KR19980703886A - 회전운동기구 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은, 회전체의 회전각도제어를 고정밀도로 확실하게 할 수 있음과 동시에, 장치를 소형화할 수 있는 회전운동기구를 제공하는 것에 있다.

본 발명에 따른 회전운동기구에 있어서, 이동체는 2차원평면내에서 이동가능하다. 구동수단은 이 이동체를 이동시킨다. 원주축받이는 원형의 링형상으로 형성됨과 동시에, 상기 2차원평면과 평행인 면 내에 설치되어 있다. 회전체는 이 원주축받이에 유지됨과 동시에, 축선을 중심으로 하여 회전가능하다. 안내부는 이 회전체의 적어도 한쪽 면에 설치됨과 동시에 회전체의 상기 축선에 대하여 지름방향에 설치되어 있다. 연계부재는 상기 이동체에 설치되고, 상기 회전체의 상기 축선과 평행인 축선을 중심으로 회전운동가능함과 동시에, 상기 안내부에 안내부의 긴쪽방향으로 이동가능하게 연계되고, 이동체의 이동에 따라 안내부를 통하여 회전체를 회전시킨다.

Description

회전운동기구

출력축 또는 회전체를 축선을 중심으로 하여서 회전시키는 회전운동기구로서는, 예컨대 가공용 인덱스 테이블이 알려져 있다. 인덱스 테이블은 모우터의 회전을 감속기구를 개재하여 출력축의 회전으로 변환시키고, 출력축에 부착된 테이블을 출력축의 축선을 중심으로 하여 회전시키는 구성으로 되어 있다.

테이블상에 재치된 워크의 각 가공공정에 따라 테이블을 소정각도로 회동시켜 차례로 가공공정을 진행한다. 테이블을 회동시켜 워크를 소정위치로 정확히 이동시키기 위해 테이블의 회동각도가 제어된다. 테이블의 회동각도의 제어는 모우터의 회전, 즉 출력축의 회전각도를 제어함으로써 행해진다.

그런데, 상기의 종래의 회전운동기구에는 다음과 같은 과제가 있었다.

예컨대 인덱스 테이블인 경우, 테이블의 회동각도의 제어는 출력축의 회전각도의 제어로서 행해진다. 그러나 이 제어에 있어서, 고정밀도의 제어기구를 사용하더라도 오차는 피할 수 없다. 특히 워크등은 작업공간을 확보하는 등의 이유에서 테이블의 바깥 가장자리부 근방에 재치된다. 그 때문에 출력축에 있어서의 회전각도의 제어오차가 근소하더라고 출력축으로부터 멀리 떨어진 해당 바깥 가장자리부 근방에서는 해당 오차가 확대되어 버린다. 그 결과 워크등의 위치결정 정밀도를 높게 하는 것이 곤란하였다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명자는, 앞서 일본국 특허공보 특개평 7- 12200 호에 개시된 회전운동기구를 발명하였다. 이 회전운동기구를 도 6내지 도 9에 나타낸다. 또한 도 6내지 도 9에 나타낸 회전운동기구는, 인덱스 테이블에 채용한 것이다.

회전운동기구의 본체는, 상부커버(10) 및 하부커버(12)로 이루어진다. 상부커버(10)와 하부커버(12)는 네모서리에 배설된 연결블록(14)을 개재하여 연결되어 있다.

회전테이블(16)은, 상부커버(10)의 위쪽에서 회전가능하게 되어 있다. 회전테이블(16)의 상면에는, 예컨대 가공될 워크(도시하지 않음)가 재치된다. 워크는 가공공정의 진행에 따라 회전하는 회전테이블(16)에 의해 소정위치로 이동된다.

1쌍의 X축가이드(제 1 가이드)(18a),(18b)는, X축방향(제 1 방향)으로 평행하게 배설되어 있다. X축가이드(18a),(18b)는 직선 이동가이드로서, 하부커버(12)의 상면에 고정되어 있다.

1쌍의 Y축가이드(제 2 가이드)(20a),(20b)는, Y축방향(제 2 방향)으로 평행하게 배설되어 있다. Y축가이드(20a),(20b)는 X축가이드(18a),(18b)에 대하여 직각인 방향으로 배설되어 있다. Y축가이드(20a),(20b)도 직선 이동가이드로서, 하부커버(12)의 상면에 고정되어 있다.

X축로드(제 1 이동가이드)(22)는, X축가이드(18a),(18b)와 평행하게 배설되어 있다. X축로드(22)의 각 끝단부는, Y축가이드(20a),(20b) 상을 Y축방향으로 슬라이드 가능한 슬라이더(24c),(24d)에 각각 회전가능하도록 끼워져 통해 있다. 따라서 X축로드(22)는 슬라이더(24c),(24d)와 함께 X축가이드(18a),(18b)와 평행인 상태에서 Y축방향으로 이동가능하게 되어 있다. 또한 X축로드(22)는 슬라이더(24c),(24d)에 대하여 길이방향으로, 멈춤링에 의해 이동이 불가능하도록 되어 있다.

Y축로드(제 2 이동가이드)(26)는, Y축가이드(20a),(20b)와 평행으로 배설되어 있다. Y축로드(26)의 각 끝단부는 X축가이드(18a),(18b)상을 X축방향으로 슬라이드 가능한 슬라이더(24a),(24b)에 각각 회전가능하도록 끼워져 통해 있다. 따라서 Y축로드(26)는, 슬라이더(24a),(24b)와 함께 Y축가이드(20a),(20b)와 평행인 상태로 X축방향으로 이동가능하게 되어 있다. 또한 Y축로드(26)는 슬라이더(24a), (24b)에 대하여 길이방향으로는, 멈춤링에 의해 이동이 불가능하도록 되어 있다.

이동체(28)는, 하부에 X축로드(22)가 회전가능하도록 끼워져 통해지고, 상부에 Y축로드(26)가 회전가능하게 끼워통해져 있다. 이동체(28)는 슬라이드 축받이를 개재하여 X축로드(22) 및 Y축로드(26) 상을 X축방향 및 Y축방향으로 슬라이드 가능하게 되어 있다. 따라서 이동체(28)는 X축가이드(18a),(18b)와 Y축가이드(20a), (20b)에 둘러싸여서 이루어진 직사각형 평면(29)내에서, 2차원운동이 가능하도록 되어 있다.

제 1 볼나사인 고정밀도의 X축볼나사(30)는 X축방향으로 배설됨과 동시에, 슬라이더(24c),(24d) 사이에 회전가능하게 가설(架設)되어 있다. X축볼나사(30)는 이동체(28)의 하부내에 고정되어 있는 볼너트(도시하지 않음)에 나사맞춤되어 있다. X축볼나사(30)가 회전하면 이동체(28)는 X축방향으로 이동된다. 그 이동시에 Y축로드(26) 및 슬라이더(24a),(24b)등이 이동체(28)와 일체로 X축방향으로 이동한다.

제 2 볼나사인 고정밀도의 Y축볼나사(32)는, Y축방향으로 배설됨과 동시에, 슬라이더(24a),(24b) 사이에 회전가능하게 가설되어 있다. Y축볼나사(32)는 이동체(28)의 상부내에 고정되어 있는 볼너트(54)에 나사맞춤되어 있다. Y축볼나사(32)가 회전하면 이동체(28)는 Y축방향으로 이동된다. 그 이동시에 X축로드(22) 및 슬라이더(24c),(24d)등이 이동체(28)와 일체로 Y축방향으로 이동한다.

출력축(34)은, 볼베어링을 개재하여 상부커버(10)에 대해 축선을 중심으로 하여 회전가능하게 되어 있다. 출력축(34)의 상단은 상부커버(10)로부터 돌출되어 있고, 회전테이블(16)에 연결되어 있다. 따라서 출력축(34)이 회전하면 회전테이블(16)이 회전한다.

레버편(36)은, 이동체(28)가 출력축(34)의 주위를 선회하였을 때에는, 출력축(34)을 회전시킨다. 레버편(36)은 한 끝단부가 이동체(28)의 상면에 축받이를 개재하여 축 붙임되어 있는 연계부재(38)의 오목홈(40)내에 슬라이드 가능하게 끼워 맞추어져 있다. 따라서 이동체(28)는 레버편(36)에 대하여 레버편(36)의 길이방향으로 이동가능한 동시에 회동가능하게 연계되어 있다. 또 레버편(36)의 다른 끝단부는 출력축(34)의 하단에 연결 고정되어 있다.

제 1 모우터(42)는 X축볼나사(30)를 회전시킨다. 제 1 모우터(42)는 정지로크기구가 부착된 서보모우터로서, 슬라이더(24d)에 탑재되어 있다. 제 1 모우터(42)의 회전방향을 선택함으로써, X축볼나사(30)의 회전방향을 선택할 수 있고, 나아가서는 이동체(28)등의 X축방향의 이동방향을 결정하는 것이 가능하게 된다.

제 2 모우터(44)는 Y축볼나사(32)를 회전시킨다. 제 2 모우터(44)도 정지로크기구가 부착된 서보모우터로서, 슬라이더(24b)에 탑재되어 있다. 제 2 모우터(44)의 회전방향을 선택함으로써, Y축볼나사(32)의 회전방향을 선택할 수 있고, 나아가서는 이동체(28)등의 Y축방향의 이동방향을 결정하는 것이 가능하게 된다.

X축래크(46a),(46b)는 하부커버(12)의 상면에 고정됨과 동시에, X축방향으로 평행하게 배설되어 있다.

Y축래크(48a),(48b)는 하부커버(12)의 상면에 고정됨과 동시에, Y축방향으로 평행하게 배설되어 있다.

Y축피니언(50a),(50b)은 슬라이더(24c),(24d)의 바깥쪽으로 돌출되어 있는 X축로드(22)의 양끝단부에 고정되어져 있다. Y축피니언(50a),(50b)은 Y축래크(48a), (48b)와 각각 맞물려 있다. X축로드(22)가 이동체(28)와 함께 Y축방향으로 이동될 경우, Y축피니언(50a),(50b)은 Y축래크(48a),(48b)상을 전동한다. 그때, X축로드(22)도 Y축피니언(50a),(50b)과 일체로 회전한다. X축로드(22)의 회전 이동중에, X축로드(22)를 X축에 대하여 경사시키는 것 같은 외력이 작용하더라도 Y축피니언(50a),(50b)과 Y축래크(48a),(48b)가 맞물리고 있으므로 X축로드(22)의 X축가이드(18a),(18b)와의 평행도를 항상 유지하는 것이 가능하게 된다.

X축피니언(52a),(52b)은 슬라이더(24a),(24b)의 바깥쪽으로 돌출하고 있는 Y축로드(26)의 양끝단부에 고정되어 있다. X축피니언(52a),(52b)은 X축래크(46a), (46b)와 각각 맞물려 있다. Y축로드(26)가 이동체(28)와 함께 X축방향으로 이동될 경우, X축피니언(52a),(52b)은 X축래크(46a),(46b)상을 전동한다. 이 때 Y축로드(26)도 X축피니언(52a),(52b)과 일체로 회전한다. Y축로드(26)의 회전 이동중에, Y축로드(26)를 Y축에 대하여 경사시키는 것과 같은 외력이 작용하더라고 X축피니언(52a),(52b)과 X축래크(46a),(46b)가 맞물려 있으므로 Y축로드(26)의 Y축가이드(20a),(20b)와의 평행도를 항상 유지하는 것이 가능하게 된다.

다음에, 상기 인덱스 테이블의 동작에 대하여 설명한다.

X축볼나사(30)와 Y축볼나사(32)의 구동제어는, 제 1 모우터(42) 및 제 2 모우터(44)를 마이크로 컴퓨터가 내장된 제어장치로 제어함으로써 행해진다.

도 7에 있어서, 도시한 상태에서 제 1 모우터(42)를 구동하여 X축볼나사(30)를 회전시키고, 이동체(28)등을 X축방향의 오른편으로 이동시킨다.

이동체(28)가 X축방향 오른편의 소정위치에 도달하면, 제 1 모우터(42)를 정지시키고, 제 2 모우터(44)를 구동시켜 Y축볼나사(32)를 회전시키고, 이동체(28)등을 Y축방향의 아래편으로 이동시킨다.

이동체(28)가 Y축방향의 아래편의 소정위치에 도달하면, 제 2 모우터(44)를 정지시키고, 제 1 모우터(42)를 구동시켜 X축볼나사(30)를 회전시키고, 이동체(28)등을 X축방향의 왼편으로 이동시킨다.

이동체(28)가 X축방향의 왼편의 소정위치에 도달하면, 제 1 모우터(42)를 정지시키고, 제 2 모우터(44)를 구동시켜 Y축볼나사(32)를 회전시키고, 이동체(28)등을 Y축방향의 위편으로 이동시킨다.

이 동작에 의하여, 이동체(28)를 출력축(34)의 주위를 시계방향으로 직사각형태로 운동시킬 수 있다. 이동체(28)의 직사각 운동시, 레버편(36)의 한 끝단부는 연계부재(38)가 설치되어 있으므로, 이동체(28)에 대하여 회동이 가능하고, 또한 길이방향으로 이동가능하게 되어 있다. 이 때 레버편(36)은 크랭크로 되어, 출력축(34)을 축선을 중심으로 시계방향으로 회전시킬 수 있다. 출력축(34)의 회전에 따라, 회전테이블(16)도 같은 방향으로 회전시킬 수 있다. 또한출력축(34) 및 회전테이블(16)을 시계반대방향으로 회전시킬 경우는, 제 1 모우터(42) 및 제 2 모우터(44)를 제어하여 이동체(28)를 상술과 반대방향으로 직사각 운동시키면 된다.

회전테이블(16)의 회전각도를 제어할 경우는, 이동체(28)의 X축방향의 위치와 Y축방향의 위치에서 제어할 수 있다. X축볼나사(30)와 Y축볼나사(32)를 서보모우터(42),(44)로 제어하고 있기 때문에, 이동체(28)의 X-Y 위치를 매우 높은 정밀도로 결정하는 것이 가능하다. 더하여 이동체(28)의 위치는 레버편(36)의 가장 바깥쪽으로서, 즉 가장 회전이동량이 큰 한끝단부의 위치와 대략 같다. 따라서 긴 이동궤적 내에 비교적 많은 위치결정 제어위치를 설정가능하게 된다. 이것은 이동체(28)의 X축방향 및 Y축방향의 제어분해능력, 나아가서는 출력축(34)과 회전테이블(16)의 회전운동 각도의 제어분해능력을 높게 할 수 있는 것을 의미한다. 레버편(36)의 가장 안쪽인 출력축(34) 근방에서는 회전궤적이 매우 짧기 때문에, 상기 제어분해능력을 향상시키는 것은 불가능하다. 또 레버편(36)의 가장 바깥쪽을 이동체(28)로 구동시키므로, 회전토크도 크게 할 수 있고, 중량이 있는 회전테이블(16)이라도 용이하게 회전시킬 수 있다.

또한, 제 1 모우터(42) 및 제 2 모우터(44)를 정지시켰을 경우에, 모우터(42),(44)에 의한 X축볼나사(30)와 Y축볼나사(32)의 로크기능에 더하여, Y축래크(48a),(48b)와 Y축피니언(50a),(50b)이 맞물리고, X축래크(46a),(46b)와 X축피니언(52a),(52b)이 맞물려 있으므로 회전테이블(16)의 유지토크도 매우 크게 할 수 있다.

그런데, 도 6내지 도 9에 나타낸 회전운동기구의 경우, 출력축(34)의 기울기 및 레버편(36)의 왜곡에 의한 오차가 발생하기 쉽고, 고정밀도가 안정된 운용을 보증할 수 없다고 하는 과제가 있다. 또 상하방향으로 배설된 출력축(34)을 구비하기 때문에, 장치 전체의 상하방향의 두께가 두껍게 된다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 회전운동기구에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 출력축 또는 회전체를 축선을 중심으로 하여서 회전시키는 회전운동기구에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명에 따른 회전운동기구의 제 1 실시예의 정면단면도이고,

도 2는, 본 발명에 따른 회전운동기구의 제 2 실시예의 부분파단 사시도이고,

도 3은, 제 2 실시예의 이동체의 선회운동기구를 나타낸 부분단면 평면도이고,

도 4는, 본 발명에 따른 회전운동기구의 제 3 실시예의 부분파단 사시도이고,

도 5는, 다른 구동수단을 나타낸 부분파단 평면도이고,

도 6은, 종래의 회전운동기구의 평면도이고,

도 7은, 도 6의 회전운동기구의 내부구조를 나타낸 평면도이고,

도 8은, 도 6의 회전운동기구의 이동체 등의 내부구조를 나타낸 부분단면 평면도이고,

도 9는, 도 6의 회전운동기구의 정면단면도이다.

본 발명의 목적은, 회전체의 회전각도제어를 고정밀도로 확실하게 행할 수 있음과 동시에, 장치를 소형화할 수 있는 회전운동기구를 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음의 구성을 구비한다.

즉, 본 발명에 따른 회전운동기구는,

2차원평면 내에서 이동가능한 이동체와,

이 이동체를 이동시키는 구동수단과,

원형의 링형상으로 형성됨과 동시에, 상기 2차원평면과 평행인 면 내에 설치된 원주축받이와,

이 원주축받이에 유지됨과 동시에, 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전체와,

이 회전체의 적어도 한쪽 면으로 설치됨과 동시에, 회전체의 상기 축선에 대하여 지름방향으로 설치된 안내부와,

상기 이동체에 설치되어, 상기 회전체의 상기 축선과 평행인 축선을 중심으로 회동이 가능함과 동시에, 상기 안내부로의 안내부의 긴쪽방향으로 이동가능하게 연계되고, 이동체의 이동에 따라서 안내부를 통하여 회전체를 회전시키는 연계부재를 구비하는 것을 특징으로 한다.

또한, 이 회전운동기구에 있어서,

상기 2차원평면에 포함되는 제 1 방향으로 배설되어, 상기 이동체의 이 제 1 방향으로 이동을 안내하는 제 1 가이드수단을 마련하고,

상기 2차원평면에 포함되어, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 제 2 방향으로 배설되고, 상기 이동체의 이 제 2 방향으로의 이동을 안내하는 제 2 가이드수단을 마련하고,

상기 구동수단은, 상기 이동체를 상기 제 1 방향으로 이동시키기 위한 제 1 구동수단과, 상기 이동체를 상기 제 2 방향으로 이동시키기 위한 제 2 구동수단으로 이루어지도록 하여도 좋다.

또, 상기 제 1 가이드수단을 상기 제 1 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 1 가이드로 구성하고,

상기 제 2 가이드수단을 상기 제 2 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 2 가이드로 구성하며,

상기 제 1 가이드와 평행으로 배설되어, 각 끝단부가 각각 상기 제 2 가이드에 이동가능하게 연계되고, 제 2 가이드를 따라서 상기 제 2 방향으로 이동가능한 제 1 이동가이드를 설치하며,

상기 제 2 가이드와 평행으로 배설되어, 각 끝단부가 각각 상기 제 1 가이드에 이동가능하게 연계되고, 제 1 가이드를 따라서 상기 제 1 방향으로 이동가능한 제 2 이동가이드를 설치하며,

상기 이동체는 상기 제 1 이동가이드와 제 2 이동가이드 상을 이동가능하게 하고, 상기 제 1 구동수단은 상기 제 2 이동가이드를 상기 이동체와 함께, 상기 제 1 방향으로 이동가능하게 하며,

상기 제 2 구동수단은, 상기 제 1 이동가이드를 상기 이동체와 함께, 상기 제 2 방향으로 이동가능하게 하여도 좋다.

또한, 상기 안내부를 가진 회전체를 복수 설치하고,

복수의 이 회전체를 동기회전시키기 위하여, 1개의 상기 이동체에는 각 안내부에 대응하여 상기 연계부재를 복수 장착하도록 하여도 좋다.

본 발명에 따른 회전운동기구에 의하면, 회전체가 원주축받이에 유지됨과 동시에, 축선을 중심으로 하여 회전가능하고, 안내부는 회전체의 적어도 한쪽 면에 지름방향으로 설치되며, 연계부재는 이동체에 설치되어 회전가능함과 동시에, 안내부에 안내부의 긴쪽방향으로 이동가능하게 연계되어 있으므로, 회전체는 이동체의 이동에 따라 회전가능하게 되어 있다.

따라서, 연계부재에 의한 회전체와 이동체와의 연계위치를, 회전체의 축선으로부터 극력 떨어진 위치로 하는 것이 가능하게 되며, 회전체의 회동각도 분해능력을 향상시킬 수 있다.

또, 회전체에, 그 축선으로부터 극력 떨어진 위치에서 구동력을 전달할 수 있기 때문에, 큰 회전토크를 얻을 수도 있다.

또, 연계부재가 이동체에 회동가능하게 장착되어 있음과 동시에, 안내부의 긴쪽방향으로 이동가능하게 연계되어 있기 때문에, 이동체의 임의의 이동궤적에서, 회전체의 회전각도제어를 행할 수 있고, 여러 가지의 사용조건에 대응할 수 있다.

또, 회전체가 원주축받이에 회전가능하게 유지되고, 안내부가 회전체에 직접 설치되어 있으므로, 도 6∼9에 나타낸 회전운동기구에서 발생한 출력축의 기울기 및 레버편의 왜곡에 의한 오차가 발생하지 않는다. 이 때문에 회전체의 회전각도 제어를 한층 고정밀도로 확실하게 행할 수 있다.

또, 안내부가 회전체에 직접 설치되어 있으므로, 도 6∼9에 나타낸 회전운동기구에 설치되어 있는 상하방향의 출력축이 불필요하게 되어, 회전운동기구의 소형화가 가능하게 된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면과 함께 상세히 설명한다.

(제 1 실시예)

제 1 실시예에 대하여 도 1(정면 단면도)와 함께 설명한다. 또한 제 1 실시예에 있어서, 도 6∼9에 나타낸 구성부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 설명은 생략한다. 제 1 실시예에 있어서도 회전운동기구의 일예로서 인덱스 테이블을 예로 든다.

도 6∼9에 나타낸 종래의 회전운동기구에서는, 이동체(28)의 직사각형 운동을 출력축(34)과 레버편(36)을 개재하여 회전테이블(16)의 회전운동으로 변환하였다. 제 1 실시예에서는 출력축(34)을 사용하는 일 없이, 이동체(28)의 직사각형 운동을 회전테이블(100)의 회전운동으로 변환한다.

회전테이블(100)의 외주면에는 둘레방향에 홈(102a)이 형성되어 있다. 한편 상부커버(10)의 중앙에는 중앙구멍(104)이 형성되고, 중앙구멍(104)의 가장자리에는 링형상의 리테이너(106)가 고정되어 있다. 리테이너(106)를 고정하는 것에 의해, 중앙구멍(104)의 내주면에는 돌레방향에 홈(102b)이 형성되어 있다. 홈(102a)과 홈(102b)은 대향하며, 양자의 사이에는 강철볼(108)이 사이에 끼워져 볼베어링이 구성되어 있다. 따라서 회전테이블(100)은 중앙구멍(104)내에서 회전가능하게 되어 있다. 즉 회전테이블(100)은, 회전테이블(100)의 축선을 중심으로 하는 원형의 링형상으로 형성된 원주축받이인 상기 볼베어링에 회전가능하게 유지되어 있다.

안내부의 일예인 레버편(110)은, 회전테이블(100)의 아래면에 직접고정되어 있다. 레버편(110)은 회전테이블(100)의 중심에 대하여 레이디얼방향으로 배설되어 있다. 레버편(110)은 이동체(28)에 회전가능하게 설치되어 있는 연계부재(38)의 오목홈(40)내에 슬라이드가능하게 끼워맞춰져 있다. 즉 레버편(110)은, 안내부로서 작용하며, 이동체(28)에 회전운동가능하게 장착된 연계부재(38)가, 레버편(110)의 긴쪽방향으로 이동가능하게 연계되어 있다. 또한 레버편(110)은 회전테이블(100)의 중심에 대하여 레이디얼방향으로 배설되어 있으면 족하며, 그 길이는 특히 한정되지 않는다. 예컨대 레버편(110)의 길이는, 제 1 실시예와 같이 회전테이블(100)의 직경과 동등한 길이라도 좋고, 회전테이블(100)의 직경보다 짧아도 좋고, 길어도 좋다.

또한, 제 1 실시예의 레버편(110)은, 회전테이블(100)을 유지하는 볼베어링(원주축받이)의 원주 안쪽에서, 연계부재(38)를 통하여 회전테이블(100)과 연계되어 있다. 원주축받이의 내경이, 도 6∼9에 나타낸 종래의 회전운동기구보다 크기 때문에, 회전테이블의 위치결정 정밀도를 고정밀도로 할 수 있다. 제 1 실시예에서는, 제 1 모우터(42) 및 제 2 모우터(44)를 제어하여 이동체(28)를 직사각형 운동시킬 수 있다. 이동체(28)의 직사각형 운동시에, 레버편(110)은 연계부재(38)에 슬라이드가능하게 끼워 맞춰져 있으므로, 이동체(28)에 대하여 회동가능하고, 또한 길이방향으로 이동가능하게 되어 있다. 따라서 레버편(110)은 크랭크로 되어, 회전테이블(100)을 회전시킬 수 있다.

제 1 실시예의 인덱스 테이블에서는, 도 6∼9에 나타낸 출력축(34)을 설치하지 않고, 회전테이블(100)을 상부커버(10)의 중앙구멍(104) 내에 배설하였으므로, 상하방향의 두께를 얇게 할 수 있고, 회전운동기구의 소형화가 가능하게 된다. 또 레버편(110)을 회전테이블(100)의 아래면에 고정하고 있으므로, 도 6∼9에 나타낸 회전운동기구와 비교하여, 굽힘모우먼트에 의한 레버편(110)의 왜곡을 방지할 수 있고, 고정밀도로 안정된 운용이 보장되어 있다.

또한, 이동체(28)의 이동궤적은, 상기와 같은 직사각형 운동에 한하지 않고, 원운동 등 임의의 궤적을 선택할 수 있다. 원운동이라면 연계부재(38)는 레버편(110)에 대하여 슬라이드하지 않는 상태로 되고, 균일한 회전토크에 의한 운동이 요구될 경우에는 적합하다. 또 큰 회전토크를 필요로 하지 않고, 회전테이블(100)의 회전속도를 높일 필요가 있을 경우는, 회전테이블(100)의 회전축선 근방에서 이동체(28)를 이동시키면 된다.

또, 이동체(28)를 다음과 같이 이동시켜 회전테이블(100)을 회전시킬 수도 있다.

먼저, 이동체(28)를 어느 제 1 점으로부터, 회전테이블(100)의 축선에 대하여 점대칭이 되는 반대위치에 있는 제 2 점으로 이동시키는 것으로 회전테이블(100)을 반회전시킨다. 다음에 이동체(28)를 레버편(110)의 길이방향으로 이동시켜 재차 제 1 점으로 이동한다. 그리고 이동체(28)를 재차 제 1 점으로부터 제 2 점으로 이동시키는 것에 의해 회전테이블(100)을 다시 반회전시킨다. 즉 회전테이블(100) 아래의 절반의 평면내에서, 이동체(28)를 이동하는 것으로 회전테이블(100)을 회전시킬 수 있다.

따라서, 이 이동방법을 채용하면, 공간의 유효이용을 도모하는 것이 가능하게 된다.

(제 2 실시예)

제 2 실시예에 대하여 도 2 및 도 3과 함께 설명한다. 또한 제 2 실시예에도 인덱스 테이블이고, 도 6∼도 9에 나타낸 종래의 기술 및 제 1 실시예와 동일한 구성부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명은 생략한다.

제 2 실시예의 회전테이블(200)은, 볼베어링(202)을 개재하여 상부커버(10)에 회전가능하도록 설치되어 있다. 볼베어링(202)의 내주부(204)가 회전테이블(200)에 고정되어 있고, 그 외주부(206)가 상부커버(10)에 고정되어 있다. 내주부(204)와 외주부(206) 사이에 강철볼(208)이 삽입되어서 볼베어링이 구성되어, 회전테이블(200)이 회전가능하게 되어 있다.

제 1 실시예와 마찬가지로 레버편(210)은, 회전테이블(200)의 아래면에 직접 고정되어 있다.

연계부재(38)도 제 1 실시예와 마찬가지로, 이동체(28)에 회전운동이 가능하도록 장착됨과 동시에, 레버편(210)의 긴쪽방향으로 이동(슬라이드)가능하게 연계되고, 이동체(28)의 이동에 따라서 레버편(210)을 개재하여 회전테이블(200)을 회전시키도록 설치되어 있다.

그리고, 제 2 실시예에서는, 이동체(28)의 방향을 바꾸는 일 없이, 이동체(28)를 선회운동시키는 선회운동기구(2차원운동기구)가 다르게 되어 있다. 그 선회운동기구를 도 3에 의거하여 설명한다.

프레임(218)은, 중앙이 뚫린 직사각형의 틀형상으로 형성되어 있다.

X축볼나사(220),(222)는, 서로 평행하게 동일면 내에 배설되어 있다. X축볼나사(220)는 X축구동수단인 X축모우터(224)에 의하여 직접 구동되어 회전하도록 되어 있다. X축볼나사(222)에는 이가 구부러진 베벨기어 및 전달축(230)등으로 이루어진 제 1 전달기구를 통하여 X축모우터(224)의 회전력이 전달된다. X축볼나사(220),(222)의 선단부(도면상, 좌단부)는 적당한 지지프레임에 피버트지지되어 있다. 이 X축볼나사(220),(222)는 X축방향의 가이드로서 작용함과 동시에, X축모우터(224)와 이동체인 슬라이더(214)를 X축방향으로 이동시키는 제 1 구동수단을 구성한다.

Y축볼나사(234),(236)는, 서로 평행, 동일한 면 내, 그리고 상기 X축볼나사(220),(222) 모두 대략 동일면 내에서 직교하도록 배설되어 있다. Y축볼나사(234)는 Y축구동수단인 Y축모우터(238)에 의하여 직접 구동되어 회전운동하도록 되어 있다. Y축볼나사(236)에는 이가 구부러진 베벨기어 및 전달축(244)등으로 이루어진 제 2 전달기구를 통하여 Y축모우터(238)의 회전력이 전달된다. 또 Y축볼나사(234),(236)의 선단부(도면상, 하단부)도 적당한 지지프레임에 피버트지지되어 있다. 이 Y축볼나사(234),(236)는, Y축방향의 가이드로서 작용함과 동시에, Y축모우터(238)와 이동체인 슬라이더(214)를 Y축방향으로 이동시키는 제 2 구동수단을 구성한다.

X축구동체(248),(250)는 각각 X축볼나사(220),(222)에 나사맞춤되어 있다. X축구동체(248),(250)는 Y축로드(256)에 의하여 회전운동이 저지되어 있으므로 X축볼나사(220),(222)가 동일방향으로 회전함으로써 X축방향으로 동시에 이동가능하게 되어 있다.

Y축구동체(252),(254)는 각각 Y축볼나사(234),(236)에 나사맞춤되어 있다. Y축구동체(252),(254)는 X축로드(258)에 의하여 회전운동이 저지되어 있으므로 Y축볼나사(234),(236)가 동일방향으로 회전함으로써 Y축방향으로 동시에 이동가능하게 되어 있다.

Y축로드(256)는 Y축에 평행하게 배설되고, 슬라이더(214)에 관통 삽입되어 있다. Y축로드(256)의 양 끝단은 각각 X축구동체(248),(250)에 고정되어 있다. 이에 따라 슬라이더(214)는, Y축로드(256) 및 X축구동체(248),(250)의 X축방향의 이동에 따라 X축방향으로 이동한다.

X축로드(258)는 X축에 평행하게 배설되고, 슬라이더(214)에 관통 삽입되어 있다. X축로드(258)이 양 끝단은 각각 Y축구동체(252),(254)에 고정되어 있다. 따라서 X축로드(258)는 Y축로드(256)와 슬라이더(214) 내부에서 직교한다. 슬라이더(214)는 X축로드(258) 및 Y축구동체(252), (254)의 Y축방향의 이동에 따라 Y축방향으로 이동한다. 이 X축방향 및 Y축방향으로의 이동 조합에 의해 슬라이더(214)는 직 4각형평면(260) 내의 임의의 위치에 임의의 궤적으로 이동이 가능하게 된다. 또 슬라이더(214)에 Y축로드(256)와 X축로드(258)가 직교하도록 끼워 통해짐으로써, 슬라이더(214)는 평면 내에서 자전이 불능하고, 또한 X축방향과 Y축방향의 방향도 불변으로 된다.

또한, Y축로드(256) 및 X축로드(258)는, 적당한 강성(剛性)을 가진 금속로드로 구성하면 좋다.

(제 3 실시예)

제 3 실시예에 대하여 도 4와 함께 설명한다. 또한 제 3 실시예도 인덱스 테이블로서, 도 6∼도 9에 나타낸 종래의 기술 및 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 구성부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 설명은 생략한다.

제 3 실시예와 제 2 실시예와의 다른점은 회전테이블(200)이 복수(본 실시예에서는 4개) 설치되어 있는 점이다. 제 3 실시예에서는 복수의 회전테이블(200)이 동기회전하도록, 각 회전테이블(200)에는 레버편(210)이 고정되어 있으며, 이동체(28)에는 각 레버편(210)에 대응하여 연계부재(38)가 복수 장착되어 있다.

이동체(28)에 복수의 연계부재(38)를 장착하기 위하여, 십자형상의 지지부재(300)가 이동체(28)의 상면에 고정되어 있다. 이 십자형상의 지지부재(300)의 각 돌기부의 선단 근방에 각 연계부재(38)가, 각각 회전운동가능하게 장착되어 있다.

제 3 실시예에 의하면, 정밀도가 높은 아주 동일한 회전을 복수 동시에 얻을 수 있다. 따라서 이 회전운동기구를 사용하면, 기억매체의 카피나, 고정밀도의 제품의 가공을 효율좋게 행할 수 있다.

또한, 도 6∼도 9에 나타낸 종래 기술에 있어서도, 복수의 회전테이블(200)을 설치하여, 각 회전테이블(200)에 레버편(210)을 고정하고, 이동체(28)에 각 레버편(210)에 대응하여 복수의 연계부재(38)를 설치하면, 복수의 회전체(회전테이블)을 동기회전시킬 수 있다.

제 1 내지 제 3 실시예에서는 상술한 바와 같이, 레버편(110),(210)의 가장 바깥쪽을 이동체(28)로 구동함으로써, 회전테이블(100),(200)의 제어분해능력을 높게 할 수 있다. 따라서 레버편(110),(210)의 길이를 길게 하면, 볼나사 만큼 위치정밀도가 높지 않은 가이드수단 또는 구동수단, 예컨대 타이밍벨트와 타이밍풀리, 체인과 스프로켓 등을 서보모우터로 구동하여 이동체(28)를 X-Y방향으로 이동시키는 구조, 예컨대 미국특허 제 4,995,277 호 공보의 도 14에 나타낸 2차원운동기구라도 충분한 정밀도의 회전운동기구를 실현할 수 있다. 요컨대 이 회전운동기구는, 볼나사 이외의 가이드수단 또는 구동수단이라도 유효한 기구를 실현할 수 있는 발전성을 포함하는 기구이다.

도 5에 다른 구동수단의 1예를 나타낸다.

제 1 가이드수단인 1쌍의 X축가이드(312a),(312b)는 X축방향으로 평행하게 배설되어 있다. 제 2 가이드수단인 1쌍의 Y축가이드(324a),(324b)는 Y축방향으로 평행하게 배설되어 있다.

제 1 이동가이드인 X축이동가이드(로드)(328)는, 중앙에 대경부(338)가 형성되어 있다. X축이동가이드(328)의 양 끝단은 각각 Y축가이드(324a),(324b)에 연계되어 Y축방향으로 이동가능하게 되어 있다. 제 2 이동가이드인 Y축이동가이드(로드)(322)는 X축이동가이드(328)와 마찬가지로, 중앙에 대경부(도시하지 않음)가 형성되어 있다. 또한 Y축이동가이드(322)의 양 끝단은, 각각 X축가이드(312a),(312b)에 연계되어 X축방향으로 이동가능하게 되어 있다.

이동체(330)는 X축이동가이드(328)와 Y축이동가이드(322)상을 이동가능하다. 이동체(330)의 내부에는, 상기 대경부에 의해 챔버(340a),(340b),(340c),(340d)가 구획형성되어 있다. 이 챔버(340a),(340b),(340c),(340d)에 유체, 예컨대 공압, 유압, 수압을 선택적으로 공급함으로써 이동체(330)를 2차원운동시킬 수 있다. 이동체(330)는 상술한 각 실시예와 마찬가지로, 연계부재 및 안내부(도시하지 않음)를 통하여 회전체(회전테이블)가 회전가능하도록 되어 있다.

스토퍼(350)를 배설함으로써 이동체(330)의 이동량을 규제가능하기 때문에, 스토퍼(350)로 규정되는 4개소의 위치에 대하여 회전테이블의 위치결정을 행할 수 있다.

또, 유체의 유량을 조정하기 위한 수단, 예컨대 유량제어밸브를 사용하여 챔버(340a),(340b),(340c),(340d)로 공급하는 유체의 양을 조정하면, 이동체(330)를 임의의 궤적으로 이동시킬 수 있기 때문에, 회전테이블을 임의의 위치에 위치결정할 수 있다.

유체압에 의한 구동수단을 채용함으로써, 이동체(330)를 균형있게 2차원운동시킬 수 있다. 또 회전가능하게 설치된 건조물과 같은 매우 중량이 큰 회전체나, 회전체의 중량부하가 매우 큰 경우에 유효하다. 또한 유체압에 의한 구동수단으로서는, 도 5에 나타낸 예 이외에, X축구동체(318a),(318b) 및 Y축구동체(326a),(326b)를 유체압 실린더장치로 구동시키는 기구를 채용하는 것도 가능하다.

이동체를 2차원운동시키는 구동수단으로서는, 사용조건에 따라서는 상기 실시예에 한하지 않고, 예컨대 X축가이드를 따라 이동가능하게 설치된 서브이동체와, 이 서브이동체 상에 고정되어 Y축방향으로 뻗는 Y축가이드와, 이 Y축가이드를 따라 이동가능하게 설치된 이동체를 구비한 XY테이블을 이용할 수 있다. 또 수평 다관절로봇을 구동수단으로서 이용할 수도 있다.

그 외에, 회전테이블(100),(200)의 실제의 회전각도 등을 계측하기 위한 검출수단, 예컨대 로터리 인코더를 마련하여도 좋다. 또 제 1 이동가이드와 제 2 이동가이드는 로드가 아니고 플레이트 상에 고정된 직선이동가이드로 구성하고, 이동체(28)를 상기 직선이동가이드에 이동가능하도록 걸어맞춰도 좋다.

이상에서, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 여러 가지를 기술하였으나, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위에서 더 많은 개량을 시행할 수 있음은 물론이다.

Claims (9)

1. 2차원 평면 내에서 이동가능한 이동체와,

   이 이동체를 이동시키는 구동수단과,

   원형의 링형상으로 형성됨과 동시에, 상기 2차원평면과 평행인 면 내에 설치된 원주축받이와,

   이 원주축받이에 유지됨과 동시에, 축선을 중심으로 하여 회전가능한 회전체와,

   이 회전체의 적어도 한쪽 면에 설치됨과 동시에, 회전체의 상기 축선에 대하여 지름방향으로 설치된 안내부와,

   상기 이동체에 설치되고, 상기 회전체의 상기 축선과 평행인 축선을 중심으로 회동이 가능함과 동시에, 상기 안내부로 안내부의 긴쪽방향으로 이동가능하게 연계되고, 이동체의 이동에 따라 안내부를 통하여 회전체를 회전시키는 연계부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 안내부를 가진 회전체가 복수 설치되고,

   복수의 이 회전체를 동기회전시키기 위하여, 1개의 상기 이동체에는 각 안내부에 대응하여 상기 연계부재가 복수 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 안내부는, 한 끝단이 상기 회전체에 고정되고 다른 끝단이 이 회전체의 축선에 대하여 지름방향으로 뻗어 설치된 레버편인 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 2차원평면에 포함되는 제 1 방향으로 배설되어, 상기 이동체의 이 제 1 방향으로의 이동을 안내하는 제 1 가이드수단이 설치되고,

   상기 2차원평면에 포함되고, 상기 제 1 방향에 대하여 직각인 제 2 방향으로 배설되어, 상기 이동체의 이 제 2 방향으로의 이동을 안내하는 제 2 가이드수단이 설치되며,

   상기 구동수단은, 상기 이동체를 상기 제 1 방향으로 이동시키기 위한 제 1 구동수단과, 상기 이동체를 상기 제 2 방향으로 이동시키기 위한 제 2 구동수단으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 안내부를 가진 회전체가 복수 설치되고,

   복수의 이 회전체를 동기회전시키기 위하여, 1개의 상기 이동체에는 각 안내부에 대응하여서 상기 연계부재가 복수 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 안내부는, 한 끝단이 상기 회전체에 고정되고 다른 끝단이 이 회전체의 축선에 대하여 지름방향으로 뻗어 설치된 레버편인 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 가이드수단은, 상기 제 1 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 1 가이드이며,

   상기 제 2 가이드수단은, 상기 제 2 방향으로 평행하게 배설된 1쌍의 제 2 가이드이며,

   상기 제 1 가이드와 평행하게 배설되어, 각 끝단부가 각각 상기 제 2 가이드에 이동가능하게 연계되고, 제 2 가이드를 따라 상기 제 2 방향으로 이동가능한 제 1 이동가이드를 설치하며,

   상기 제 2 가이드와 평행하게 배설되어, 각 끝단부가 각각 상기 제 1 가이드에 이동가능하게 연계되고, 제 1 가이드를 따라 상기 제 1 방향으로 이동가능한 제 2 이동가이드를 설치하며,

   상기 이동체는, 상기 제 1 이동가이드와 제 2 이동가이드 상을 이동가능하고,

   상기 제 1 구동수단은, 상기 제 2 이동가이드를 상기 이동체와 함께, 상기 제 1 방향으로 이동시키며,

   상기 제 2 구동수단은, 상기 제 1 이동가이드를 상기 이동체와 함께, 상기 제 2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 안내부를 가지는 회전체가 복수 설치되고,

   복수의 이 회전체를 동기회전시키기 위하여, 1개의 상기 이동체에는 각 안내부에 대응하여 상기 연계부재가 복수 장착되어 있는 것을 특징으로 하는 회전운동기구.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 안내부는, 한 끝단이 상기 회전체에 고정되고 다른 끝단이 이 회전체의 축선에 대하여 지름방향으로 뻗어 설치된 레버편인 것인 특징으로 하는 회전운동기구.