JP4250594B2 - Moving device and plane polishing machine using planetary gear mechanism - Google Patents
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Description
本発明は遊星ギヤ機構を用いた移動装置及び平面研磨機、特に四辺形軌跡の運動を生成させることのできる移動装置及びこの移動装置を備えた平面研磨機に関する。 The present invention relates to a moving device and a plane polishing machine using a planetary gear mechanism, and more particularly to a moving device capable of generating a movement of a quadrilateral locus and a plane polishing machine equipped with the moving device.
一般的に、物体を四辺形軌跡を経て移動させるには、X,Y2軸スライド機構によるか、ダブルカムによっている。しかし、前者によるときはコスト高となり、後者によるときは正確な四辺形軌跡が得難い。 Generally, in order to move an object through a quadrilateral locus, an X, Y biaxial slide mechanism or a double cam is used. However, when the former is used, the cost is high, and when the latter is used, it is difficult to obtain an accurate quadrilateral locus.
また、周面にコロ群を装着した単一のカムと、このカムがコロ群を介して内接する四角形内周面を有する従動体とを備え、カムの回転により従動体が正方形軌跡を経て移動される構成の運動機構(特許文献1)は知られている。 In addition, a single cam having a group of rollers on the peripheral surface and a driven body having a rectangular inner peripheral surface that is inscribed through the roller group, and the driven body moves through a square locus by the rotation of the cam. A motion mechanism (Patent Document 1) having a structure is known.
また、従来の平面研磨機としては、図10及び図11に示すようなホップマン方式のものが存在している。図10はその斜視図、図11はその平面図であり、これらの図に於いて、37は回転駆動軸101を中心に回転される太陽ギヤ、39は太陽ギヤ37と同心状に配置され静止状態に保持される内歯ギヤ、38は太陽ギヤ37と内歯ギヤ39に噛み合わされた4個の遊星ギヤである。各遊星ギヤ38には四角のワーク33を挿入する四角孔40が形成されている。41は前記四角孔40に挿入されたワーク33の下面を支持した状態の下で回転駆動軸102を中心に回転される下ラップ盤、42は前記四角孔40に挿入されたワーク33の上面を押圧した状態の下で回転駆動軸103を中心に回転される上ラップ盤である。この上ラップ盤42は上下移動操作可能として、遊星ギヤ38へのワーク33の供給や、遊星ギヤ38からのワーク33の取出しを可能としている。
Further, as a conventional surface polishing machine, there is a Hopmann type as shown in FIGS. FIG. 10 is a perspective view thereof, and FIG. 11 is a plan view thereof. In these drawings, 37 is a sun gear rotated around the
ワーク33を加工する際は、上ラップ盤42を上昇させて各遊星ギヤ38の四角孔40内にワーク33を供給した後、この上ラップ盤42を降下させて、各ワーク33の上面を適当圧力で押圧させる。このとき、各ワーク33は下面を下ラップ盤41で同じ大きさの押圧力で押圧された状態となる。この後、太陽ギヤ37を適当な速度で回転させる。この際、上ラップ盤42や下ラップ盤41は加工状況によって適当な向きに適当な速度で回転させる。これにより、各ワーク33は各遊星歯車38の自転変位と公転変位に伴ってこれと同体状に移動され、上下面を上下のラップ盤42,41で同時に研磨される。
When machining the
この加工機はワーク33の任意な2点の各ラップ盤41,42の中心からの距離の差違による全移動距離の違いを、自転変位と公転変位とを同時に行わせることにより逃げんとするものであって、各ワーク33に於ける全ての点の全移動距離を同一に近づけて高品質な研磨を行なうものである。
This processing machine escapes the difference of the total movement distance due to the difference in the distance from the center of each of the two
然しながら、上記従来の単一のカムを使用したものでは構造が複雑でコスト高になると共に、各コーナー点近傍において従動体が一時停止することになり四辺形軌跡の移動速度が0から最高速度の繰返しとなり振動を発生する欠点があった。 However, in the case of using the conventional single cam, the structure is complicated and expensive, and the follower is temporarily stopped in the vicinity of each corner point, so that the movement speed of the quadrangular locus is from 0 to the maximum speed. There was a drawback that the vibration occurred repeatedly.
また、上記ホップマン方式のものでは以下のような欠点がある。 Further, the Hopman method has the following drawbacks.
図12はホップマン方式の平面研磨機において上下のラップ盤42,41を静止させて太陽ギヤ37のみを180度回転させたときの一枚のワークwの任意の2点、即ち、対応する遊星ギヤ38の回転中心に合致した点Qと合致しない点Pのそれぞれの全移動軌跡を示したものである。この図から明らかなようにこれら二つの点P,Qの移動軌跡は一致せず異なったものとなる。即ち、この平面研磨機では、各ワーク33の各点の移動距離は同一とならない。この各点の移動距離の差違はワーク33が小さいものであれば実用上無視できるが、ワーク33が大きくなるに従って、無視できなくなる。即ち、この差違は、ワーク33の上下面である加工面の研磨量の差違となり、その加工面を平面状に仕上げることが困難となるほか、上下のラップ盤42,41の研磨平面の偏摩耗をも生じさせる。
FIG. 12 shows two arbitrary points of one workpiece w when the upper and
また各遊星ギヤ38は下ラップ盤41に接触して回転駆動軸101を中心として回転しているため、回転駆動軸101を中心とする回転と、下ラップ盤41の回転駆動軸102を中心とする回転との相対的な回転方向に関連して、下ラップ盤41の半径方向の内外各点の移動距離が種々に異なったものとなり、これに起因して、状況によっては下ラップ盤41の研磨平面が半径外方向へ向けてその摩滅量が漸次に増大するものとなったり或いは逆にそれが漸次に減少するものとなり、各ワーク33の下面を適正に研磨することができなくなる。
Each
さらに下ラップ盤41の研磨平面の平面度は高品質の研磨にとって重要なことであり、上記のように摩滅量が漸次に変化するものとなった研磨平面は治具により修正することが必要となる。しかし、この修正は熟練を要するだけでなく、完全には行い難い。このような遊星歯車38と下ラップ盤41との相対回転に拘わる問題は大物ワークに於いて一層、重要となる。
Further, the flatness of the polishing plane of the
本発明は上記の欠点を除くようにしたものである。 The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks.
本発明の遊星ギヤ機構を用いた移動装置は、太陽ギヤと、この太陽ギヤの外側にこれと同心状に配置した、静止状態に保持される内歯ギヤと、上記太陽ギヤと内歯ギヤ間に形成される空間内にこれらと噛合するよう互いに円周方向に離間して配置した3個以上の遊星ギヤと、この遊星ギヤのうちの任意の1個にその回転中心軸から偏心した位置に突設した駆動ピンとより成る遊星ギヤ機構と、この遊星ギヤ機構の上記駆動ピンによって駆動される移動手段とより成り、上記太陽ギヤの歯数は上記内歯ギヤの歯数の1/2であり、上記遊星ギヤの歯数は上記内歯ギヤの歯数の1/4であり、上記太陽ギヤの回転によって上記遊星ギヤが太陽ギヤの周りを1回公転する間に4回自転され、上記移動手段が、略四辺形の軌跡に沿って駆動されることを特徴とする。 A moving device using the planetary gear mechanism of the present invention includes a sun gear, an internal gear arranged concentrically outside the sun gear, held stationary, and a space between the sun gear and the internal gear. Three or more planetary gears arranged in a circumferential direction so as to mesh with each other in a space formed in the above, and any one of the planetary gears at a position eccentric from the rotation center axis It consists of a planetary gear mechanism comprising a projecting drive pin and a moving means driven by the drive pin of the planetary gear mechanism , and the number of teeth of the sun gear is ½ of the number of teeth of the internal gear. The number of teeth of the planetary gear is ¼ of the number of teeth of the internal gear. The rotation of the sun gear causes the planetary gear to rotate four times while revolving around the sun gear to move the planetary gear. The means is driven along a substantially quadrilateral trajectory And features.
また、本発明の平面研磨機は、太陽ギヤと、この太陽ギヤの外側にこれと同心状に配置した、静止状態に保持される内歯ギヤと、上記太陽ギヤと内歯ギヤ間に形成される空間内にこれらと噛合するよう互いに円周方向に離間して配置した3個以上の遊星ギヤと、この遊星ギヤのうちの任意の1個にその回転中心軸から偏心した位置に突設した駆動ピンとより成る遊星ギヤ機構と、この遊星ギヤ機構の上記駆動ピンによって駆動される移動手段と、この移動手段によって駆動される平面研磨手段とより成り、上記太陽ギヤの歯数は上記内歯ギヤの歯数の1/2であり、上記遊星ギヤの歯数は上記内歯ギヤの歯数の1/4であり、上記太陽ギヤの回転によって上記遊星ギヤが太陽ギヤの周りを1回公転する間に4回自転され、上記移動手段が、略四辺形の軌跡に沿って駆動されることを特徴とする。 Further, the surface polishing machine of the present invention is formed between a sun gear, an internal gear arranged concentrically on the outside of the sun gear and held stationary, and between the sun gear and the internal gear. Three or more planetary gears that are spaced apart from each other in a circumferential direction so as to mesh with them, and any one of the planetary gears protrudes at a position eccentric from the rotation center axis. A planetary gear mechanism comprising a drive pin ; a moving means driven by the drive pin of the planetary gear mechanism ; and a plane polishing means driven by the moving means. The number of teeth of the sun gear is the internal gear. The number of teeth of the planetary gear is ¼ of the number of teeth of the internal gear, and the planetary gear revolves around the sun gear once by the rotation of the sun gear. 4 times in between, and the moving means is almost Characterized in that it is driven along the trajectory of the edge shape.
本発明の平面研磨機によれば極めて簡単な構成によりワークを四辺形軌跡を経て移動させることにより高精度な平面研磨を行うことができ、また遊星ギヤ機構の直径を大きくして四辺形軌跡の一辺の長さを大きくすれば大きなワークの平面研磨を行うことができ、さらにはワークを高速で移動させて能率的な平面研磨を行うことができるようになる。 According to the surface polishing machine of the present invention, it is possible to perform highly accurate surface polishing by moving the workpiece through the quadrilateral locus with an extremely simple configuration, and the diameter of the planetary gear mechanism is increased to increase the quadrilateral locus. If the length of one side is increased, it is possible to perform surface polishing of a large workpiece, and further, it is possible to perform efficient surface polishing by moving the workpiece at a high speed.
以下図面によって本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図3は本発明に係る平面研磨機に関するもので、図1は正面図、図2は平面図、図3は側面図である。本発明の平面研磨機はベッド43を備えており、このベッド43上には下ラップ盤35を水平状に固定し、下ラップ盤35の上近傍にキャリアプレート29を配置し、図1に示すようにこのキャリアプレート29の右方に従動体3を配置している。また、ベッド43に駆動モータ104を固定すると共に、この駆動モータ104の出力軸によって駆動される太陽ギヤ37を有する遊星ギヤ機構1を上記従動体3の下側位置に設ける。
1 to 3 relate to a surface polishing machine according to the present invention, FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a plan view, and FIG. 3 is a side view. The surface polishing machine of the present invention includes a
ベッド43の上方にはラップ剤の分配タンク51とエアシリンダ49を配置し、このエアシリンダ49の出力軸に接続されたスライドヘッド52の下端に自在継手109を介して上ラップ盤36を固定する。
A wrapping
上記遊星ギヤ機構1は図4及び図5に示すように、駆動モータ104によって回転される太陽ギヤ37と、この太陽ギヤ37と同心状に配置した、静止状態に保持される内歯ギヤ39と、上記太陽ギヤ37と内歯ギヤ39間に形成される空間内にこれらと噛合するよう円周方向に互いに120°離間して配置した3個の遊星ギヤ38と、この遊星ギヤ38のうちの任意の1個にその回転中心軸から偏心した位置で突設した駆動ピン2とを有し、上記太陽ギヤ37の歯数(直径)は上記内歯ギヤ39の1/2とし、上記遊星ギヤ38の歯数(直径)は上記内歯ギヤ39の歯数(直径)の1/4とし、上記太陽ギヤ37の回転によって上記遊星ギヤ38が太陽ギヤ37の周りを1回公転する間に4回自転されるようにする。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
また、上記キャリアプレート29は図6及び図7に示すように比較的大きな水平四角枠板により形成し、このキャリアプレート29には四角穴29aを形成し、この四角穴29a内に複数のワーク33を嵌合しているワークキャリア32を脱着し得るようにし、このキャリアプレート29の一側を従動体3に結合し、この従動体3に形成した孔に上記遊星ギヤ38に突設した駆動ピン2を嵌合せしめると共に、上記従動体3を平行四辺形リンク機構4により保持し、上記キャリアプレート29と従動体3を水平面内でXY方向に移動自在ならしめる。
6 and 7, the
本発明の平面研磨機は上記のような構成であるから駆動モータ104によって遊星ギヤ機構1の太陽ギヤ37を一定速度で回転すれば、図8に示すように上記遊星ギヤ38が太陽ギヤ37の周りを1回公転する間に4回自転するためこれに偏心して設けた駆動ピン2は遊星ギヤ38の回転中心の円形軌跡5とは異なる四辺形状の軌跡6となる。
Since the planar polishing machine of the present invention is configured as described above, when the
なお、上記円形軌跡5の速度は一定であるが上記軌跡6の速度は一定とならず、例えば上記駆動ピン2が遊星ギヤ38の最外周にある場合には駆動ピン2が太陽ギヤ37から最も遠く離れた点で図9に示すように速度が零となり、太陽ギヤ37に近づくに従って速度が増加し、従ってその軌跡6は図9に示すように4つの鋭角を有するつづみ状のものとなる。
The speed of the
然しながら上記駆動ピン2の中心からの偏心度を小さくすれば例えば図8に示すようにそのコーナーで速度が零とならない(即ち鋭角とならない)略四辺形の軌跡6を得ることができるようになる。
However, if the degree of eccentricity from the center of the
上記のように本発明の平面研磨機によれば極めて簡単な構成によりワークを四辺形軌跡を経て移動させることにより高精度な平面研磨を行うことができ、また遊星ギヤ機構の直径を大きくして四辺形軌跡の一辺の長さを大きくすれば大きなワークの平面研磨を行うことができ、さらにはワークを高速で移動させて能率的な平面研磨を行うことができるようになる。 As described above, according to the surface polishing machine of the present invention, it is possible to perform highly accurate surface polishing by moving the workpiece through the quadrilateral locus with a very simple configuration, and the diameter of the planetary gear mechanism is increased. By increasing the length of one side of the quadrilateral locus, it is possible to perform surface polishing of a large workpiece, and further, it is possible to perform efficient surface polishing by moving the workpiece at a high speed.
1 遊星ギヤ機構
2 駆動ピン
3 従動体
4 平行四辺形リンク機構
5 円形軌跡
6 四辺形状の軌跡
29 キャリアプレート
29a 四角穴
33 ワーク
35 下ラップ盤
36 上ラップ盤
37 太陽ギヤ
38 遊星ギヤ
39 内歯ギヤ
40 四角孔
41 下ラップ盤
42 上ラップ盤
43 ベッド
49 エアシリンダ
51 分配タンク
52 スライドヘッド
101 回転駆動軸
102 回転駆動軸
103 回転駆動軸
104 駆動モータ
109 自在継手
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