JPH04101949A

JPH04101949A - ワーク反転用カム機構

Info

Publication number: JPH04101949A
Application number: JP21941990A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nakadai; 勉中台; Tsutomu Hongo; 本郷　勉
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: 1992-04-03
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: JP2524541B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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４
ｂ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何する。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
ｈＴ’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、反転オよび下降が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。

［実施例コ第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θ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ＩＳ）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本の保合ピン７ｃが植設される。また、カム板８に
は上記の保合ピンが摺動する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８８より半径方向に適当な距離λ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１
０ｂとしてこの間にクランクアーム１０を設ける。各支
点ｌｅａ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、保合ピン７ｃが切り欠き部８
ｂ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
２Ｊ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オを適切に設定して、最大上昇
距離２Ｊ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）は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ｌｌａ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
度かえられており、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２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２は上昇し、θ＝１８０＠で最大の
２Ｊとなり、以後下降する。

この２曲線はクランクアームの支点１０ａの偏心距離オ
と支点１０ｍ、ｊｏｂの間の長さし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、これ以後的１６０
°までと、約２００＠〜２５０＠で間欠的に９０１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、１Ｇ・・・クランク
アーム、ｌｅａ、ｌＯｂ・・・支点。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（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。
（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。