KR20100129286A

KR20100129286A - 볼 감속기 및 그것을 이용한 회전 테이블 장치

Info

Publication number: KR20100129286A
Application number: KR1020107019617A
Authority: KR
Inventors: 요시오 이와세; 마사히로 마치다; 요시히로 마치다
Original assignee: 유겐가이샤 메코 세이키; 츠다코마 고교 가부시키가이샤
Priority date: 2008-03-03
Filing date: 2009-02-17
Publication date: 2010-12-08
Also published as: KR101265557B1; JP5128314B2; EP2251564A1; ES2400201T3; EP2251564B1; JP2009210004A; CN101965464A; WO2009110309A1; EP2251564A4; US8549947B2; US20110000331A1

Abstract

고속 회전, 고강성의 회전이 가능하며, 소형화, 경량화에도 적합한 볼 감속기와 회전 테이블 장치를 제공한다. 인덱스 테이블(10)은 볼 감속기(20)의 웜 휠(30)의 상면에 테이블(50)을 고정한 구성으로 되어 있다. 볼 감속기(20)의 입력축(24)의 회전에 수반해 웜 기어(22)가 회전하면, 그 나선형의 볼 홈(26)을 따라 자성 재료로 이루어지는 볼(36)이 이동하게 된다. 이 볼(36)의 이동에 수반해 웜 휠(30)이 회전하고, 나아가서는 테이블(50)이 회전한다. 볼(36)이 영구자석(34)에 의해 웜 휠(30) 측에 흡착 지지되어 있기 때문에, 웜 휠(30)로부터의 볼(36)의 탈락을 방지하기 위한 케이스 등을 생략할 수 있어, 전체의 소형화, 경량화를 도모할 수 있다. 또 백래시가 불필요하기 때문에, 고속 회전, 고강성의 회전이 가능해진다.

Description

볼 감속기 및 그것을 이용한 회전 테이블 장치{BALL SPEED REDUCER AND ROTARY TABLE DEVICE USING SAME}

본 발명은 볼 감속기 및 이를 이용한 회전 테이블 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 감속기의 고속화, 소형화, 경량화에 관한 것이다.

종래의 웜 감속기는 예를 들면, 하기 특허문헌 1에 나타내는 프린터의 감속 기구와 같이 모터의 출력축에 고착된 웜과, 그 웜과 서로 맞물리는 웜 휠로 이루어지고, 백래시가 필요한 구성으로 되어 있다. 이러한 백래시를 저감하는 기술로서는 하기 특허문헌 2에 기재된 웜 감속기가 개시되어 있다. 상기 특허문헌 2에 기재된 기술에서는 입력축에 고정된 웜 기어와 출력축에 고정된 웜 휠에 의해, 웜 감속기에 있어서의 입력 회전이 감속된다. 모래시계 모양의 웜 기어의 나선형 볼 홈은 웜 휠의 주위의 다수의 홈이 내에 배치된 볼과 서로 맞물려, 웜 기어의 회전 이동력이 웜 휠에 전해진다.

특허문헌 1: 일본 실용신안공개공보 평 5-16329호 특허문헌 2: 일본 특허공개공보 평 5-302649호

그러나 이상과 같은 배경기술에는 다음과 같은 문제점이 있다. 우선, 상기 특허문헌 1에 기재된 웜 감속기에서는 백래시가 필요하기 때문에, 고속 회전, 고강성의 회전이 어렵고, 그 웜 감속기를 이용해 정밀도가 좋은 회전 테이블 장치를 얻을 수 없다. 한편, 상기 특허문헌 2에 기재된 기술에서는 웜 휠의 주위의 오목부 내에 배치된 볼이 케이스에 의해 지지되어 있다. 즉 케이스에 의해 웜 휠로부터 볼이 탈락하는 것이 방지되어 있다. 이 때문에, 감속기 자체가 대형화됨과 함께 무거워진다는 문제점이 있다.

본 발명은 이상의 문제점에 주목하여, 고속 회전, 고강성의 회전을 가능하게 함과 동시에 소형화 및 경량화에도 적합한 볼 감속기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 볼 감속기를 이용하여 정밀도가 양호한 회전 테이블을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 볼 감속기는 외주면에 복수의 오목부를 가지는 웜 휠, 상기 오목부 내에 수납되는 자석, 자성 재료로 형성되어 있고 상기 오목부에 일부가 수납되며, 상기 자석에 의해 흡인 지지되는 구상체, 그 구상체의 표면과 맞물리는 나선형의 홈이 외주면에 형성되어 있으며, 구동 수단에 의해 회전 구동되는 웜 기어를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 주요한 형태 중 하나는 상기 웜 휠이 자성 재료로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다. 다른 형태는 상기 구상체가 강체구인 것을 특징으로 한다. 또 다른 형태는 상기 웜 기어가 모래시계 모양인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 회전테이블 장치는 상기 어느 하나에 기재된 감속기와, 그 감속기의 웜 휠에 고정되는 테이블을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상술한 목적 및 그와 다른 목적, 특징, 이점은 이하의 상세한 설명 및 첨부 도면을 통해 명료해질 것이다.

본 발명에 의하면, 웜 휠의 외주면의 오목부에 수납된 자석에 의해 자성 재료로 이루어진 구상체를 흡인 지지하고, 그 구상체를 개재시켜 웜 기어의 회전을 전달하도록 되어 있다. 이 때문에, 백래시를 없애고(혹은 저감시켜), 고속 회전, 고강성의 회전을 가능하게 함과 동시에 상기 구상체의 지지용 케이스를 생략하여 볼 감속기의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또 상기 볼 감속기를 이용하는 것에 의해, 정밀도가 양호한 회전 테이블 장치를 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 1의 인덱스 테이블을 나타내는 평면도이다.
도 2의 (A)는 상기 도 1을 #A-#A선을 따라 절취하여 화살표 방향으로 본 단면도이고, (B)는 자속의 모습을 나타내는 설명도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 실시예에 근거해 상세하게 설명한다.

실시예1

먼저, 도 1 및 도 2를 참조하면서 본 발명의 실시예 1을 설명한다. 본 실시예는 본 발명의 볼 감속기를 인덱스 테이블 등의 회전테이블 장치에 적용한 예이다. 또한 상기 인덱스 테이블은 턴테이블, 로터리 테이블, 서큘러 테이블, 턴테이블 등으로 표현되는 경우도 있지만, 본 실시예에서는 인덱스 테이블로 표현을 통일한다. 도 1은 본 실시예의 인덱스 테이블을 나타내는 평면도이다. 도 2(A)는 상기 도 1을 #A-#A선을 따라 절단하여 화살표 방향으로 본 단면도, 도 2(B)는 자속의 모습을 나타내는 설명도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시예의 인덱스 테이블(10)은 볼 감속기(20)에 테이블(50)을 설치한 구성으로 되어 있다. 상기 볼 감속기(20)는 웜 기어(22)와 웜 휠(30)에 의해 구성되어 있다. 상기 웜 기어(22)는 입력축(24)에 고정되어 있고 그 입력축(24)은 한 쌍의 베어링(42A, 42B)에 의해 케이스(40)의 적당한 위치에 회전 가능하게 지지되어 있다. 이러한 웜 기어(22)의 외주에는 나선형의 볼 홈(26)이 형성되어 있다. 또한 본 실시예에서는 상기 웜 기어(22)로서 중심부보다 양단부의 지름이 큰 모래시계 모양의 웜 기어가 이용되고 있으며, 볼(36)과 광범위하게 접촉하고 있다.

한편, 상기 웜 휠(30)의 외주에는 다수의 오목부(32)가 형성되어 있다. 그 오목부(32)는 도 2(B)에 나타낸 바와 같이 영구자석(34)을 수납하는 수납부(32A)와, 볼(36)이 받쳐지는 구면부(32B)를 포함한다. 상기 영구자석(34)은 상기 오목부(32)의 수납부(32A)에 수납된다. 본 실시예에서는 웜 휠(30)이 자성체 또는 자성 재료로 형성되어 있기 때문에, 영구자석(34)은 웜 휠(30)에 자력에 의해 흡착된다. 또, 상기 오목부(32)의 구면부(32B)에는 상기 볼(36)의 일부가 수납된다. 그 볼(36)도 자성체로 형성되어 있어서 영구자석(34)에 흡인된다. 또한 영구자석(34)과 볼(36) 사이에 스페이스(38)가 형성되도록 각 부의 치수가 설정되어 있다. 그 스페이스(38)는 상기 볼(36)의 회전에 의한 영구자석(34)의 손상을 방지함과 함께 오일받이로서도 기능한다.

상기 영구자석(34)에서 나온 자력선은 도 2(B)에 화살표 FA(혹은 그 반대)로 나타낸 바와 같이, 볼(36), 웜 휠(30) 내를 통과하고 다시 영구자석(34)으로 돌아온다. 이와 같이 볼(36)은 웜 휠(30)의 오목부(32)에서 영구자석(34)에 의해 지지되고, 이 볼(36)들이 상술한 웜 기어(22)의 볼 홈(26)에 끼어 서로 맞물리도록 구성되어 있다. 이러한 웜 휠(30)은 도 2(A)에 나타낸 바와 같이 베어링(44, 46)에 의해, 상기 케이스(40)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고 상기 웜 휠(30)의 상면에는 상기 테이블(50)이 적당한 수단으로 고정되어 있다. 또 상기 테이블(50)은 직접 웜 휠(30)의 상면에 고정 또는 형성되게 해도 되고, 상기 테이블(50)을 서브 테이블로 하고, 이것에 메인 테이블(도시하지 않음)을 부가하는 등, 테이블의 구성을 적당히 변경해도 된다.

이어서 본 실시예의 작용을 설명한다. 도시하지 않은 구동장치에 의해 상기 입력축(24)을 회전시키면, 그 입력축(24)의 회전에 수반해 웜 기어(22)가 회전하고 그 볼 홈(26)을 따라 상기 볼(36)이 이동하게 된다. 이 볼(36)의 이동에 수반해 웜 휠(30)이 회전하고, 나아가 테이블(50)이 회전하게 된다. 이러한 방식으로 입력축(24)의 회전이 상기 테이블(50)에 전달된다. 입력축(24)의 회전수에 대해 웜 휠(30)의 회전수가 작아지므로, 감속기(20)로서 작용하게 된다. 이 동작들은 상술한 배경 기술과 마찬가지이다.

이와 같은 실시예 1에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.

(1) 상기 볼(36)이 영구자석(34)에 의해 웜 휠(30) 측에 흡착되어 있기 때문에, 웜 휠(30)로부터의 볼(36)의 탈락을 방지하기 위한 수단을 생략할 수 있다. 따라서 전체의 소형화 및 경량화를 도모할 수 있다.

(2) 백래시가 불필요하기 때문에, 감속기(20)에 있어서 고속 회전, 고강성의 회전이 가능해진다.

(3) 영구자석(34)의 자력이 웜 휠(30)과 볼(36)을 통과하는 폐 루프를 형성하여, 외부로 자력선이 새지 않기 때문에, 윤활 오일 내에 철분 등이 부유해도 그 철분 등이 웜 휠(30)이나 볼(36)에 부착하는 일이 없다.

(4) 상기 웜 휠(30)을 자성 재료로 형성했기 때문에, 영구자석(34)을 자력에 의해 용이하게 고정할 수 있다.

(5) 상기 웜 기어(22)를 모래시계 모양으로 했기 때문에, 볼(36)과 광범위하게 서로 맞물리게 하여 입력축(24)의 회전을 확실히 웜 휠(30)에 전달할 수 있다.

(6) 상술한 감속기(20)의 웜 휠(30)에 테이블(50)을 고정했기 때문에, 정밀도가 양호한 인덱스 테이블(50)을 얻을 수 있다.

또한 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 변경을 가할 수 있다. 예를 들면, 이하의 것도 포함된다.

(1) 상기 실시예에서 나타낸 형상, 치수, 재질은 일례이며, 동일한 작용을 나타내도록 적당히 변경해도 된다.

(2) 상기 실시예에서 나타낸 볼(36)로서는 특히 강체구가 적합하지만 이것에 한정되는 것이 아니고, 동일한 효과를 나타내는 것이면 공지된 각종 구상체를 이용해도 된다.

(3) 상기 볼(36)에 여압을 부여하기 위한 부세 수단을 상기 웜 휠(30) 측에 설치하고 더욱 그 백래시의 저감을 도모하도록 해도 된다.

(4) 상기 실시예에서는 본 발명의 볼 감속기를 인덱스 테이블에 적용했지만 이것도 일례이며, 다른 공지의 각종 기계 장치에 적용하는 것을 금지하는 것은 아니다.

본 발명에 의하면, 웜 휠의 외주면의 오목부에 수납된 자석에 의해 자성 재료로 이루어지는 구상체를 흡착 지지하고, 그 구상체를 개재시켜 웜 기어의 회전을 웜 휠에 전달하는 것으로 했다. 이 때문에, 백래시를 없애고(혹은 저감시켜) 고속 회전, 고강성의 회전을 가능하게 함과 함께, 상기 구상체의 지지용 케이스를 생략하여 소형화 및 경량화를 도모할 수 있으므로, 볼 감속기의 용도에 적용할 수 있다. 특히, 인덱스 테이블 등의 회전 테이블 장치에 이용되는 감속기의 용도로 적합하다

10: 인덱스 테이블(회전테이블 장치)
20: 볼 감속기
22: 웜 기어
24: 입력축
26: 볼 홈
30: 웜 휠
32: 오목부
32A: 수납부
32B: 구면부
34: 영구자석
36: 볼
38: 스페이스
40: 케이스
42A, 42B, 44, 46: 베어링
50: 테이블

Claims

외주면에 복수의 오목부(32)를 가지는 웜 휠(30),
상기 오목부(32) 내에 수납되는 자석(34),
자성 재료로 형성되어 있고 상기 오목부(32)에 일부가 수납되며, 상기 자석(34)에 의해 흡인(吸引) 지지되는 구상체(36),
상기 구상체(36)의 표면과 맞물리는 나선형의 홈(26)이 외주면에 형성되어 있으며, 구동 수단에 의해 회전 구동되는 웜 기어(22)
를 포함하는, 볼 감속기(20).
제1항에 있어서,
상기 웜 휠(30)이 자성 재료로 형성되어 있는, 볼 감속기(20).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 구상체(36)가 강체구인, 볼 감속기(20).
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 웜 기어(22)가 모래시계 모양인, 볼 감속기(20).
제1항 또는 제2항에 기재된 볼 감속기(20)와, 상기 감속기(20)의 웜 휠(30)에 고정되는 테이블(50)을 포함하는, 회전 테이블 장치(10).