JP2005059113A - Ｘｙテーブル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】デッドスペースの発生を抑制して、スペース効率のよい、したがって小型化の可能なＸＹテーブル装置を提供する。
【解決手段】カム部材１２の回転は、第１変換機構１３，第２変換機構１４により、それぞれ左右方向（第１軸方向），前後方向（第２軸方向）の直線運動に変換され、合成機構１５により合成されて平面運動（円運動）が生成される。第１変換機構１３，第２変換機構１４，合成機構１５，テーブル部材１６が、カム部材１２の周縁部を囲繞するように配置されているので、全体としてコンパクトに構成することができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に直交する第１軸方向と第２軸方向の、それぞれの直線運動を合成して平面運動を生成するＸＹテーブル装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、平面内で相互に直交する２方向のそれぞれの直線運動を合成して、二次元的な平面運動を生成する装置として、ＸＹプロッタ（例えば特許文献１）や工作機械のテーブルが知られている。
【０００３】
このＸＹプロッタは、左右方向に長いアームを上下方向に移動させるとともに、アームに沿って印字部を左右方向に移動させる。つまり、アームの上下方向の運動と、アームに沿っての印字部の左右方向の運動とを合成して、印字部を二次元的に運動させるのである。駆動手段としては、アームはモータ及びボールねじを使用し、また印字部はモータ，駆動・従動プーリ，タイミングベルト等を使用している。
【０００４】
一方、工作機械のテーブルは、上面にワーク（被工作物）がセットされた状態で、左右方向（Ｘ軸方向）及び前後方向（Ｙ軸方向）に移動される。その駆動手段としては、一般にＸ軸・Ｙ軸方向とも、モータとボールねじの組み合わせが使用される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−３４２６０１号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のＸＹプロッタ、工作機械のテーブルは、それぞれ印字部、ワークの高い位置決め精度が要求されるため、駆動手段はそれ自体が高精度に構成することはもちろん、その動作もコンピュータによって高精度に制御する必要がある。
【０００７】
したがって、このような構成は、全体構成が大掛かりとなり、単純な平面運動を繰り返し行うような作業には、適していない。
【０００８】
そこで、例えば携帯電話等の小型装置の製造において、接着剤を所定経路にて無端状に塗布したり、またはペイントで所定形状に描く等の、比較的単純な経路にて繰り返される作業に適するＸＹテーブル装置の現出が望まれている。
【０００９】
本発明は、上述事情に鑑みてなされたものであり、単純な平面運動の繰り返しに好適で、しかもコンパクトに構成することのできるＸＹテーブル装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、カム軸（３８）を中心として回転するカム部材（１２）と、
前記カム部材（１２）を駆動回転する駆動手段（１１）と、
前記カム部材（１２）の回転運動を第１軸方向の直線運動に変換する第１変換機構（１３）と、
前記カム部材（１２）の回転運動を前記第１軸方向に直交する第２軸方向の直線運動に変換する第２変換機構（１４）と、
前記第１変換機構（１３）と前記第２変換機構（１４）とに係合するとともに前記第１軸方向の直線運動と前記第２軸方向の直線運動とを合成して平面運動を生成する合成機構（１５）と、
前記生成された平面運動が伝達されるテーブル部材（１６）と、を備え、
前記第１変換機構（１３）と前記第２変換機構（１４）とは、前記カム部材（１２）の周縁部近傍に共通の支点（Ｐ１）を有するとともに、前記カム部材（１２）に対し前記カム軸（３８）を基準として、前記支点（Ｐ１）と反対側に作用点（Ｐ４）を有し、
前記合成機構（１５）は、前記作用点（Ｐ１）近傍に配置されている、ことを特徴とするＸＹテーブル装置（１）である。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記第１変換機構（１３）と前記第２変換機構（１４）とは、前記カム部材（１２）に対し前記カム軸（３８）を基準として、相互に反対側に配設されている、
ことを特徴とする。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記カム部材（１２）は、前記カム軸（３８）に固定されて前記第１変換機構（１３）を駆動する板状の第１カム（４４）と、前記第１カム（４４）に重なるように前記カム軸（３８）に固定されて前記第２変換機構（１４）を駆動する板状の第２カム（４５）とを有する、
ことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記第１変換機構（１３）は、基端側に配置された前記支点（Ｐ１）を基準として先端側が前記第１軸方向に揺動する第１アーム（５３）と、前記第１アーム（５３）の中間部に取り付けられるとともに前記第１カム（４４）に当接されて力点（Ｐ２）を構成する第１カムフォロア（５４）と、前記第１軸方向に移動可能な第１スライダ（５５）と、前記第１アーム（５３）の先端側と前記第１スライダ（５５）の基端側とを連結する第１連結部材（５６）と、前記第１アーム（５３）を付勢して前記第１カムフォロア（５４）を前記第１カム（４４）に当接させる第１付勢部材（５７）とを有し、
前記第２変換機構（１４）は、基端側に配置された前記支点（Ｐ１）を基準として先端側が前記第２軸方向に揺動する第２アーム（７０）と、前記第２アーム（７０）の中間部に取り付けられるとともに前記第２カム（４５）に当接されて力点（Ｐ３）を構成する第２カムフォロア（７１）と、前記第２軸方向に移動可能な第２スライダ（７２）と、前記第２アーム（７０）の先端側と前記第２スライダ（７２）の基端側とを連結する第２連結部材（７３）と、前記第２アーム（７０）を付勢して前記第２カムフォロア（７１）を前記第２カム（４５）に当接させる第２付勢部材（７４）とを有する、ことを特徴とする。
【００１４】
請求項５に係る発明は、請求項４に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記第１連結部材（５６）は、前記第１アーム（５３）及び前記第１スライダ（５５）に対して、それぞれ相対回転自在に連結されたリンク（５６）である、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項５に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記第１連結部材（５６）は、前記第１アーム（５３）と前記第１スライダ（５５）とのうちの一方に連結されためねじ部材（６５）と他方に連結されるとともに前記めねじ部材（６５）に螺合されたおねじ部材（６６）とを有する、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に係る発明は、請求項６に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記第２連結部材（７３）は、前記第２アーム（７０）に対して前記第２スライダ（７２）を、前記第１軸方向移動可能でかつ相対回転可能に連結する第３スライダ（７３）であり、
前記第３スライダ（７３）は、前記第２アーム（７０）と前記第２スライダ（７２）とのうちの一方に固定されるとともに前記第１軸方向に向けたガイド溝（８２）を有するホルダ（８０）と、他方に取り付けられるとともに前記ガイド溝（８２）に案内される回転自在なローラ（８１）とを有する、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項８に係る発明は、請求項４ないし７のいずれか１項に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記合成機構（１５）は、装置本体（１０）に固定されるとともに前記第１スライダ（５５）の前記第１軸方向の直線運動をガイドする第１ガイド（８５）と、前記第１スライダ（５５）に固定されるとともに前記第２スライダ（７２）の前記第２軸方向の直線運動をガイドする第２ガイド（８６）とを有し、
前記テーブル部材（１６）は、前記第２スライダ（７２）によって保持された状態で前記平面運動が伝達される、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項９に係る発明は、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＸＹテーブル装置（１）において、前記第１軸方向と前記第２軸方向との双方に直交する方向を第３軸方向としたときに、前記テーブル部材（１６）の前記第３軸方向の移動を規制するとともに前記平面運動をガイドするテーブルガイド（１００）と、前記テーブルガイド（１００）を前記第３軸方向に移動させる移動機構（１７）と、を備える、ことを特徴とする。
【００１９】
なお、上述のカッコ内の符合は、図面と対照するためのものであり、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであって、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【００２０】
【発明の効果】
請求項１の発明によると、駆動手段によってカム部材を回転させると、この回転は、第１変換機構，第２変換機構により、それぞれ第１軸方向，第２軸方向の直線運動に変換される。そしてこれら直線運動は、合成機構により合成されて平面運動が生成される。この平面運動がテーブル部材に伝達される。このテーブル部材に伝達される平面運動は、カム部材の１回転に対応して１つの閉ループを形成するものである。すなわち、カム部材の１回転に対応して、テーブル部材上の任意の点が同形の閉ループ状の軌跡を描くことになる。なお、この閉ループは、カム部材の形状を適宜に形成することにより、円形、楕円形、直線（楕円の短径が０となったもの）、多角形（三角形，四角形……）等のほぼ任意の形状の閉ループとすることができる。このように請求項１の発明は、単純な機械的な構成（例えば、コンピュータ等が不要な構成）でありながら、上述のように多様な平面運動（閉ループ）を繰り返し、しかも精度よく生成することができる。
【００２１】
さらに、請求項１の発明によると、小型化が可能である。すなわち、第１変換機構と第２変換機構とは、カム部材の周縁部近傍に共通の支点を有し、またカム部材に対しカム軸を基準としてこの支点と反対側に作用点を有しており、さらこの作用点近傍に合成機構が配置されているので、全体をカム部材の周縁部にまとめたコンパクトな構成とすることができる。すなわち、第１変換機構、第２変換機構、これらの支点及び作用点、そして合成機構が、カム部材の周縁部に配置されているので、デッドスペースの発生を抑制して、スペース効率のよい構成を構築することができる。
【００２２】
請求項２の発明によると、第１変換機構と第２変換機構とが、カム部材に対して反対側に、つまり両者によってカム部材の周縁部を取り囲むように構成されているので、カム部材を中心として、バランスのよい構成とすることができる。
【００２３】
請求項３の発明によると、それぞれ板状の第１カム，第２カムが共通のカム軸に対して重なるように取り付けられているので、スペース的に無駄がない。また、２個のカムが一体の場合に比して、それぞれを個別に交換することができるので、テーブル部材に所望の平面運動を行わせる際に、第１軸方向の直線運動と第２軸方向の直線運動とをそれぞれ個別に設計してこれらを合成すればよいので、カムの設計が容易である。
【００２４】
請求項４の発明は、第１変換機構及び第２変換機構の構成を具体的に示したものである。第１カムの回転は、第１付勢部材に付勢された第１カムフォロア、第１アーム、第１連結部材を介して最終的に第１スライダの第１軸方向の直線運動に変換される。同様に、第２カムの回転は、第２付勢部材に付勢された第２カムフォロア、第２アーム、第２連結部材を介して最終的に第２スライダの第２軸方向の直線運動に変換される。そして、第１スライダ，第２スライダの直線運動に基づいて、合成機構により、平面運動が生成される。本発明の構成によると、後に実施の形態で詳述するように、第１変換機構及び第２変換機構をカム部材を囲繞するように、スペース効率よく配置することが可能となる。
【００２５】
請求項５の発明によると、第１アームと第１スライダとは、それぞれに対して相対回転可能なリンク（第１連結部材）によって連結されているので、例えば、第１スライダが第２軸方向及び第３軸方向の移動が規制されて第１軸方向にのみ移動可能に配設されている場合であっても、第１アームの第１軸方向の揺動動作は、リンクを介して支障なく第１スライダの直線運動に変換されることになる。
【００２６】
請求項６の発明によると、第１連結部材が、めねじ部材におねじ部材を螺合することで構成されているので、その螺合長さ（ねじ込み量）を調整することにより、第１アームに対する第１スライダの位置を微調整することが容易となる。
【００２７】
請求項７の発明によると、第３スライダ（第２連結部材）は、第２アームに対して第２スライダが前記第１軸方向移動可能でかつ相対回転可能に連結されているので、例えば後述のように、第２スライダが第２軸方向にのみ直線運動をするように規制された場合であっても、第２アームの揺動動作が、支障なく第２スライダの第２軸方向の直線運動に変換される。さらに具体的には、第３スライダは、第１軸方向に向けたガイド溝を有するホルダとこのガイド溝にガイドされるローラとによって構成されている。したがって、第１スライダは、第１アームに対してローラを中心に揺動することが可能であり、またローラが第１軸方向のガイド溝に沿って移動可能であることに起因して、第１スライダは第１アームに対して平行移動可能となる。つまり、このようなホルダとローラとによって、第１アームに対して第１スライダが第１軸方向移動可能でかつ相対回転可能な具体的な構成とすることができる。
【００２８】
請求項８の発明によると、第１スライダは、装置本体に固定された第１ガイドにガイドされることで、第１軸方向に直線運動することが可能となる。一方、第２スライダは、上述の第１軸方向に直線運動可能な第１スライダに固定された第２ガイドにガイドされて第２軸方向の直線運動が可能となる。したがって第２スライダは、第１スライダと一体の第２ガイドの第１軸方向の直線運動と、自身の第２軸方向の直線運動とが合成されて平面運動を行うことになる。そしてこの第２スライダに保持されたテーブル部材は、第２スライダの平面運動がそのまま伝達されることになる。このように、テーブル部材の平面運動は、第１カムの回転に基づく第１スライダの第１軸方向の直線運動と、第２カムの回転に基づく第２スライダの第２軸方向の直線運動との合成によって生成される。したがって、第１カム，第２カムの形状を適宜に設定することで、テーブル部材の、例えば、円運動、楕円運動（長軸の向きが第１軸方向、第２軸方向、あるいは任意の方向を向いた楕円運動）、楕円運動の短軸を０とした平面運動としての直線運動を可能とする。
【００２９】
請求項９の発明によると、テーブル部材は、その平面運動がテーブルガイドによってガイドされるので、精度の高い平面運動を実現することができる。また、移動機構によってテーブルガイドを、第３軸方向に移動されることにより、テーブル部材を第３軸方向に移動させることができる。これにより、例えば、テーブル部材に載置された被加工物を第３軸方向（例えば上下方向に移動させることが可能となる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、複数の図面に同一の部材等が図示されている場合であっても、符合は適宜省略してある。
【００３１】
＜実施の形態１＞
図１〜図６に、本発明に係るＸＹテーブル装置の一例として、実施の形態１に係るＸＹテーブル装置１を示す。これらの図のうち、図１はＸＹテーブル装置１の上面図である。ただし、カバー部材２６は取り外してある。また、図２，図３，図４，図５は、この順に、カバー部材２６を取り付けた状態における図１のＡ−Ａ線矢視図，Ｂ−Ｂ線矢視図，Ｃ−Ｃ線矢視図，Ｄ−Ｄ線矢視図である。ただし、図５は、カバー部材２６の内側のみを図示している。図６は、図１中の第１アーム５３を同図中の右方から見た図である。なお、これらの図では、運動を伴う可動部材（具体的には後述）は、いずれもホームポジションに配置されているものとする。
【００３２】
ここで、以下の説明では、図１中における「下」，「上」，「左」，「右」を、この順にＸＹテーブル装置１の「前」，「後」，「左」，「右」とし、また図４中における「上」，「下」を、ＸＹテーブル装置１における「上」，「下」として説明する。また、ＸＹテーブル装置１の左右方向（Ｘ軸方向）が第１軸方向に、また前後方向（Ｙ軸方向）が第２軸方向に、そして上下方向（Ｚ軸方向）が第３軸方向に一致する場合を例に説明する。これに基づき、第１軸方向，第２軸方向，第３軸方向という代わりに、左右方向，前後方向，上下方向というものとする。なお、本発明は、これら第１軸方向，第２軸方向，第３軸方向が、左右方向，前後方向，上下方向に一致する場合に限定されるものではない。
【００３３】
ＸＹテーブル装置１は、これらの図に示すように、箱状のフレーム１０と、フレーム１０内に配設された駆動手段１１と、この駆動手段１１によって駆動回転されるカム部材１２と、このカム部材１２の回転運動を左右方向の運動に変換する第１変換機構１３と、カム部材１２の回転運動を前後方向の運動に変換する第２変換機構１４と、これら左右方向の運動と前後方向の運動とを合成する合成機構１５と、この合成機構１５によって合成された運動が伝達されるテーブル部材１６と、を備えている。なお、本実施の形態においては、さらにテーブル部材１６を上下方向に移動させる昇降機構（移動機構）１７を備えている。以下、フレーム１０〜昇降機構１７の順に説明する。
【００３４】
フレーム１０は、前後上下左右の計６枚のプレートによって箱状の装置本体を構成している。すなわち、前プレート２０，後プレート２１，上プレート２２，下プレート２３，左プレート２４，右プレート２５によってほぼ直方体状の装置本体を構成している。これら６枚のプレートのうち、前プレート２０と後プレート２１とは特に肉厚に構成され、またこれら前プレート２０の上端と後プレート２１の上端とを連結する上プレート２２もやや肉厚に形成されている。これら３枚のプレート２０，２１，２２はカバーとして作用する以外に、強度部材としても作用する。後述のモータ３０、減速機３１、ソレノイド１０３は、いずれもこれら強度部材となるプレート２０〜２２のいずれかに取り付けられる。これに対して残りの３枚のプレート、すなわち下プレート２３，左プレート２４，右プレート２５は、肉薄に形成されていて、主にカバーとして作用する。このように、フレーム１０は、ＸＹテーブル装置１全体の強度部材として作用し、また次に説明する駆動手段１１のカバーとしても作用するように構成されている。
【００３５】
フレーム１０の上プレート２２の上方の空間は、開閉自在なカバー部材２６によって覆われている。カバー部材２６は、図５に示すように、上プレート２２の右端に固定されたヒンジ２７によって開閉自在に支持されており、また、図２に示すように、上面の後端側でかつ例えば左端側には、開閉用の把手２８が取り付けられている。閉鎖時のカバー部材２６は、上プレート２２の上方の空間に配置されているカム部材１２，第１変換機構１３，第２変換機構１４，合成機構１５等の可動部材を上方及び前後左右から覆うとともに、磁石（不図示）によって閉鎖状態を維持するように構成されている。一方、把手２８を握って開放された後のカバー部材２６は、上述の可動部材を露出させて、その交換や調整やメンテナンスを容易にしている。なお、このカバー部材２６には、テーブル部材１６に対応する位置に透孔が形成されていて、閉鎖状態にあっては、テーブル部材１６が上方に突出することを可能とする一方、開放時には、その開閉動作がテーブル部材１６によって妨げられることを防止している。
【００３６】
駆動手段１１は、駆動原となるモータ３０と、このモータ３０の回転を減速する減速機３１と、モータ３０の動力を減速機３１に伝達するタイミングベルト３２とを有している。このうち、モータ３０は、図２に示すように、上述のフレーム１０の上プレート２２の裏面（下面）に固定されたステー３３に取り付けられている。モータ３０は、その出力軸３４を後方に向けた姿勢で取り付けられており、出力軸３４には駆動プーリ３５が固定されている。また、減速機３１は、図３に示すように、フレーム１０の上プレート２２の裏面（下面）に直接固定されている。減速機３１は、その入力軸３６を後方に向けた姿勢で取り付けられており、入力軸３６には従動プーリ３７が固定されている。そして、モータ３０側の駆動プーリ３５と減速機３１側の従動プーリ３７との間には、タイミングベルト３２が適宜な張力を持って掛け渡されている。減速機３１としては、例えば入力軸３６と一体のウォーム（不図示）とこれに噛合するウォームホイール（不図示）との組み合わせによって構成することができる。減速機３１は、図３に示すように、ウォームホイールと一体の出力軸３８が上下方向を向けて配置され、さらにこの出力軸３８の上端部４０は、フレーム１０の上プレート２２から上方に突出されている。この上端部４０は、フランジ状のホルダ４１に固定されたベアリング４２によって回転自在に支持されている。この出力軸３８の上端部４０には、後述のカム部材１２が固定される。つまり、出力軸３８は、カム部材１２の回転中心となる。そこで、以下では出力軸３８という代わりにカム軸３８というものとする。なお、減速機３１全体は、このホルダ４１を上プレート２２の上面に固定するボルト４３によって、前述のように上プレート２２の裏面に固定されている。ここで、駆動手段１１の配設位置についてみると、全体は前述のフレーム１０内に収納されている。また、駆動手段１１のモータ３０及び減速機３１は、図１における破線、また図４における二点鎖線で示すように、モータ３０が左側に、また減速機３１が右側に配置されている。以上のような構成の駆動手段１１は、モータ３０の回転が出力軸３４、駆動プーリ３５、タイミングベルト３２、従動プーリ３７、入力軸３６を介して減速機３１に入力され、入力された回転がウォーム及びウォームホイールによって減速されてカム軸３８から出力されるようになっている。
【００３７】
カム部材１２は、上下方向に向けた回転中心を有するカム軸３８と、このカム軸３８に固定された板状の２枚のカム、すなわち第１カム４４と第２カム４５とを有している。カム軸３８の上端部には、カラー４６が嵌合されており、さらにこのカラー４６には、キー４７を介してカム保持部材４８が嵌合されている。カム保持部材４８は、上側と下側とが小径に形成され、中間部が大径に形成されている。この上側の小径部分に第１カム４４が、また下側の小径部分に第２カム４５が共通の複数のボルト５０によって固定されている。第１カム４４，第２カム４５は、いずれもほぼ円形の板カムであり、それぞれ周縁部にはカム面５１，５２が形成されている。第１カム４４は、後述の第１変換機構１３を駆動するためのカムであり、そのカム面５１の輪郭曲線は、従動節となる後述の第１アーム５３に所望の揺動運動を付与することができるような形状に形成されている。これに対し、第２カム４５は、後述の第２変換機構１４を駆動するためのカムであり、そのカム面５２の輪郭曲線は、従動節となる後述の第２アーム７０に所望の揺動運動を付与することができるような形状に形成されている。このように本実施の形態では、第１変換機構１３を駆動する第１カム４４と、第２変換機構１４を駆動する第２カム４５とがそれぞれ個別に形成されているので、輪郭曲線の異なる他のカムに、それぞれを単独で、または双方同時に簡単に交換することによって、後述のテーブル部材１６が描く軌跡の形状を容易に変更することができる。さらに、第１カム４４と第２カム４５は、共通のカム軸３８に固定されているので、それぞれ個別のカム軸を有する場合に比して構成を簡略化することができ、また２枚が重なるように、つまりほぼ全体がオーバラップするように固定されているので、省スペース化に寄与することができる。
【００３８】
つづいて第１変換機構１３，第２変換機構１４について説明する。
【００３９】
第１変換機構１３全体と第２変換機構１４全体とは、図１に示すように、上面視においてそれぞれＬ字型に構成されており、双方があいまって、上述のカム部材１２をほぼ正方形状に囲繞するように配置されている。
【００４０】
第１変換機構１３は、図１に示すように、カム部材１２の右側において前後方向に向けて配設された第１アーム５３と、この第１アーム５３の中間部に取り付けられた第１カムフォロア５４と、カム部材１２の前側において左右方向に向けて配設された第１スライダ５５と、この第１スライダ５５と上述の第１アーム５３とを連結するリンク（第１連結部材）５６と、上述の第１カムフォロア５４を前述の第１カム４４に当接させる第１引っ張りばね（第１付勢部材）５７とを備えている。このうち第１アーム５３は、図１，図６に示すように、後側となる基端部に配置されたボス部５８と、このボス部５８から前方に向かって延びる板状のアーム部６０とを有している。ボス部５８は、上プレート２２の上面に突設されたピン６１の上側に、ベアリング６２，６３を介して回動自在に支持されている。このピン６１は、その中心が支点（第１アーム５３の揺動中心）Ｐ１となるものであり、裏面側からナット６４によって固定されている。このように、第１アーム５３は、ボス部５８が回動自在に支持されていることに基づき、アーム部６０の先端（前端）側が左右方向に揺動可能である。第１カムフォロア５４は、図１，図６に示すように、第１アーム５３のアーム部６０の中間部に下方を向けて回転自在に取り付けられている。この第１カムフォロア５４の前後方向の配設位置は、前述のカム軸３８の中心と同じ位置となっている。第１カムフォロア５４は、その外周面を第１カム４４のカム面５１に当接させている。この当接部が力点Ｐ２となる。第１スライダ５５は、カム部材１２の前側において左右方向に向けて配置された板状の部材によって構成されている。第１スライダ５５は、長手方向に直交する方向の縦断面が図２に示すように、上側が幅狭の台形に形成されている。第１スライダ５５は、上プレート２２に固定された後述の第１ガイド８５によって前後方向及び上下方向の移動が規制され、左右方向にのみ移動可能にガイドされている。リンク５６は、基端側に配置されためねじ部材６５の先端側におねじ部材６６を螺合させて構成されており、全体としてはほぼ左右方向に長く構成されている。めねじ部材６６の基端部は、上述の第１アーム５３のアーム部６０の先端側に相対回転自在に連結されている。一方、おねじ部材６５の先端部は、上述の第１スライダ５５の基端側に相対回転自在に連結されている。このように、リンク５６全体としては、その基端側が第１アーム５３に対し、またその基端側が第１スライダ５５に対して相対回転自在に連結されているので、第１アーム５３先端側の左右方向の揺動動作が、第１ガイド８５にガイドされた第１スライダ５５の左右方向の運動が支障なく円滑に行われるようになっている。またリンク５６は、上述のようにめねじ部材６５に対しておねじ部材６６を螺合しているので、その螺合長さを調整することにより、上述の第１スライド５５の左右方向の位置、ひいてはこの第１スライド５５に固定された後述の第２ガイド８６の位置を微調整することができるようになっている。第１引っ張りばね５７は、図１，図６に示すように、第１アーム５３のアーム部６０の先端に下方を向けて螺合されたねじ６７と、上プレート２２に上方を向けて螺合されたねじ６８との間に介装されている。第１引っ張りばね５７は、左右方向に向けて配置されていて、アーム部６０の先端側を左方に付勢し、これにより、アーム部材６０の中間部の第１カムフォロア５４を第１カム４４のカム面５１に当接させている。
このように構成された第１変換機構１３は、第１カム４４の回転運動を、第１カムフォロア５４、第１アーム５３，リンク５６を介して、第１スライダ５５の左右方向の運動に変換するものである。
【００４１】
第２変換機構１４は、図１に示すように、カム部材１２の後側において左右方向に向けて配設された第２アーム７０と、この第１アーム７０の中間部に取り付けられた第２カムフォロア７１と、カム部材１２の左側において前後方向に向けて配設された第２スライダ７２と、この第２スライダ７２と上述の第２アーム７０とを連結する第３スライダ（第２連結部材）７３と、上述の第２カムフォロア７１を前述の第２カム４５に当接させる第２引っ張りばね（第２付勢部材）７４とを備えている。
【００４２】
このうち第２アーム７０は、図１，図６に示すように、右側となる基端部に配置されたボス部７５と、このボス部７５から左方に向かって延びる板状のアーム部７６とを有している。ボス部７５は、上述の支点となるピン６１の下側に、ベアリング７７，７８を介して回動自在に支持されている。これにより、第２アーム７０は、アーム部７６の先端（左端）側が前後方向に揺動可能である。第２カムフォロア７１は、図１，図３に示すように、第２アーム７０のアーム部７６の中間部に上方を向けて回転自在に取り付けられている。この第２カムフォロア７１の左右方向の配設位置は、前述のカム軸３８の中心と同じ位置となっている。
第２カムフォロア７１は、その外周面を第２カム４５のカム面５２に当接させている。この当接部が力点Ｐ３となる。第２スライダ７２は、カム部材１２の左側において前後方向に向けて配置された板状の部材によって構成されている。第２スライダ７２は、長手方向に直交する方向の縦断面が図５に示すように、上側が幅狭の台形に形成されている。第２スライダ７２は、上述の第１スライダ５５に固定された後述の第２ガイド８６によって前後方向にのみ移動可能にガイドされている。ただし、後述のように、この第２ガイド８６自体が左右方向に移動するのに伴い、結果として、第２スライダ７２は、前後方向及び左右方向に移動可能となっている。第３スライダ７３は、図１，図２に示すように、ホルダ８０と、ローラ８１とを有している。ホルダ８０は、図１の上面視において、フック形に形成されていて、その前端側が、上述の第２スライダ７２の後端側（基端側）にボルト締めされるとともに、後端側の下面（裏面）には、左右方向のガイド溝８２が形成されている。そして、このガイド溝８２には、上述の第２アーム７０のアーム部７６の左端側に、上方を向けて回転自在に取り付けられたローラ８１が係合されている。第３スライダ７３がこのように構成されているので、第２スライダ７２は、第２アーム７０に対しては、左右方向及び回転方向に移動可能となっている。第２引っ張りばね７４は、図１に示すように、第２アーム７０のアーム部７６の先端（左端）に穿設された透孔８３と、上プレート２２に上方を向けて螺合されたねじ８４との間に介装されている。第２引っ張りばね７４は、前後方向に向けて配置されていて、アーム部７６の先端（左端）側を前方に付勢し、これにより、アーム部材７６の中間部の第２カムフォロア７１を第２カム４５のカム面５２に当接させている。このように構成された第２変換機構１４は、第１カム４５の回転運動を、第２カムフォロア７１、第２アーム７０，第３スライダ７３を介して、第２スライダ７２の前後方向の運動に変換するものである。
【００４３】
図１における、第１変換機構１３の第１スライダ５５の幅方向の中心と、第２変換機構１４の第２スライダ７２の幅方向の中心とが交差する点が、作用点Ｐ４となる。作用点は、カム部材１２に対し、カム軸３８を基準として支点Ｐ１の反対側に設定されており、次に説明する合成機構１５は、この作用点Ｐ４の近傍に配置されている。作用点Ｐ４については、前後方向に沿っての支点Ｐ１から作用点Ｐ４までの距離は、同じく支点Ｐ１から力点Ｐ２までの距離の２倍に設定されている。さらに、左右方向に沿っての支点Ｐ１から作用点Ｐ４までの距離は、同じく支点Ｐ１から力点Ｐ３までの距離の２倍に設定されている。したがって、第１カム４４の回転に起因する力点Ｐ２の左右方向の移動が、作用点Ｐ４においては左右方向に２倍に増幅されて出力される。同様に、第１カム４５の回転に起因する力点Ｐ３の前後方向の移動が、作用点Ｐ４においては前後方向に２倍に増幅されて出力される。これらの関係に基づいて、作用点Ｐ４の所望の平面運動（これはテーブル部材１６の所望の平面運動とほぼ同じ）を実現するための、第１カム４４，第２カム４５の設計が容易になる。
【００４４】
合成機構１５は、上述の第１スライダ５５の左右方向に運動をガイドする第１ガイド８５と、第２スライダ７２の前後方向の運動をガイドする第２ガイド８６とを有している。このうち第１ガイド８５は、図２に示すように、上部に第１スライダ５５の断面形状とほぼ同形の、すなわち上側が幅狭の台形となる台形溝８７を有している。この台形溝８７は、左右方向に向けて形成されていて、第１スライダ５５との隙間は、適宜な厚さのシム８８を挟み込むことで調整するようにしている。この第１ガイド８５は、フレーム１０の一部を構成している上プレート２２の上面に固定されている。このような第１ガイド８５に対して第２ガイド８６は、図５に示すように、上部に第２スライダ７２の断面形状とほぼ同形の、すなわち上側が幅狭の台形となる台形溝９０を有している。この台形溝９０は、前後方向に向けて形成されていて、第２スライダ７２との隙間は、適宜な厚さのシム９１を挟み込むことで調整するようにしている。この第２ガイド８６は、図５に示すように、上述の第１スライダ５５の先端側にねじ止めされている。このように、合成機構１５は、フレーム（装置本体）１０の上プレート２２に固定された第１ガイド８５が、第１スライダ５５の左右方向の直線運動のみを許容し、この第１スライダ５５に固定された第２ガイド８６が、第２スライダ７２の前後方向の直線運動のみを許容する。つまり、第２スライダ７２は、左右方向に直線運動可能な第２ガイド８６によって前後方向の直線運動がガイドされるので、結果として、左右方向の直線運動と前後方向の直線運動とが合成された平面運動を生成することができる。この第２スライダ７２の平面運動としては、前述の第１カム４４，第２カム４５の形状、すなわち原理的には、これらのカム面を適宜に選択することにより、円運動，楕円運動，直線運動等の任意の閉ループからなる平面運動を生成することが可能である。
【００４５】
ここで、以上説明した、カム部材１２、第１変換機構１３、第２変換機構１４、合成機構１５等の可動部材は、フレーム１０の上プレート２２の上方に配設されており、いずれも、閉鎖状態のカバー部材２６によって覆われるようになっている。
【００４６】
テーブル部材１６は、図１，図２，図４に示すように、ほぼ方形の板状の載置台９２とその裏面の中央に下方に向けて取り付けられた棒状の支持部９３とを有している。このうち載置台９２は、その上面に、被加工物がセットされる載置面９４を有している。載置台９２は、前述のカム部材１２、第１変換機構１３、第２変換機構１４、合成機構１５等の駆動部材が、安全上、閉鎖状態のカバー部材２６に覆われるのに対して、カバー部材２６から上方に突出されて、作業性の向上が図られている。支持部９３は、閉鎖状態のカバー部材２６の内部を上下方向に貫通するように配置されていて、その先端部（上端部）には、上述の載置台９２がねじ止めされている。また支持部９３の中間部は、前述の第２スライダ７２の先端（前端）にボルト締めされた保持部材９４によって支持されている。保持部材９４には、軸心を上下方向に向けた円筒部９５が設けてあり、支持部９３は、この円筒部９５に遊嵌されている。つまり、テーブル部材１６全体は、この円筒部９５によって上下動可能に保持されている。テーブル部材１６の支持部９４の下端部は、フレーム１０内（上プレート２２の下方）にまで延長されていて、下端には球状の摺動部材９６が固定されている。支持部９３は、この摺動部材９６の近傍に突出部９７を有していて、この突出部９７と上述の円筒部９５の下端との間には、圧縮ばね９８が介装されている。テーブル部材１６全体は、この圧縮ばね９８によって下方に付勢されており、上述の摺動部材９６が、テーブルガイド１００に軽く当接されている。テーブルガイド１００は、図４に示すように、正面視が三角形状に形成されたガイドブロック１０１の上面に形成されている。テーブルガイド１００は、平面状（水平面）に形成されている。上述のテーブル部材１６は、圧縮ばね９８によって摺動部材９６をこのテーブルガイド１００に軽く当接させた状態で、平面運動を行うので、精度の高い平面運動を行うことができる。ガイドブロック１０１の下面には、右上がりの傾斜面１０２が形成されている。この傾斜面１０２における前端部及び後端部には、それぞれ傾斜面に沿ってガイド凸条９９が形成されている。後述の昇降ブロック１０４は、傾斜面１０７がこれらガイド凸条９９の間にちょうど嵌まるようになっている。これによりガイドブロック１０１の前後方向の不要な移動が規制される。また、ガイドブロック１０１は、規制部材（不図示）によって左右方向の不要な移動が規制されており、上下方向にのみ移動可能となっている。
【００４７】
昇降機構１７は、図２，図３，図４に示すように、前述の駆動手段１１と同様、フレーム１０内に配設されていて、ソレノイド１０３と、昇降ブロック１０４とを有している。このうちソレノイド１０３は、前述のフレーム１０の前プレート２０に固定されたステー１０５上に固定されている。ソレノイド１０３は、そのプランジャ１０６が左右方向に伸縮（出入り）する向きに固定されている。プランジャ１０６は、通電（ＯＮ）により短縮され、またＯＦＦにより図４に示すホームポジションに復帰するようになっている。昇降ブロック１０４は、下面が平面状に形成されるとともに、上面には上述のガイドブロック１０１の傾斜面１０２に対応した右上がりの傾斜面１０７が形成されている。この昇降ブロック１０４は、ソレノイド１０３のＯＮによるプランジャ１０６の短縮に伴って、ステー１０５上を右方に移動し、これにより、ガイドブロック１０１が下降し、さらにテーブル部材１６が加工する。一方、昇降ブロック１０４は、ソレノイド１０３のＯＦＦによるプランジャ１０６の伸長に伴って、ステー１０５上を左方に移動し、これにより、ガイドブロック１０１及びテーブル部材１６が上昇して、図４に示すホームポジションに復帰するようになっている。この昇降機構１７によるテーブル部材１６の昇降動作は、制御手段（不図示）によって自動的に行われる。例えば、テーブル部材１６の１回の運動が終了したことを検知するセンサ（不図示）を配設しておく。制御手段は、センサからの検知信号が入力されると、ソレノイド１０３をＯＮする。これにより、プランジャ１０６が短縮されて昇降ブロック１０４が右方に移動し、ガイドブロック１０１とともにテーブル部材１６が下降する。制御手段は、センサからの検知信号が入力された時点から所定時間後に、ソレノイド１０３をＯＦＦし、さらにＸＹテーブル装置１の電源をＯＦＦする。これにより、プランジャ１０５が基の位置に復帰し、テーブル部材１０６が上昇して、元のホームポジションに復帰する。以上の動作を繰り返すことで、テーブル部材１６の１回の運動、及びテーブル部材１６の昇降動作を繰り返すことができる。
【００４８】
以上説明したＸＹテーブル装置１、すなわち上述構成のフレーム１０〜昇降機構１７を備えたＸＹテーブル装置１は、以下のように作用する。
【００４９】
なお、以下の説明では、第１カム４４及び第２カム４５の回転に基づいて最終的にテーブル部材１６が円運動する場合、逆にいうと、最終的にはテーブル部材１６が円運動をするように、第１カム４４，第２カム４５のカム面５１，５２が形成されている場合を例に説明する。そして、テーブル部材１６の円運動を利用して、円板状の被加工物の周縁部から少し内側に入った部分に、全周にわたって接着剤を円状に塗布する場合を例に説明する。
【００５０】
作業者は、テーブル部材１６の載置台９２に、円板状のワークをセットし、ＸＹテーブル装置１の電源をＯＮする。これにより、駆動手段１１のモータ３０が回転する。このモータ３０の回転は、出力軸３４、駆動プーリ３５、タイミングベルト３２、従動プーリ３７を介して、減速機３１の入力軸３６に入力される。入力軸３６に入力された回転は、ここで減速されてカム軸３８の回転として出力される。このカム軸３８の回転により、第１カム４４及び第２カム４５が回転される。この第１カム４４の回転運動は、第１変換機構１３により、第１スライダ５５の左右方向に直線運動として出力される。一方、第２カム４５の回転運動は、第２変換機構１４により、第２スライダ７２の前後方向の直線運動として出力される。そして、これら第１スライダ５５の左右方向に直線運動と第２スライダ７２の前後方向の直線運動とは、合成機構１５によって合成されて、第２スライダ７２を介して、テーブル部材１６の回転運動として出力される。したがって、作業者は、円板状のワークの、周縁部よりも少し内側に入った位置に、連続して接着剤を供給しさえすれば、テーブル部材１６の円運動に基づいて、周縁部近傍の全周にわたって接着剤を塗布することができる。そして、全周にわたっての接着剤の塗布が終了すると、ソレノイド１０３が作動してテーブル部材１６が自動的に下降するので、全周にわたって塗布された接触剤がさらに塗布されるようなことはない。作業者がテーブル部材１６の載置台９２上のワークを除去すると、その後にソレノイド１０３がＯＦＦされてテーブル部材１６がホームポジションに復帰するとともに、ＸＹテーブル装置１の電源もＯＦＦされる。これにより１個のワークに対する接着剤の塗布が終了する。以下同様にして、順次、ワークの接着剤を塗布することができる。このように、本実施の形態に係るＸＹテーブル装置１は、テーブル部材１５が回転するのではなく、同じ姿勢を保った状態で円運動することになるので、載置台９２上の任意の点が同じ円運度をすることになる。したがって、作業者は、載置台９２上の載置された円板状のワークに対し、はじめに接着剤を塗布し始める位置さえ適切に設定できれば、後は、その位置を保持して接着剤を供給しつづければ、全周にわたって、良好に接着剤を塗布することができる。
【００５１】
以上説明したように、本実施の形態によると、駆動手段１１によってカム部材１２を回転させると、この回転は、第１変換機構１３，第２変換機構１４により、それぞれ左右方向（第１軸方向），前後方向（第２軸方向）の直線運動に変換される。そしてこれら直線運動は、合成機構１５により合成されて平面運動が生成される。ここで、第１変換機構１３と第２変換機構１４とは、カム部材１２の周縁部近傍に共通の支点Ｐ１を有し、またカム部材１２に対しカム軸３８を基準としてこの支点Ｐ１と反対側に作用点Ｐ４を有しており、さらこの作用点Ｐ４近傍に合成機構１５が配置されているので、全体をコンパクトに構成することができる。すなわち、第１変換機構１３、第２変換機構１４、これらの支点Ｐ１及び作用点Ｐ４、そして合成機構１５が、カム部材１２の周縁部に配置されているので、デッドスペースの発生を抑制して、スペース効率のよい構成を構築することができる。
【００５２】
図７に、テーブル部材１１０の他の例を示す。同図は、前述の図２の一部に相当する図である。テーブル部材１１０は、同図に示すように、板状の載置台１１１と、この載置台１１１に先端部（上端部）が固定された支持部１１２とを備えていて、支持部１１２の基端部（下端部）には、おねじ部１１３が設けてある。
一方、第２スライダ７２の先端部には、保持部材１１４がボルト締めされていて、この保持部材１１４には、透孔１１５が穿設されている。上述のテーブル部材１１０の支持部１１２のおねじ部１１３は、この透孔１１５に上方から貫通されて、ナット１１６によって固定されている。本例は、前述のテーブル部材１６とは異なり、テーブルガイド１００や昇降機構１７は有していないために、テーブル部材１１０をガイドしたり、昇降されたりすることはできないが、構成を簡略化することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＸＹテーブル装置の上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図４】図１のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図５】図１のＤ−Ｄ線矢視図である。
【図６】図１中の第１アームを同図中の右方から見た図である。
【図７】ＸＹテーブル装置のテーブル部材の他の例を示す、図２の一部に相当する図である。
【符号の説明】
１ ＸＹテーブル装置
１０ 装置本体（フレーム）
１１ 駆動手段
１２ カム部材
１３ 第１変換機構
１４ 第２変換機構
１５ 合成機構
１６，１１０テーブル部材
１７ 移動機構（昇降機構）
３８ カム軸（出力軸）
４４ 第１カム
４５ 第２カム
５３ 第１アーム
５４ 第１カムフォロア
５５ 第１スライダ
５６ 第１連結部材（リンク）
５７ 第１付勢部材（第１引っ張りばね）
６５ めねじ部材
６６ おねじ部材
７０ 第２アーム
７１ 第２カムフォロア
７２ 第２スライダ
７３ 第２連結部材（第３スライダ）
７４ 第２付勢部材（第２引っ張りばね）
８０ ホルダ
８１ ローラ
８２ ガイド溝
８５ 第１ガイド
８６ 第２ガイド
１００ ガイドテーブル
Ｐ１ 支点
Ｐ２，Ｐ３ 力点
Ｐ４ 作用点

Claims (9)

1. カム軸を中心として回転するカム部材と、
   前記カム部材を駆動回転する駆動手段と、
   前記カム部材の回転運動を第１軸方向の直線運動に変換する第１変換機構と、前記カム部材の回転運動を前記第１軸方向に直交する第２軸方向の直線運動に変換する第２変換機構と、
   前記第１変換機構と前記第２変換機構とに係合するとともに前記第１軸方向の直線運動と前記第２軸方向の直線運動とを合成して平面運動を生成する合成機構と、
   前記生成された平面運動が伝達されるテーブル部材と、を備え、
   前記第１変換機構と前記第２変換機構とは、前記カム部材の周縁部近傍に共通の支点を有するとともに、前記カム部材に対し前記カム軸を基準として、前記支点と反対側に作用点を有し、
   前記合成機構は、前記作用点近傍に配置されている、ことを特徴とするＸＹテーブル装置。
2. 前記第１変換機構と前記第２変換機構とは、前記カム部材に対し前記カム軸を基準として、相互に反対側に配設されている、ことを特徴とする請求項１に記載のＸＹテーブル装置。
3. 前記カム部材は、前記カム軸に固定されて前記第１変換機構を駆動する板状の第１カムと、前記第１カムに重なるように前記カム軸に固定されて前記第２変換機構を駆動する板状の第２カムとを有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のＸＹテーブル装置。
4. 前記第１変換機構は、基端側に配置された前記支点を基準として先端側が前記第１軸方向に揺動する第１アームと、前記第１アームの中間部に取り付けられるとともに前記第１カムに当接されて力点を構成する第１カムフォロアと、前記第１軸方向に移動可能な第１スライダと、前記第１アームの先端側と前記第１スライダの基端側とを連結する第１連結部材と、前記第１アームを付勢して前記第１カムフォロアを前記第１カムに当接させる第１付勢部材とを有し、
   前記第２変換機構は、基端側に配置された前記支点を基準として先端側が前記第２軸方向に揺動する第２アームと、前記第２アームの中間部に取り付けられるとともに前記第２カムに当接されて力点を構成する第２カムフォロアと、前記第２軸方向に移動可能な第２スライダと、前記第２アームの先端側と前記第２スライダの基端側とを連結する第２連結部材と、前記第２アームを付勢して前記第２カムフォロアを前記第２カムに当接させる第２付勢部材とを有する、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のＸＹテーブル装置。
5. 前記第１連結部材は、前記第１アーム及び前記第１スライダに対して、それぞれ相対回転自在に連結されているリンクである、ことを特徴とする請求項４に記載のＸＹテーブル装置。
6. 前記第１連結部材は、前記第１アームと前記第１スライダとのうちの一方に連結されためねじ部材と他方に連結されるとともに前記めねじ部材に螺合されたおねじ部材とを有する、ことを特徴とする請求項５に記載のＸＹテーブル装置。
7. 前記第２連結部材は、前記第２アームに対して前記第２スライダを、前記第１軸方向移動可能でかつ相対回転可能に連結する第３スライダであり、
   前記第３スライダは、前記第２アームと前記第２スライダとのうちの一方に固定されるとともに前記第１軸方向に向けたガイド溝を有するホルダと、他方に取り付けられるとともに前記ガイド溝に案内される回転自在なローラとを有する、ことを特徴とする請求項６に記載のＸＹテーブル装置。
8. 前記合成機構は、装置本体に固定されるとともに前記第１スライダの前記第１軸方向の直線運動をガイドする第１ガイドと、前記第１スライダに固定されるとともに前記第２スライダの前記第２軸方向の直線運動をガイドする第２ガイドとを有し、
   前記テーブル部材は、前記第２スライダによって保持された状態で前記平面運動が伝達される、ことを特徴とする請求項４ないし７のいずれか１項に記載のＸＹテーブル装置。
9. 前記第１軸方向と前記第２軸方向との双方に直交する方向を第３軸方向としたときに、前記テーブル部材の前記第３軸方向の移動を規制するとともに前記平面運動をガイドするテーブルガイドと、
   前記テーブルガイドを前記第３軸方向に移動させる移動機構と、を備える、ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のＸＹテーブル装置。

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