JP2524541B2

JP2524541B2 - ワ―ク反転用カム機構

Info

Publication number: JP2524541B2
Application number: JP21941990A
Authority: JP
Inventors: 勉中台; 勉本郷
Original assignee: Hitachi Electronics Engineering Co Ltd
Current assignee: Hitachi High Tech Corp
Priority date: 1990-08-21
Filing date: 1990-08-21
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JPH04101949A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はワークを反転するカム機構に関し、詳しく
は、ワークの両面に対する検査を行うためにワークを反
転する機構に関するものである。

［従来の技術］磁気ディスクなどの両面使用のディスクの欠陥を検査
する場合、検査装置によっては両面を同時に検査する方
法も行われているが、光学系の簡易化などのために片面
づつ交代して検査することがある。この場合には、検査
装置に装着されたディスクを反転することが必要であ
る。

第４図（ａ），（ｂ）は、例として磁気ディスク検査
装置における従来のディスク反転機構を説明するもの
で、図（ａ）の（イ）において、スピンドル１に装着さ
れた磁気ディスク（ワーク）２が回転し、図示しない光
学系により検査される。片面の検査が終了すると、チャ
ック機構３が矢印Ａの方向に上昇して停止し、（ロ）に
示すようにワークはチャックアーム3aによりチャックさ
れる。さらに、チャック機構は矢印Ｂの方向に上昇して
（ハ）の位置で停止し、矢印Ｃの方向に180°回転して
ワーク２が反転される。ついでワークは矢印Ｂ′の方向
に下降して再びスピンドルに装着されると、チャックが
解放されてチャック機構は（イ）の状態に戻って裏面の
検査がなされる。

第４図（ｂ）は、チャック機構３の上下移動と回転を
行うエア駆動機構の概念図を示す。エア駆動機構４はガ
イド板4aに沿って上下に移動する移動子4bと、移動子を
移動するエアシリンダ4cを有し、さらに、移動子4bには
エアにより回転する回転軸を有する回転シリンダ4dが取
り付けられ、その回転軸にチャック機構３が固定されて
いる。エアシリンダ4cの動作により移動子が上昇し、チ
ャック機構がワークの位置に停止してこれがチャックさ
れ、さらに上昇して回転シリンダ4dによりワークが反転
する。以下、逆順によりワークは下降してスピンドルに
再装着されるものである。

［解決しようとする課題］上記のディスク反転機構はすべてエア駆動によるた
め、上昇、下降および回転動作がかならずしも円滑でな
い。すなわち、エア制御はキメ細かく行うことが難しい
ので、上昇時にはワークがスピンドルより急激に引き上
げられ、また下降時にはスピンドルがワークに衝撃を与
え、これらが欠陥の原因となる。また回転シリンダによ
る回転動作はかならずしも正確な角度に停止できず、も
しチャック機構が傾斜していると、スピンドルに対する
ワークの離脱または装着に無理が生ずる。このような弊
害を避けるためにスローアップ、スローダウンなどの高
精度の制御を行うことは容易ではないが、敢えてこれを
行うときは所要時間が非常に長くかかり、現状では１回
の反転に10秒以上を必要としている。最近においてはデ
ィスクの生産量の増加に対応して検査時間を短縮するこ
とが要請されており、そのためには上記の弊害がなくて
反転時間を短縮することが問題である。なお、上記のエ
ア駆動機構は部品の点数が多くて高価であるわりに、動
作の信頼性がかならずしも十分でない欠点がある。

この発明は以上に鑑みてなされたもので、エア駆動に
よらず、ゼネバ歯車機構を採用した簡易な構造で、ワー
クの着脱と反転を円滑高速に行うカム機構を提供するこ
とを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］この発明はワーク反転用カム機構であって、ベース盤
にガイド板を固定し、これに沿って垂直方向に可動のス
ライド板を設ける。スライド板に対して、カム板と、カ
ム板の１回転につき間欠的に半回転するゼネバ歯車とを
それぞれ軸支する。カム板の回転中心より適当な距離の
偏心位置とベース盤とをクランクアームにより結合し、
カム板を駆動モータにより回転してスライド板を上下移
動する。また、ゼネバ歯車の回転軸に、ワークをチャッ
クして上記の間欠的な半回転によりワークを反転するチ
ャック機構を固定して構成される。

上記において、ゼネバ歯車は放射状の４個のカム溝
と、各カム溝の先端の近傍にそれぞれ係合ピンとを有
し、またカム板はゼネバ歯車の隣接する２個のカム溝に
対応する２個のカムローラー、およびゼネバ歯車の係合
ピンが摺動する円弧状の切り欠き部を有する。さらに、
カム板の回転位置を検出するセンサを設け、その検出信
号により駆動モータを制御するものである。

［作用］以上の構成によるワーク反転用カム機構においては、
駆動モータによりカム板が回転すると、クランクアーム
によりスライド板とこれに軸支されたゼネバ歯車がとも
に上下移動し、従ってゼネバ歯車の回転軸に固定された
チャック機構が上下移動する。一方、カム板の回転によ
り、カム板のカムローラーが対応するカム溝に嵌入して
ゼネバ歯車が回転する。ただし、４個のカム溝に対して
カムローラーは２個であるので、カム板の１回転につき
ゼネバ歯車は間欠的に半回転する。この間欠的な半回転
のタイミングをチャック機構の最高の上昇位置に合わせ
ることにより、最高の位置においてワークは180°反転
される。反転されたワークは、カム板の回転により下降
して最初の位置に戻り、カム板の１回転によりワークの
上昇、反転および下降が１巡する。ここでカム板の回転
位置がセンサにより検出されて駆動モータが制御され、
カム板は基準位置やワークのチャック位置などに停止さ
れる。以上のように、単純なゼネバ歯車とカム板および
クランクアームよりなる機構により複雑な制御を必要と
せず、ワークは高速で正確に反転される。

［実施例］第１図（ａ）〜（ｄ）は、この発明によるワーク反転
用カム機構の実施例の構造および動作説明図である。図
（ａ）において、ベース盤５に２個のガイド板5aを固定
し、これらの間にスライドボール5bを介して上下可動の
スライド板６を設ける。スライド板の中央よりやや上方
にゼネバ歯車７を、またその下方にカム板８をそれぞれ
回転自由に軸支する。ゼネバ歯車の回転軸7aにはワーク
に対するチャック機構３（第４図参照）を固定し、また
カム板の回転軸8aにはこれを回転する駆動モータ９を結
合する。ゼネバ歯車には回転軸7aを中心とし、互いに直
角をなす放射状の４個のカム溝7bが設けられ、各カム溝
の先端の近傍に４本の係合ピン7cが植設される。また、
カム板８には上記の係合ピンが摺動する２個の円弧状の
切り欠き部8bが設けられ、それぞれの先端に上記のカム
溝に嵌入する２個のカムローラー8cが取り付けられる。
さらに、カム板の回転軸8aより半径方向に適当な距離ｌ
で、かつ、２個のカムローラー8cから等距離の位置を一
方の支点10aとし、ベース盤５の中央点を他方の支点10b
としてこの間にクランクアーム10を設ける。各支点10a
と10bの間隔をＬとする。図（ａ）はカム板８の回転角
度が基準位置にある状態で、スライド板６が最低の位置
にある。駆動モータ９によりカム板８を右回り方向に回
転すると、カム板の支点10aが円周方向に移動し、これ
に従ってスライド板６が上昇するとともにカムローラー
8cがカム溝7bに嵌入する。図（ｂ）はカム板の回転角度
θが90°の状態でゼネバ歯車７は未だ回転しておらず、
この間の適当な時点でカム板の回転を停止し、ワーク２
をチャック機構３にチャックする。カム板がさらに回転
すると、カムローラー8cがカム溝7bを引き回すととも
に、係合ピン7cが切り欠き部8bの内周を摺動してゼネバ
歯車７は左回りに回転を始める。図（ｃ）はθ＝180°
の状態で、ゼネバ歯車７の回転角度αは90°となり、ス
ライド板６は最大の距離2lを上昇し、ワークの面は垂直
となる。この場合、ワークの半径に対して距離ｌを適切
に設定して、最大上昇距離2lにおいて反転するワークの
下端がスピンドルの頭部に接触しないようにする。図
（ｄ）θが約250°の状態で、ゼネバ歯車とともにワー
ク２が下降しているが、ワークの面は未だ水平でない。
θが270°に近くなると初めて角度αが180°となってワ
ークは水平となり、さらにカム板が回転すると図（ａ）
の状態に戻る。この場合、カム板の回転制御は、ガイド
板5aに光学式の位置センサ11aを、またカム板８の適当
な箇所にミラー11bをそれぞれ設けて回転位置を検出
し、検出信号により駆動モータ９を制御してカム板が基
準位置またはワークのチャック位置に停止される。

以上において、ゼネバ歯車７は単純で正確な回転をな
して高速で動作できるので、実例においてはスピンドル
に対する着脱を含めてワークの反転に要する時間は４秒
程度がえられており、従来の半分以下に短縮されてい
る。

第２図は第１図（ａ）〜（ｄ）における、カム板８の
回転角度θに対するゼネバ歯車７、すなわちワーク２の
上下移動距離ｚと回転角度αの変化曲線を示す。上記し
たように、θ＝０からｚは上昇し、θ＝180°で最大の2
lとなり、以後下降する。このｚ曲線はクランクアーム
の支点10aの偏心距離ｌと支点10a,10bの間の長さＬを変
数とする三角関数式で表されるもので、変化は円滑でス
ピンドルに対するワークの着脱を安全確実に行うことが
できる。また角度αはθが約110°付近まで０で、これ
以後約160°までと、約200°〜250°で間欠的に90°づ
つ回転する。角度αが一定している間に、例えばθ＝90
°または270°付近でカム板の回転を停止し、スピンド
ルに装着されているワークをチャックし、または解放す
ることができる。

第３図は、この発明によるワーク反転用カム機構の実
施例における斜視外観図で、第１図（ｃ）に相当し、ス
ピンドル１の上方においてワーク２が垂直となった状態
を示す。各部の構造と動作は前記した第１図の各図およ
び第２図と同様であるので再説明は省略する。

［発明の効果］以上の説明により明らかなように、この発明によるワ
ーク反転用カム機構においては、カム板の１回転によ
り、クランクアームによりスライド板と、これに軸支さ
れたゼネバ歯車およびチャック機構が円滑に上下移動
し、チャック機構にチャックされたワークがスピンドル
に対して安全確実に着脱され、また、ゼネバ歯車が間欠
的に半回転してワークが反転されるもので、カム板の単
なる１回転でワークの着脱と反転動作がなされるので複
雑な制御を必要とせずワークは高速に反転され、ディス
ク検査装置のスループットの短縮と信頼性の向上に寄与
するところには大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ），（ｂ），（ｃ）および（ｄ）は、この発
明によるワーク反転用カム機構の実施例における構造と
動作説明図、第２図は第１図の各図におけるカム板の回
転角度θに対するワークの上下移動距離ｚと回転角度α
の曲線図、第３図はこの発明によるワーク反転用カム機
構の実施例の斜視外観図、第４図（ａ）および（ｂ）
は、従来のディスク反転機構の説明図である。１……スピンドル、２……磁気ディスク（ワーク）、３
……チャック機構、3a……チャックアーム、４……エア
駆動機構、4a……ガイド板、4b……移動子、4c……エア
シリンダ、4d……回転シリンダ、５……ベース盤、5a…
…ガイド板、5b……スライドボール、６……スライド
板、７……ゼネバ歯車、7a……ゼネバ歯車の回転軸、7b
……カム溝、7c……係合ピン、８……カム板、8a……カ
ム板の回転軸、8b……切り欠き部、8c……カムローラ
ー、９……駆動モータ、10……クランクアーム、10a,10
b……支点。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ベース盤に固定されたガイド板に沿って垂
直方向に可動のスライド板を設け、該スライド板に対し
て、カム板と、該カム板の１回転につき間欠的に半回転
するゼネバ歯車とをそれぞれ軸支し、該カム板の回転中
心より適当な距離の偏心位置と上記ベース盤とを結合
し、駆動モータによる該カム板の回転により上記スライ
ド板を上下移動するクランクアームと、上記ゼネバ歯車
の回転軸に固定され、ワークをチャックして上記間欠的
な半回転により該ワークを反転するチャック機構とによ
り構成されたことを特徴とする、ワーク反転用カム機
構。
【請求項２】ゼネバ歯車は放射状の４個のカム溝と、該
各カム溝の先端の近傍にそれぞれ係合ピンとを有し、上
記カム板は隣接する２個の上記カム溝に対応する２個の
カムローラー、および上記係合ピンが摺動する円弧状の
切り欠き部を有し、上記カム板の回転位置を検出して上
記駆動モータの回転を制御するセンサを設けてなる、請
求項１記載のワーク反転用カム機構。