバー１
３ａに掛かる与圧は一定ではなくなるので、バックラッ
シュが発生するという欠点がある。

【００１５】また、従来の回転装置の第２及び第３の例
では、案内部２６、３６のギア歯２３ａ、３３ａとイン
ナーリング２３、３３のギア歯２６ａ、３６ａとの間に
は、バックラッシュが存在するため、回転精度が悪化す
るという欠点がある。さらに、従来の回転装置の第３の
例では、アクチュエータ３５がテーブル３１の上面から
突き出る構造となるため、回転装置３０が大型・複雑化
するという欠点がある。

【００１６】本発明は、上記課題を解消するためになさ
れたものであり、回転制御が容易で、回転精度が高く、
小型・簡易な回転装置及び回転方法を提供することを目
的としている。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、回転動作可能な回転部と、前記回転部の周側面側
に配置され、前記回転部の径方向に往復直線動作可能な
直動部と、各一端が前記回転部の周側面に周方向に所定
の間隔をあけてそれぞれ固定され、かつ互いに交差する
ようにして各他端が前記直動部の両端部にそれぞれ固定
された第１の帯状部材及び第２の帯状部材とを備え、前
記直動部を往復直線動作させることにより、前記第１の
帯状部材あるいは前記第２の帯状部材により前記回転部
を引っ張って回転動作させることにより達成される。

【００１８】上記構成によれば、回転部と直動部とを２
本の帯状部材で連結することにより、直動部の往復直線
運動を回転運動に変換して回転部を回転させるようにし
ている。このため、２本の帯状部材を緊張させておくの
みで、上記直線・回転運動変換の応答性を高めることが
できるので、直動部の直線移動量と回転部の回転角度量
とを比例動作させることが可能になると共に、バックラ
ッシュの発生を防止することが可能となる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００２０】図１は、本発明の回転装置の実施形態を示
す概略斜視図、図２は、その一部断面斜視図である。こ
の回転装置１００は、ベース１１０上に、回転部１２０
と直動部１４０と、これらを連結する第１の帯状部材１
６０と第２の帯状部材１８０が配設された構成となって
いる。

【００２１】回転部１２０は、ベース１１０上に固定部
１２１ａが取り付けられた環状のクロスローラリング１
２１、このクロスローラリング１２１の回転部１２１ｂ
の外周面に取り付けられた環状のリングホルダ１２２、
このリングホルダ１２２の上面に取り付けられた矩形板
状のテーブル１２３を備えている。このような構成のテ
ーブル１２３は、リングホルダ１２２及びクロスローラ
リング１２１の回転部１２１ｂと共にベース１１０に対
して回転動作可能となっている。

【００２２】直動部１４０は、回転部１２０のリングホ
ルダ１２２の周側面側に配置されており、サーボモータ
１４１、このサーボモータ１４１の回転軸に連結された
ボールネジ１４２及びボールナット１４３、このボール
ナット１４３に取り付けられた棒状のバンドホルダ１４
４、ベース１１０上に取り付けられ、サーボモータ１４
１、ボールネジ１４２、ボールナット１４３、バンドホ
ルダ１４４等を保持するためのホルダ１４５、バンドホ
ルダ１４４に沿ってベース１１０上に取り付けられた棒
状のリニアガイド１４６を備えている。このような構成
のバンドホルダ１４４は、サーボモータ１４１の駆動に
よりリニアガイド１４６に案内されて回転部１２０のリ
ングホルダ１２２の径方向に往復直線動作可能となって
いる。

【００２３】第１の帯状部材１６０と第２の帯状部材１
８０は、各一端が回転部１２０のリングホルダ１２２の
周側面に周方向に所定の間隔をあけてそれぞれ固定され
ている。そして、第１の帯状部材１６０と第２の帯状部
材１８０は、互いに交差するようにして各他端が直動部
１４０のバンドホルダ１４４の両端部にそれぞれ固定さ
れている。

【００２４】すなわち、第１の帯状部材１６０は、図３
（Ａ）に示すように、Ｉ字状に形成されており、両端に
は固定用ネジを通すための孔１６１、１６２が穿孔され
ている。第２の帯状部材１８０は、図３（Ｂ）に示すよ
うに、Ｕ字状に形成されており、両端には固定用ネジを
通すための孔１８１、１８２、１８３、１８４が穿孔さ
れている。Ｕ字状の第２の帯状部材１８０の二股間にＩ
字状の第１の帯状部材１６０が配設されることにより、
第１の帯状部材１６０と第２の帯状部材１８０は互いに
交差可能となっている。

【００２５】第１の帯状部材１６０と第２の帯状部材１
８０は、回転精度が要求されるときは、金属板、強度や
防錆の観点から例えば厚さ０．１ｍｍのステンレス板が
使用可能であり、また、回転精度があまり要求されない
ときは、歯の付いていないタイミングベルト等が使用可
能である。

【００２６】図４は、直動部１４０のバンドホルダ１４
４と第１の帯状部材１６０及び第２の帯状部材１８０の
取り付け構造を直動部１４０側から見た部分斜視図、図
５は、それを回転部１２０側から見た部分斜視図であ
る。第１の帯状部材１６０の一端の孔１６１には固定用
ネジ１６３が挿入され、第１の帯状部材１６０の一端が
回転部１２０のリングホルダ１２２の周側面にネジ止め
固定されている。

【００２７】第２の帯状部材１８０の一端の孔１８１、
１８２には固定用ネジ１８５、１８６が挿入され、第２
の帯状部材１８０の一端が回転部１２０のリングホルダ
１２２の周側面に第１の帯状部材１６０の一端から周方
向に所定の間隔をあけてネジ止め固定されている。

【００２８】第１の帯状部材１６０の他端は直動部１４
０のバンドホルダ１４４の一端、すなわち第２の帯状部
材１８０の一端側の端部に取り付けられている引張手段
１４４ａに取り付けられている。この引張手段１４４ａ
は、略Ｌ字状の板バネ１４４ｂと、この板バネ１４４ｂ
の一端をネジ止め固定する固定部１４４ｃを備えてお
り、第１の帯状部材１６０に与圧を常時掛けるようにな
っている。そして、第１の帯状部材１６０の他端の孔１
６２には固定用ネジ１６４が挿入され、第１の帯状部材
１６０の他端が引張手段１４４ａの板バネ１４４ｂの他
端にネジ止め固定されている。

【００２９】第２の帯状部材１８０の他端の孔１８３、
１８４には固定用ネジ１８７、１８８が挿入され、第２
の帯状部材１８０の他端が直動部１４０のバンドホルダ
１４４の他端、すなわち第１の帯状部材１８０の一端側
の端部にネジ止め固定されている。

【００３０】このような構成において、回転部１２０の
リングホルダ１２２が図６に示す位置から左右回転する
場合について説明する。図６の状態では、第１の帯状部
材１６０は直動部１４０のバンドホルダ１４４の一端に
取り付けられている引張手段１４４ａにより図示矢印ａ
方向に引っ張られているので、第２の帯状部材１８０は
バンドホルダ１４４の他端により図示矢印ｂ方向に引っ
張られることになる。このため、リングホルダ１２２及
びその上面に取り付けられた矩形板状のテーブル１２３
は静止状態を保って位置決めされることになる。

【００３１】この状態から、サーボモータ１４１が回転
すると、このサーボモータ１４１の回転軸に連結された
ボールネジ１４２も回転するので、ボールナット１４４
はサーボモータ１４１の回転数とリニアリティーを持っ
て移動する。そして、図７に示すように、このボールナ
ット１４３に取り付けられたバンドホルダ１４４もリニ
アガイド１４６に沿って図示矢印ａ方向に移動して第２
の帯状部材１８０を引っ張ることになる。

【００３２】よって、リングホルダ１２２及びその上面
に取り付けられた矩形板状のテーブル１２３は図示矢印
ｂ方向に回転する。この回転時には、リングホルダ１２
２の回転角度量にかかわらず、第１の帯状部材１６０は
直動部１４０のバンドホルダ１４４の一端に取り付けら
れている引張手段１４４ａにより常時一定の与圧が掛け
られているので、第１の帯状部材１６０の弛みはなく、
バックラッシュの発生を防止することができる。

【００３３】次に、サーボモータ１４１が先程とは逆方
向に回転すると、このサーボモータ１４１の回転軸に連
結されたボールネジ１４２も先程とは逆方向に回転する
ので、ボールナット１４３はサーボモータ１４１の回転
数とリニアリティーを持って先程とは逆方向に移動す
る。そして、図８に示すように、このボールナット１４
３に取り付けられたバンドホルダ１４４もリニアガイド
１４６に沿って図示矢印ａ方向に移動して第１の帯状部
材１６０を引っ張ることになる。よって、リングホルダ
１２２及びその上面に取り付けられた矩形板状のテーブ
ル１２３は図示矢印ｂ方向に回転する。

【００３４】ここで、第１の帯状部材１６０または第２
の帯状部材１８０の直線移動量をＬ、リングホルダ１２
２の半径をｄ、リングホルダ１２２、すなわちテーブル
１２３の回転角度量をθとすると、Ｌ／２πｄ＝θ／３
６０となり、ｄは定数であるから、θ＝ｋＬ（ｋは定
数）となり、第１の帯状部材１６０または第２の帯状部
材１８０の直線移動量Ｌとテーブル１２３の回転角度量
θは比例動作する。このような回転装置１００によれ
ば、構造が簡易であるため、メンテナンスが容易とな
り、また、使用部品の寿命を大幅に伸ばすことができ、
また、低コストで作製することが可能となる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転制御が容易で、回転精度が高く、小型・簡易な装置
及び回転方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の回転装置の実施形態を示す概略斜視
図。

【図２】図１の回転装置の一部断面斜視図。

【図３】図１の回転装置の第１及び第２の帯状部材の平
面図。

【図４】図１の回転装置の直動部のバンドホルダと第１
及び第２の帯状部材の取り付け構造を直動部側から見た
部分斜視図。

【図５】図４の直動部のバンドホルダと第１及び第２の
帯状部材の取り付け構造を回転部側から見た部分斜視
図。

【図６】図１の回転装置の動作例を説明するための第１
の図。

【図７】図１の回転装置の動作例を説明するための第２
の図。

【図８】図１の回転装置の動作例を説明するための第３
の図。

【図９】従来の回転装置の第１の例を示す概略斜視図。

【図１０】従来の回転装置の第２の例を示す概略斜視
図。

【図１１】従来の回転装置の第３の例を示す概略斜視
図。

【符号の説明】

１０・・・回転装置、１１・・・テーブル、１２・・・
駆動部、１３・・・インナーリング、１３ａ・・・回転
ガイドバー、１４・・・アウターリング、１５・・・ア
クチュエータ、１５ａ・・・シンブル、１５ｂ・・・ス
ピンドル、１６・・・押圧部、１６ａ・・・シリンダ、
１６ｂ・・・ピストン、２０・・・回転装置、２１・・
・テーブル、２２・・・駆動部、２３・・・インナーリ
ング、２３ａ・・・ギア歯、２４・・・アウターリン
グ、２５・・・アクチュエータ、２６・・・案内部、２
６ａ・・・ギア歯、３０・・・回転装置、３１・・・テ
ーブル、３２・・・駆動部、３３・・・インナーリン
グ、３３ａ・・・ギア歯、３４・・・アウターリング、
３５・・・アクチュエータ、３６・・・案内部、３６ａ
・・・ギア歯、１００・・・回転装置、１１０・・・ベ
ース、１２０・・・回転部、１２１・・・クロスローラ
リング、１２１ａ・・・固定部、１２１ｂ・・・回転
部、１２２・・・リングホルダ、１２３・・・テーブ
ル、１４０・・・直動部、１４１・・・サーボモータ、
１４２・・・ボールネジ、１４３・・・ボールナット、
１４４・・・バンドホルダ、１４４ａ・・・引張手段、
１４４ｂ・・・板バネ、１４４ｃ・・・固定部、１４５
・・・ホルダ、１４６・・・リニアガイド、１６０・・
・第１の帯状部材、１６１、１６２・・・孔、１６３、
１６４・・・固定用ネジ、１８０・・・第２の帯状部
材、１８１、１８２、１８３、１８４・・・孔、１８
５、１８６、１８７、１８８・・・固定用ネジ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転動作可能な回転部と、前記回転部の周側面側に配置され、前記回転部の径方向
に往復直線動作可能な直動部と、各一端が前記回転部の周側面に周方向に所定の間隔をあ
けてそれぞれ固定され、かつ互いに交差するようにして
各他端が前記直動部の両端部にそれぞれ固定された第１
の帯状部材及び第２の帯状部材とを備え、前記直動部を往復直線動作させることにより、前記第１
の帯状部材あるいは前記第２の帯状部材により前記回転
部を引っ張って回転動作させることを特徴とする回転装
置。
【請求項２】少なくとも前記第１の帯状部材あるいは
前記第２の帯状部材の一端部を常時引っ張る引張手段を
備えた請求項１に記載の回転装置。
【請求項３】前記直動部が、ボールネジ及びボールナ
ットを備えている請求項１に記載の回転装置。
【請求項４】前記各帯状部材が、金属で成る請求項１
に記載の回転装置。
【請求項５】第１の帯状部材及び第２の帯状部材の各
一端を回転部の周側面に周方向に所定の間隔をあけてそ
れぞれ固定すると共に、互いに交差するようにして各他
端を直動部の両端部にそれぞれ固定し、前記直動部を往復直線動作させることにより、前記第１
の帯状部材あるいは前記第２の帯状部材により前記回転
部を引っ張って回転動作させることを特徴とする回転方
法。