KR100325982B1

KR100325982B1 - 회전운동기구

Info

Publication number: KR100325982B1
Application number: KR1019950705854A
Authority: KR
Inventors: 켄 야나기사와
Original assignee: 야나기사와 겐; 유겐가이샤 소조안
Priority date: 1993-06-28
Filing date: 1994-05-30
Publication date: 2002-07-02
Also published as: EP0710783A4; KR960703212A; AU6855994A; JP3346836B2; CN1126508A; CN1048082C; WO1995000776A1; DE69423762T2; EP0710783B1; DE69423762D1; JPH0712199A; EP0710783A1; US5655406A

Abstract

본 발명은 직선 추진력을 회전 토크로 변환하는 효율이 높은 회전운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 관한 회전운동기구에 있어서, 한쌍의 제 1 축 가이드는 제 1 방향으로 평행하게 배설되어 있다. 한쌍의 제 2 축 가이드는 상기 제 1 방향에 대해서 직각인 제 2 방향으로 평행하게 배설되어 있다. 제 1 축로드는 상기 제 1 축 가이드와 평행하게 배치되어, 제 1 축 가이드와 평행한 상태에서 상기 제 2 방향으로 이동 가능하다. 제 2 축 로드는 상기 제 2 축 가이드와 평행하게 배치되어, 제 2 축 가이드와 평행한 상태에서 상기 제 1 방향으로 이동가능하다. 이동체는 상기 제 1 축 가이드와 제 2 축 가이드에 둘러싸여서 이루어지는 직사각형 평면내에서, 상기 제 1 축 로드와 제 2 축 로드 위를 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동 가능하다. 제 1 구동기구는 상기 제 2 축 로드를 상기 제 1 방향으로 이동시킨다. 제 2 구동기구는 상기 제 1 축 로드를 상기 제 2 방향으로 이동시킨다. 출력축은 축선을 중심으로하여 회전 가능하다. 레버부재는 한끝단이 상기 이동체에 축 붙임되고, 다른 끝단은 상기 출력축의 한끝단에 고정되어, 이동체가 출력축의 주위를 선회하였을 때에 출력축을 회전시킨다.

Description

회전운동기구

직선운동을 회전운동으로 변환하여 취할 수 있는 회전운동기구로서는, 예를 들어 왕복식 내연기관이나 유압모터 등이 알려져 있다. 어느 것이나 실린더내에서 직선운동을 하는 피스톤의 출력을 크랭크축의 회전운동으로 변한하는 기구이다.

발명의 개시

그러나, 상기 종래의 왕복식 내연기관이나 유압모터에는 다음과 같은 과제가 있다.

피스톤과 크랭크축과의 사이는, 콘넥팅 로드에 의해 연결되어 있다. 피스톤과 콘넥팅 로드의 한끝단은 회전 가능하게 고정되어, 양자는 상대적으로 경사 이동이 가능하도록 되어 있다. 또 콘넥팅 로드와 크랭크축과의 사이도 회전 가능하게 고정되어, 양자는 상대적으로 경사이동이 가능하게 되어 있다. 따라서 콘넥팅 로드가 피스톤에 대하여 경사지고, 콘넥팅 로드가 크랭크축에 대하여 경사진 상태로 피스톤의 추진력을 받아도 크랭크축으로는 100퍼센트에 해당하는 추진력이 전달되지 않는다. 그결과, 크랭크축으로 전달되는 것은 콘넥팅 로드방향으로의 분력을 더욱크랭크축 방향으로 분해한 분력에 상당하는 추진력으로 손실이 크다. 그렇기 때문에, 크랭크축으로 부터 취할 수 있는 회전 토크는 피스톤의 추진력과 비교하여 작은 것으로 되어 버려, 직선 추진력을 회전 토크로 변환하는 효을이 낮다는 과제가 있다. 따라서, 본 발명은 직선 추진력을 회전 토크로 변환하는 효율이 높은 회전운동기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 다음의 구성을 가진다.

즉, 제 1 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 1 축 가이드와, 상기 제 1 방향에 대해서 직각인 제 2 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 2 축 가이드와, 상기 제 1 축 가이드와 평행하게 배치되고, 제 1 축 가이드와 평행한 상태에서 상기 제 2 방향으로 이동가능한 제 1 측 로드와, 상기 제 2 축 가이드와 평행하게 배치되고, 제 2 축 가이드와 평행한 상태에서 상기 제 1 방향으로 이동 가능한 제 2 축 로드와, 상기 제 1 축 가이드와 제 2 축 가이드에 둘러싸여 이루어지는 직사각형 평면 내에서, 상기 제 1 축 로드와 제 2 축 로드위를 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동 가능한 이동체와, 상기 제 2 축 로드를 상기 제 1 방향으로 이동시키기 위한 제 1 구동기구와, 상기 제 1 축 로드를 상기 제 2 방향으로 이동시키기 위한 제 2 구동기구와, 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 출력축과, 한끝단이 상기 이동체로 축 붙임되고, 다른 끝단은 상기 출력축의 한끝단에 고정되어, 이동체가 출력축의 주위를 선회하였을 때에 출력축을 회전시키는 레버부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

더욱이, 상기의 회전운동기구에 있어서, 상기 제 1 축 로드의 상기 제 1 축가이드와의 평행도를 유지하기 위한 제 1 평행유지기구와, 상기 제 2 축 로드의 상기 제 2 축 가이드와의 평행도를 유지하기 위한 제 2 평행유지기구를 설치해도 좋다.

본 발명에 따른 회전운동기구를 이용하면, 레버부재는 한끝단이 이동체로 축 붙임되고, 다른 끝단은 축선을 중심으로 하여 회전 가능한 출력 축의 한끝단에 고정되어 있다. 그리하여 이동체가 출력축의 주위를 선회하였을 때에 출력축은 축선을 중심으로 하여 회전 가능하게 되어 있다. 따라서, 제 1 축 로드와 제 2 축 로드의 직선 추진력을 회전력으로 변환시킬 때 손실이 발생하는 부분은, 이동체와 레버부재의 축 붙입부위만이므로, 해당 직선 추진력을 출력축의 회전 토크로 변환하는 효율을 높게 유지할 수가 있다.

특히 제 1 평행유지기구 및 제 2 평행유지기구를 부가하면, 이동체의 변위에 따라 제 1 측 로드 및 제 2 축 로드가, 제 1 측 가이드 및 제 2 축 가이드에 대하여 경사지려고 해도 제 1 평행 유지기구 및 제 2 평행유지기구에 의해 해당 경사를 방지 가능하게 하여, 출력축으로 부터 안정된 회전력을 얻을수가 있으므로, 특히 큰 출력 토크를 얻기위해 레버부재의 길이를 길게 한 경우에 유리하다. 또 출력축으로 부터 안정된 회전력을 얻을 수 있어, 기구전체의 진동, 소음의 발생 등을 방지할 수 있게 되는 등의 현저한 효과를 나타낸다,

본 발명은 회전운동기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 직선운동을 회전운동으로 변환하여 취할 수 있는 회전운동기구에 관한 것이다.

제 1 도는, 본 발명에 관한 회전운동기구의 제 1 실시예를 나타낸 평면도,

제 2 도는, 제 1 도의 회전운동기구의 내부구조를 나타낸 평면 단면도,

제 3 도는, 제 1 도의 회전운동기구의 정면 단면도,

제 4 도는, 제 2 실시예의 회전운동기구의 내부구조를 나타낸 평면 단면도,

제 5 도는, 제 4 도의 회전운동기구의 정면 단면도,

제 6 도는, 제 3 실시예의 회전운동기구를 나타낸 평면도,

제 7 도는, 제 6 도의 회전운동기구의 정면도이다.

실시예

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부도면을 참조로 상술한다.

(제 1 실시예)

제 1 실시예에 관하여 제 1 도∼제 3 도를 함께 설명한다.

제 1 도에는 본 실시예의 회전운동기구의 평면도(또 저면도도 동일함)이고, 제 2도는 내부구조를 나타낸 평면 단면도이며, 제 3도는 정면단면도이다.

(10)은 본체를 구성하는 상부커버이고, (12)는 본체를 구성하는 하부커버이다. 상부커버(10)와 하부커버(12)는 네모서리에 배설된 연결블록(14)을 통하여 연결되어 있다.

(16a),(16b)는 X축 방향(제 1 방향)으로 평행하게 배설된 한쌍의 X축가이드(제 1 축 가이드)이다. 상세한 구조는 후술하겠지만, X축 가이드(16a),(16b)는 X축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

(18a),(18b)는 Y축 방향(제 2 방향)으로 평행하게 배설된 한쌍의 Y축가이드(제 2 축 가이드)이다. 1축 가이드(18a),(18b)는 X축 가이드(16a),(16b)에 대하여 직각인 방향으로 배설되어 있다. 상세한 구조는 후술하겠지만, Y축가이드(18a),(18b)는 Y축 방향으로 이동 가능하게 되어 있다.

(20)은 X축 로드(제 1 축 로드)이며, X축 가이드(16a),(16b)와 평행하게 배치되고, 각 끝단부가 Y축 가이드(18a),(18b)에 각각 고정되어 있다. 따라서 X축 로드(20)는 Y축 가이드(18a),(18b)의 Y축 방향으로의 이동에 따라, X축 가이드(16a),(16b)와 평행한 상태로 Y축 방향으로 이동가능하도록 되어 있다.

(22)는 Y축 로드(제 2 축 로드)이며, Y축 가이드(18a),(18b)와 평행하게 배치되고, 각 끝단부가 X축 가이드(16a),(16b)에 각각 고정되어 있다. 따라서 Y축 로드(22)는 X축 가이드(16a),(16b)의 X축 방향으로의 이동에 따라, Y축 가이드(18a),(18b)와 평행한 상태로 X축 방힝으로 이동가능하도록 되어 있다.

(24)는 이동체로서, 하부에 X축 로드(20)가 끼워지고, 상부에 Y축 로드(22)가 끼워져 있다. 이동체(24)는 슬라이드 축받이를 개재하여 X축로드(20) 및 Y축 로드(22)위를 X축 방향 및 Y축 방향으로 슬라이드 가능하도록 되어 있다. 따라서 X축 로드(20) 및 Y축 로드(22)의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 이동에 따라, 이동체(24)는 X축 가이드(16a),(16b)와 Y축 가이드(18a),(18b)에 둘러싸여 이루어지는 직사각형 평면(28)내에서, 2차원 운동이 가능하도록 되어 있다.

(26a),(26b),(26c),(26d)는 제 1 구동기구의 일예인 X축 실린더로서, 연결블록(14)내에서 X축 방향으로 향해 고정되어 있다. X축 실린더(26a), (26b), (26c), (26d)는 압축공기 를 공기포트(30a), (30b), (30c), (30d)로 공급함으로써 피스톤(32a),(32b),(32c),(32d)이 구동된다. X축 가이드(16a)는 각 끝단부가 피스톤(32a),(32b)에 각각 고정되어 있고, X축 실린더(26a),(26b)로의 압축공기의 공급을 선택적으로 행함으로써 X축 가이드(16a)를 X축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 한편, X축 가이드(16b)는 각 끝단부가 피스톤(32c),(32d)에 각각 고정되어 있고, X축 실린더(26c),(26d)로의 압축공기의 공급을 선택적으로 행함으로써 X축 가이드(16b)를 X축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(34a),(34b),(34c),(34d)는 제 2 구동기구의 일예인 Y국 실린더로서, 연결블록(14)내에서 Y축 방향으로 향해 고정되어 있다. Y축 실린더(34a), (34b), (34c), (34d)는 압축공기를 공기 포트(30e), (30f), (30g), (30h)로 공급함으로써 피스톤(32e),(32f)[Y축 실린더(34c),(34d)의 피스톤은 도시생략]이 구동된다. Y축 가이드(18a)는 각 끝단부가 피스톤(32e)과 Y축 실린더(34d)의 피스톤에 각각 고정되어 있으며, Y축 실린더(34a),(34d)로의 압축공기의 공급을 선택적으로 행함으로어 Y축 가이드(18a)를 Y축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다. 한편 Y축가이드(18b)는 각 끝단부가 피스톤(32f)과 Y축 실린더(34c)의 피스톤에 각각 고정되어 있고, Y축 실린더(34b),(34c)로의 압축공기의 공급을 선택적으로 행함으로써 Y축 가이드(18b)를 Y축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(36a),(36b)는 출력축으로서, 볼베어링을 개재하여, 상부커버(10) 및 하부커버(12)에 대하여 축선을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 출력축(36a),(36b)의 앞끝단은, 상부커버(10) 및 하부커버(12)로 부터 돌출하여 있고, 다른 피구동회전체(도시생략)에 연결 가능하게 되어 있다.

(38a),(38b)는 레버부재로서, 이동체(24)가 출력축(36a),(36b)의 주위를 선회하였을 때에 출력축(36a),(36b)을 회전시킨다. 레버부재(38a)는 한끝단이 볼베어링을 통하여 이동체(24)의 윗면에 회전 가능하게 고정되고, 다른 끝단은 출력축(36a)의 아래 끝단에 고정되어 있다. 한편 레버부재(38b)는 한끝만이 볼베어링을 통하여 이동체(24)의 아래면에 회전가능하게 고정되고, 다른 끝단은 출력축(36b)의 위끝단에 고정되어 있다.

다음에 동작에 대하여 설명한다.

본 실시예에서, X축 실린더(26a)와 (26d), X축 실린더(26b)와 (26c), Y축 실린더(34a)와 (34b), Y축 실린더(34c)와 (34d)는 동시에 구동된다. 이 구동제어는, 도시하지 않은 콤프레셔로 부터의 압축공기를 선택적으로 공급 배출하는 전환밸브(도시생략)를 마이크로 컴퓨터가 내장된 제어장치로 제어함으로써 이루어진다.

예를 들어, 제 2 도에 나타낸 상태에서 X축 실린더(26b),(26c) 및 Y축실린더(34a),(34b)로 압축공기를 공급하면, X축 가이드(16a),(16b) 및 Y축 로드(22)가 X축 방힝의 오른족으로, Y축 가이드(18a),(18b) 및 X축로드(20)가 Y축 방향의 아래쪽으로 이동하려고 한다. 출력축(36a),(36b)은 그 위치가 규제되어 회전만 가능하므로, 레버부재(38a),(38b)를 통하여 출력축(36a),(36b)에 연계된 이동체(24)는 도시한 위치로 부터 위치 A까지 시계방향으로 회동한다.

위치 A에 있어서, Y축 실린더(34a),(34b)로의 압축공기의 공급을 계속하고, X축 실린더(26b),(26c)로의 압축공기의 공급을 정지하고, X축 실린더(26a),(26d)로 압축공기를 공급하면, Y축 가이드(18a),(18b) 및 X축 로드(20)가 Y축 방향의 아래쪽으로, X축 가이드(16a),(16b) 및 Y축 로드(22)가 X축 방향의 왼쪽으로 이동하려고 한다. 그 결과 이동체(24)는 위치 A로 부터 위치 B까지 시계방향으로 회동한다.

위치 B에 있어서, X축 실린더(26a),(26d)로의 압축공기의 공급을 계속하고, Y축 실린더(34a),(34b)로의 압축공기의 공급을 정지하고, Y축 실린더(34c),(34d)로 압축공기를 공급하면, X축 가이드(16a),(16b) 및 Y축로드(22)가 X축 방향의 왼쪽으로, Y축 가이드(18a),(18b) 및 X축 로드(20)가 Y축 방향의 위쪽으로 이동하려고 한다. 그 결과 이동체(24)는 위치 B로 부터 위치 C까지 시계방향으로 회동한다.

위치 C에 있어서, Y축 실린더(34c),(34d)로의 압축공기의 공급을 계속하고, X축 실린더(26a),(26d)로의 압축공기의 공급을 정지하고, X축 실린더(26b),(26c)로 압축공기를 공급하면, Y축 가이드(18a),(18b) 및 X축 로드(20)가 Y축 방향의 위쪽으로, X축 가이드(16a),(16b) 및 Y축 로드(22)가 X축 방향의 오른쪽으로 이동하려고 한다. 그 결과 이동체(24)는 위치 C로 부터 위치 D까지 시계방향으로 회동한다.

이것을 반복하므로써, 이동체(24)를 궤도(40)를 따라서 연속적으로 시계방향으로 회전(선회)시킬 수가 있고, 나아가서는 출력축(36a),(36b)을 연속적으로 시계방향으로 회전시킬 수가 있다. 그 결과 출력축(36a) 및/또는 (36b)에 연결된 피구동회전체를 회전시킬 수가 있다. 또한 출력축(36a),(36b)을 반시계방향으로 회전시키는 경우에는, X축 실린더(26a),(26b),(26c),(26d), Y축 실린더(34a),(34b),(34c),(34d)를 상기 순서와 반대로 구동시키면 된다.

실제로는, 이동체(24)가 출력축(36a),(36b)의 주위를 선회하면, 관성력을 받음과 동시에, X축 실린더(26a),(26b),(26c),(26d), Y축 실린더(34a),(34b),(34c),(34d)로의 압축공기의 공급 배출에 필요한 시간이 걸리므로, X축 실린더(26a),(26b),(26C),(26d)와 Y축 실린더(34a),(34b), (34c),(34d)로의 압축공기의 공급 배출 전환위치는 위치 A, B, C, D의 약간 앞위치가 된다.

이 전환위치를 검출하기 위하여, 예를 들면 출력축(36b)에 타이밍 플레이트(42)를 고정하여, 특정한 각도로 회전하면 마이크로 스위치(44)를 작동시키고, 위치검출신호를 제어장치로 보내도록 하면 된다. 이 위치검출수단으로서는 타이밍 플레이트(42)와 마이크로 스위치(44)에 한정되지 않으며, 로터리 앤코더 등을 이용하여도 좋다.

본 실시예의 회전운동기구에 있어서, 출력축(36a),(36b)의 회전을 정지시키는 경우는, X축 실린더, Y축 실린더로의 압축공기의 공급 배출전환을 정지시키면 된다. 그러면 X축 가이드(16a),(16b) 또는 Y축 가이드(18a),(18b)의 이동이 정지하게 되므로, 이동체(24)의 선회 및 출력축(36a),(36b)의 회전이 정지한다.

본 실시예에서는, 2개의 X축 가이드(16a),(16b)[또는 Y축 가이드(18a), (l8b)]를 동시에 2개의 X축 실린더(26a),(26d) 또는 (26b),(26c) [Y축 실린더(34a),(34b) 또는 (34c),(34d)]를 구동시키므로 X축 가이드(16a)와(16b) [또는 Y축 가이드(18a)와(18b)]를 동시에 같은거리, 같은방향으로 이동시킬 수가 있다. 그 결과 장치 본체의 진동이나 소음의 발생을 억제 가능하게 되고, 더욱 안정된 고속운전도 가능하도록 되어 있다.

또, 예를 들어 이동체(24)가 제 2 도에 나타낸 위치로 부터 위치 A 더욱 위치 B로 회동할 때에, 상술한 바와 같이 위치 A에 도달하기 직전에 X축 실린더와 Y축 실린더로의 압축공기의 공급 배출를 전환한다. 그 결과 이동체(24)가 위치 A로 접근하면 이동체(24)의 X축 방향의 변위량을 극단적으로 작아지기 때문에, 압축공기의 공급을 전환해도 이동체(24)에 부드럽게 관성력이 부여되므로, 충격이 거의 없다. 따라서 이동체(24)는 안정된 선회가 가능하게 된다. 특히 고속으로 이동체(24)를 선회시키는 경우에 유리하다.

본 실시예의 회전운동기구의 경우, X축 가이드(16a),(l6b) 및 Y축 가이드(18a),(18b)의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 직선 이동 추진력을 이동체(24)의 선회로 바꾸어, 레버부재(38a),(38b)를 통과한 출력축(36a), (36b)의 회전으로 변환하게 되므로, 손실 발생은 이동체(24)와 레버부재(38a),(38b)가 회전 가능하게 고정되는 부분만으로 되어, X축 가이드(16a),(16b) 및 Y축 가이드(18a),(18b)의 직선 추진력을 출력축(36a), (36b)의 회전 토크로 변환하는 효율을 높게 할 수가 있다.

본 실시예의 회전운동기구에서는 기계적인 구성도 간단하게 이루어 지므로, 종래의 내연기관이나 유압모터와 달리, 사이즈 등의 변경도 용이하게 할 수가 있다. 특히 레버부재(38a),(38b)의 길이를 변화시키는 간단한 작업만으로 출력축(36a),(36b)의 회전 토크를 조정할 수 있으므로, 1 대의 회전운동기구로 여러가지 크기의 회전출력을 얻을 수가 있다.

(제 2 실시예)

제 2 실시예에 대하여 제 4 도 및 제 5 도에서 설명한다. 또한 제 1 실시예와 동일한 구성부재에 대하여는 제 1 실시예의 구성부재와 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다.

제 1 실시예의 회전운동기구의 경우, X축 로드(20) 및 Y축 로드(22)의 길이가 길어지면, 이동체(24)의 변위에 의해 X축 로드(20)의 각 끝단부의 Y축 위치 및 Y축 로드(22)의 각 끝단부의 X축 위치에 차이가 생기기 쉬어진다. 그리하여 제 2 실시예의 회전운동기구에는 X축 로드의 X축 가이드와의 평행도를 유지하기 위한 제 1 평행유지기구와, Y축 로드의 Y축 가이드와의 평행도를 유지하기 위한 제 2 평행 유지기구가 설치되어 있다.

먼저, 구성에 대하여 설명한다.

(50a),(50b)는 X축 방향(제 1 방향)으로 평행하게 배설된 한쌍의 X축 가이드(제 1 축 가이드)이다. X축 가이드(50a),(50b)는 직선운동 가이드이며 하부커버(12)의 윗면에 고정되어 있다. X축 가이드(50a),(50b)위를 X축 이동블록(52a),(52b)이 각각 이동 가능하도록 되어 있다.

(54a),(54b)는 Y축 방향(제 2 방향)으로 평행하게 배설된 한쌍의 Y축 가이드(제 2 축 가이드)이다. Y축 가이드(54a),(54b)는 X축 가이드(50a),(50b)에 대하여 직각인 방향으로 배설되어 있다. Y축 가이드(54a), (54b)도 직선운동 가이드로서, 하부커버(12)의 윗면에 고정되어 있다. Y축 가이드(54a),(54b)위를 Y축 이동블록(56a),(56b)이 각각 이동 가능하도록 되어 있다.

X축 로드(제 1 축 로드)(58)는, 양 끝단이 축받이를 통하여 Y축 이동블록(56a),(56b)에 각각 회전 가능하게 연결되어 있다. X축 로드(58)의 바깥둘레면에는 길이방향으로 3개의 스플라인흠(60a)이 새겨져 있다.

Y축 로드(제 2 축 로드)(62)는, 양 끝단이 축받이를 통하여 X축 이동블록(52a),(52b)에 각각 회전 가능하게 연결되어 있다. Y축 로드(62)의 바깥둘레면에는 길이방향으로 3개의 스플라인홈(60b)이 새겨져 있다.

이동체(24)의 하부내에는 X축 로터(64)가 축선을 중심으로 회전 가능하게 배설되어 있다. X축 로드(58)는 X축 로터(64)가 끼워지고, X축 로터(64)는 스플라인홈(60a)과 걸어맞춤되어 있다. 따라서 X축로터(64)는 X축 로드(56)위를 상대적으로 X축 방향으로 이동 가능하고, 동시에 X축로드(58)와 일체로 되어 축선을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다. 한편 이동체(24)의 상부내에는 Y축 로터(66)가 축선을 중심으로 회전 가능하게 배설되어 있다. Y축 로드(62)는 Y축 로터(66)가 끼워지고, Y축 로터(66)는 스플라인홈(60b)과 걸어맞춤되어 있다. 따라서 Y축 로터(66)는 Y축 로드(62)위를 상대적으로 Y축 방향으로 이동 가능하면서, 동시에 Y축 로드(62)와 일체로 되어 축선을 중심으로 회전 가능하게 되어 있다.

(68a),(68b)는 제 1 구동기구의 일예인 X축 로드레스 실린더로서, 연결블록(14)의 사이에 X축 방향으로 가설되어 있다. X축 로드레스 실린더 (68a), (68b)는 압축공기를 공기 포트(70a),(70b),(70c),(70d)로 공급함으로써 슬라이더(72a),(72b)가 X축 로드레스 실린더(68a),(68b)위를 X축 방향으로 구동한다. 슬라이더(72a)는 X축 이동블록(52a)과 연결되어 있고, 슬라이더(72b)는 X축 이동블록(52b)과 연결되어 있다. 따라서 X축 로드레스 실린더(68a),(68b)로의 압축공기의 공급을 선택적으로 행함으로써 Y축 로드(62) 및 이동체(24)를 X축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(74a),(74b)는 제 2 구동기구의 일예인 Y축 로드레스 실린더로서, 연결블록(14)의 사이에 Y축 방향으로 가설되어 있다, Y축 로드레스 실린더(74a),(74b)는 압축공기 를 공기 포트(70e),(70f),(70g),(70h)로 공급함으로써 슬라이더(72c),(72d)가 Y축 로드레스 실린더(74a),(74b)위를 Y축방향으로 구동한다. 슬라이더(72c)는 Y축 이동블록(56a)과 연결되어 있고, 슬라이더(72d)는 Y축 이동블록(56b)과 연결되어 있다. 따라서 Y축로드레스 실린더(74a),(74b)로의 압축공기의 공급을 선택적으로 행함으로써 X축 로드(58) 및 이동체(24)를 Y축 방향으로 이동시키는 것이 가능하게 되어 있다.

(76a),(76b)는 X축 래크이며, 하부커버(12)의 윗면에 고정됨과 동시에, X축 방향으로 평행하게 배설되어 있다.

(78a),(78h)는 1축 래크이며, 하부커버(12)의 윗면에 고정됨과 동시에, Y축 방향으로 평행하게 배설되어 있다.

(80a),(80b)는 Y축 피니온이며, X축 로드(58)의 양끝단부에 고정되어있다. Y축 피니온(80a),(80b)은 Y축 래크(78a),(78b)와 각각 맞물려 있다. X축 로드(58)가 Y축 방향으로 이동되는 경우 Y축 피니온(80a),(80b)은 Y축 래크(78a),(78b)위를 전동한다. 그 때 X축 로드(58)도 Y축 피니온(80a),(80b)과 일체로 회전한다. X축 로드(58)의 이동중 X축 로드(58)를 X축에 대하여 경사시키는 외력이 작용해도 Y축 피니온(80a),(80b)과 Y축 래크(78a),(78b)가 맞물러 있으므로, X축 로드(58)의 X축 가이드(50a),(50b)와의 평행도를 항상 유지하는 것이 가능하게 되어 있다. 즉 Y축 래크(78a),(78b)와 Y축 피니온(80a),(80b)으로 제 1 평행유지기구를 구성한다.

(82a),(82b)는 X축 피니온으로서, Y축 로드(62)의 양끝단부에 고정되어 있다. X축 피니온(82a),(82b)은 X축 랙크(76a),(76b)와 각각 맞물려 있다. Y축로드(62)가 X축 방향으로 이동되는 경우에, X축 피니온(82a),(82b)은 X축 래크(76a),(76b)위를 전동한다. 그 때 Y축 로드(62)도 X축 피니온(82a),(82b)과 일체로 회전한다. Y축 로드(62)의 이동중 Y축 로드(62)를 Y축에 대하여 경사시키는 외력이 작용하여도 X축 피니온(82a), (82b)과 X축 랙크(76a),(76b)가 맞물려 있으므로 Y축 로드(62)의 Y축 가이드(54a),(54b)와의 평행도를 항상 유지하는 것이 가능하게 된다. 즉 X축 래크(76a),(76b)와 X축 피니온(82a),(82b)으로 제 2 평행유지기구를 구성한다.

상기와 같은 구성을 가지는 제 2 실시예의 회전운동기구에서, X축 로드레스 실린더(68a),(68b)에 있어서, 압축공기는 공기포트(70a)와(70d) 또는 공기포트(70b)와(70c)로 동시에 공급함으로써 Y축 로드(62) 및 이동체(24)를 X축 방향으로 이동시킬 수가 있다. 한편 Y축 로드레스 실린더(74a),(74b)에 있어서, 압축공기는 공기포트(70e)와(70f), 또는 공기포트(70h)와(70g)로 동시에 공급함으로써 X축 로드(58) 및 이동체(24)를 Y축 방향으로 이동시킬 수가 있다. 본 실시예에서도 X축 로드레스 실린더(68a),(68b)와 Y축 로드레스 실린더(74a),(74b)의 구동은 도시하지 않은 콤프레셔로 부터의 압축공기를 선택적으로 공급 배출하는 전환밸브(도시생략)를 마이크로 컴퓨터가 내장된 제어장치로 제어함으로써 이루어진다. 또한 제 2 실시예에 있어서도 제 1 실시예와 마찬가지로 X축 로드레스 실린더(68a),(68b) 및 Y축 로드레스 실린더(74a),(74b)의 구동전환위치를 검출하기 위한 위치검출수단(예를 들면, 타이밍 플레이트와 마이크로 스위치, 로터리 엔코더 등)을 설치해도 좋다.

제 2 실시예에 있어서도 이동체(24)를 출력축(36a),(36b)의 주위로 선회시켜서 출력축(36a),(36b)을 회전시키는 구성은 동일하다. 제 2 실시예에서는 상술한 제 1 및 제 2 평행유지기구를 설치함으로써, 이동체(24)가 변위하여 X축 로드(58) 및 Y축 로드(62)에 작용하는 외력의 작용점이 변위하고, X축 로드(58) 및 Y축 로드(62)가 X축 가이드(50a),(50b) 및 Y축 가이드(54a),(54b)에 대하여 경사하려고 해도 해당 경사를 방지가능하게 되며, 출력축(36a),(36b)으로 부터 안정된 회전력을 얻을 수 있음과 동시에, 기구전체의 진동, 소음 발생 등을 방지할 수가 있다. 특히 큰 토크를 얻기 위해서 레버부재(38a),(38b)의 길이를 길게 한 경우에 유효하다.

(제 3 실시예)

제 3 실시예에 대하여 제 6 도 및 제 7 도에서 설명한다.

제 3 실시예는 제 1 실시예의 회전운동기구를 복수 조합시킨 실시예이다.

도시한 예는, 2개의 회전운동기구(90a),(90b)를 상하방향으로 연이어서 설치한 것이다. 회전운동기구(90a)와(90b)는 평면적으로 45도 비켜놓은 배치로 되어 있다. 회전운동기구(90a)의 이동체(92a)와 회전운동기구(90b)의 이동체(92b)는 연결되어 일체로 이동 가능하도록 되어 있다.

제 3 실시예에서는 16개의 구동용 실린더(94)가 동시에 2개씩 구동되어, 이동체(92a),(92b)를 출력축(36a),(36b)의 주위를 선회시키고, 출력축(36a),(36b)으로 부터 회전력(토크)을 얻는 것이 가능하게 되어 있다.

제 3 실시예와 같이 복수의 회전운동기구(90a),(90b)를 조합시킴으로써, 압축공기의 구동용 실린더(94)로의 공급 배출 전환위치를 많이 설정할 수 있으므로, 토크 변동을 안정시킬 수가 있고 균형있게 이동체(92a),(92b)를 선회시킬 수가 있다. 그 결과 진동 등을 가급적으로 억제 가능하게 되므로, 출력축(36a),(36b)을 고속으로 회전시키고 싶은 경우 등에 유리하다. 또 복수의 회전운동기구(90a),(90b)를 조합시킴으로써 출력토크의 증대도 가능해진다.

또한, 복수의 회전운동기구(90a),(90b)를 조합시키는 경우에, 이동체(92a)와(92b)를 일체로 연결하는 것 이외에, 커플러(coupler) 등을 개재하여 출력축끼리를 연결해도 좋다.

이상에서와 같이, 본 발명의 적절한 실시예에 대하여 여러가지 기술해 왔으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않고, 예를 들면 제 1 및 제 2 구동기구는 에어 실린더나 압축공기 구동의 로드레스 실린더에 한정되는 것이 아니라, 유압으로 실린더 장치를 구동시키거나, 리니어모터, 솔레노이드, 더 나아가서는 피스톤을 직선운동시키는 내연기관 등의 직선구동수단을 채용하여도 좋으며, 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위에서 더 많은 개량을 실시할 수 있는 것은 물론이다.

Claims

제 1 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 1 축 가이드와,

상기 제 1 방향에 대하여 직각인 제 2 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 2 축 가이드와,

상기 제 1 축 가이드와 평행하게 배설되고, 제 1 축 가이드와 평행한 상태에서 상기 제 2 방향으로 이동 가능한 제 1 축 로드와,

상기 제 2 축 가이드와 평행하게 배설되고, 제 2 축 가이드와 평행한 상태에서 상기 제 1 방향으로 이동 가능한 제 2 축 로드와,

상기 제 1 축 가이드와 제 2 축 가이드에 둘러싸여서 이루어지는 직사각형 평면내에서, 상기 제 1 축 로드와 제 2 축 로드위를 상기 제 1 방향 및 제 2 방향으로 이동 가능한 이동체와,

상기 제 2 축 로드를 상기 제 1 방향으로 이동시키기 위한 제 1 구동기구와,

상기 제 1 축 로드를 상기 제 2 방향으로 이동시키기 위한 제 2 구동기구와,

축선을 중심으로 하여 회전 가능한 출력축과,

한끝단이 상기 이동체에 회전 가능하게 고정되고, 다른 끝단은 상기 출력축의 한끝단에 고정되어, 이동체가 출력축의 주위를 선회하였을 때에 출력축을 회전시키는 레버부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 축 로드의 상기 제 1 축 가이드와의 평행도를유지하기 위한 제 1 평행유지기구와,

상기 제 2 축 로드의 상기 제 2 축 가이드와의 평행도를 유지하기 위한 제 2 평행유지기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
제 1 항에 있어서, 상기 제 1 구동기구 및 상기 제 2 구동기구는, 에어 실린더 장치인 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
제 2 항에 있어서, 상기 제 1 평행유지기구 및 제 2 평행유지기구는, 래크 피니온기구인 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
제 1 항에 있어서, 상기 출력축과 상기 레버부재는, 복수조 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
제 3 항에 있어서, 에어실린더 장치로 공급 배출하는 압축공기의 공급 배출 전환위치검출수단을 설치한 것을 특징으로 하는 회전운동기구.