JP5313673B2 - 工作物支持体装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前文に記載の工作物支持体装置に関する。この種の装置は、特に真空設備内で、工作物を加工するため、特に工作物をコーティングするために、使用される。

この種の概念の工作物支持体装置は、たとえば特許文献１から知られている。そこにおいて、基台が、主軸を中心に回転可能であって、かつ電動機によって駆動される。主軸を中心に等間隔で分配された工作物支持体の回転台を駆動するために、回転台にそれぞれ歯車が設けられており、その歯車が、主軸を同軸に包囲する、回転不能なリングギヤと噛合する。工作物支持体に回転可能に軸承された工作物ホルダは、それぞれ工作物ホルダに設けられた歯車が、工作物支持体の駆動軸を同軸に包囲する、基台に対して回転不能なリングギヤと噛合することによって、同様に回転される。

この既知の工作物支持体装置は、構造が比較的複雑である。歯車とリングギヤは、多くの場所を必要とし、工作物のコーティングに望ましくない方法で影響を与えるおそれがある。さらに、この装置は、高い温度と工作物の加工に使用される材料にもさらされる。このことが、機能障害、特に回転運動のブロッキングをもたらすおそれがある。与えられた寸法に基づいて、変速比は所定の限界内でしか選択できず、それが工作物ホルダの望ましくない急激な回転を強いることがある。もちろんそれは、中間変速によって制御されるが、それがまた構造をさらに複雑にして、スペース需要を増大させ、さらに摩擦とブロッキングのリスクを増大させる。

特許文献２から明らかにされる工作物支持体装置においては、工作物ホルダの回転は、基台に係止された連動子によってもたらされ、その連動子が工作物ホルダと一時的に係合する。この場合において、回転は間欠的であって、そのこと自体欠点となり、特にコーティングが複数の極めて薄い層から形成される場合に、工作物の品質を損ないかねない。
欧州特許１１５３１５５Ａ１ 独国特許１９８０３２７８Ａ１

本発明の課題は、構造が簡単で信頼できる、この種概念の工作物支持体装置を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴部分に記載の特徴によって解決される。

本発明によって得られる利点は、特に、本発明が２つあるいは好ましくは３つの回転軸を有するこの種概念の工作物支持体装置を極めて簡単かつ場所をとらないように構成することを許すことにある。それによって工作物ホルダの駆動装置は、容易に、工作物の加工に影響を与えないように、配置することができる。逆に、駆動装置は、工作物と同じ影響にさらされて、それによって損傷されないように、容易に保護することができる。工作物ホルダの角速度は、比較的簡単な手段によって広い範囲にわたって調節することができる。

以下、単に実施例を示すだけの図を用いて本発明を詳細に説明する。
本発明に係る工作物支持体装置の第１の実施形態（図１）によれば、固定の基台１上に、回転台３を有する工作物支持体２（図４も参照）が配置されており、その回転台は垂直の駆動軸４を中心に回転可能に基台１に軸承され、下方の端部の外側にリングギヤ５を支持しており（図４には図示されていない）、そのリングギヤとモータ６によって駆動される歯車７が噛合する。回転台３は、駆動軸４を中心にほぼ回転対称の、中央のパイプ部分８を有する、閉成されたハウジングとして形成されており、そのパイプ部分の間に駆動軸４に沿って互いに連続する張り出し部が設けられており、その張り出し部はそれぞれ円形リング状の底９、同様のカバー１０およびパイプ部分８に対して同心のアウターリング１１によって形成され、そのアウターリングはその外側端縁において底９と接続され、かつカバー１０の外側端縁を越えて少し突出している。

回転台３は、上述した張り出し部の各々において工作物ホルダ１３のグループ１２を支持しており、各工作物ホルダはそれぞれ同じ高さにおいて、駆動軸４を包囲する円周上に均一に分配されている。各工作物ホルダ１３は、駆動軸４に対して平行なホルダ軸を中心に回転可能であって、かつ、いまのところ回転台３の張り出し部の内部に位置するベース１４と、工作物１６を固定するためのマウント１５を有しており（図５も参照）、そのホルダはカバー１０に挿通された軸ピン１７上にベース１４と共に取り付けられている。さらに、ベース１４は、下方を向いた円錐状の尖端を備えた軸受ピン１８を有しており、その軸は軸ピン１７と同様にホルダ軸と一致し、かつ底９内に回転可能に軸承されており、その底において尖端が対応する切欠き内へ嵌入する。軸受ピン１８と軸ピン１７は、それぞれクランク状の中間部分によって結合されており、その中間部分はホルダ軸に対して平行の、しかしホルダ軸から離間している駆動ピン１９を有している。ベース１４は、実質的に横断面の変化しない、簡単な曲げ部品である。取り付けられたマウント１５は、上が開放した円筒状の切欠きを有しており、その中に工作物１６、たとえばフライスヘッドが差し込まれる。

変化された形態（図６）によれば、軸ピン１７と軸受ピン１８は、それぞれ高さに比較して厚く、従って円筒状に形成されており、軸ピン１７はマウント１５と一体化されており、かつ上方が開放した切欠きを有し、軸受ピン１８は下側に円錐状の切欠きを有し、その中に、底に設けられた突出部が嵌入して、軸承する。駆動ピン１９は、ここでもホルダ軸から離間している。

駆動軸４を中心に回転台に対して回転可能な駆動部分２０（図４には図示されていない）は、軸２１を有しており、その軸はたとえば四角棒として形成されており、駆動軸４内に位置し、グループ１２の各々の高さに駆動ディスク２２を支持している。駆動ディスク２２は、水平に方向付けされており、すなわち駆動ディスクが回転できないように結合されている軸２１に対して垂直の平面内にある。駆動ディスクは（図２、３も参照）、係止点２３において駆動軸４によって貫通されており、従動点２４としてのその中心点は係止点から偏心率Ｅだけ隔たっている。各工作物ホルダ１３の駆動ピン１９の、それぞれのホルダ軸からの距離は、同様に、いつでも偏心率Ｅに相当し、その偏心率は、駆動軸４に対して垂直の、駆動部分２０を有する水平の平面内で回転するベクトルと見なされる。

駆動ディスク２２の各々は、その高さに位置する工作物ホルダ１３のグループ１２の駆動ピン１９と、伝達部分２５によって結合されており、その伝達部分は、その端縁が駆動ディスク２２をぎりぎりで包囲する、中央の円形の結合切欠きを有し、かつ各工作物ホルダ１３のための駆動開口部２６を有しており、その駆動開口部を通して、前述の端縁によってぎりぎりで包囲される駆動ピン１９が突出しているので、伝達部分２５は駆動部分２０と共に、かつ工作物ホルダ１３と共にそれぞれ回転可能であるが、その他においては、わずかな遊びをもって結合されている。工作物ホルダ１３のベース１４が、図５に示すように形成されている場合に、ベースを極めて簡単に駆動開口部２６内へ挿通して、次にマウント１５を取り付けることができる。

図２、３に図式的にだけ示されている、伝達部分２５は（図７も参照）、上述した結合切欠きを包囲するインナーリング２７とアウターリング２８を有する平坦な打抜き部品として形成することができ、アウターリング内には、この場合において二十個の駆動開口部２６が、同じ数の工作物ホルダ１３と係合するために周面にわたって分配して設けられている。インナーリング２７とアウターリング２８は、径方向のスポーク２９によって結合されており、そのスポークは、この例においては中央の結合切欠きから始まる径方向のスリット３０によって弱体化されているので、スポークが破断すべき箇所を形成し、該当するグループ１２の工作物ホルダ１３のいずれかがブロックされた場合に、その破断すべき箇所が破断する。

軸２１は、基台１に固定された、中間トランスミッション３１の従動部と結合されている。その中間トランスミッションは、基台１と螺合されたベースプレート３２と駆動軸４を中心に回転可能に駆動軸上に軸承されたリングギヤ３３および中間トランスミッション３１の従動部と、従って軸２１と回転できないように結合されたサンギヤ３４を有する、遊星歯車機構として形成されており（図８、９）、そのサンギヤは同様に駆動軸４を中心に回転可能にベースプレート３２に軸承されている。サンギヤは、３つの等しいプラネタリピニオン３５によって包囲されており、そのプラネタリピニオンは駆動軸４に対して平行な軸を中心に回転可能であって、リングギヤ３３とも、サンギヤ３４とも噛合する。リングギヤ３３は、外側へ張り出す取っ手状の突出部３６を有しており、その突出部は回転台３が回転した場合にその回転台に当接するので、リングギヤ３３は回転台３が同じ方向にさらに回転した場合に回転台に対して回動できず、一緒に回転される。従って突出部３６は、中間トランスミッション３１のための駆動装置を形成する。中間トランスミッション３１は、さらに、ベースプレート３２に螺合された、軸２１のための中央の開口部を有するカバープレート３７によって閉鎖されている。

回転台３がモータ６によって駆動軸４を中心に回転された場合に、突出部３６が連動されて、中間トランスミッション３１のリングギヤ３３が一緒に回転されるので、駆動部分２０も駆動軸４を中心に、特に、広い領域から選択することができる、中間トランスミッション３１の変速比に従って、より大きい角速度で回転される。軸２１に偏心して固定されている駆動ディスク２２の各々によって、それぞれそれと協働する伝達部分２５が同様に、偏心率Ｅの長さに相当する半径の円運動に支配されるが、その場合に伝達部分は該当するグループ１２の工作物ホルダ１３の駆動ピン１９と係合していることに基づいて一緒に回転されない。駆動ピン１９は、伝達部分２５の運動によって連動されて、同様に、それぞれのホルダ軸を中心に偏心率Ｅの長さに相当する半径の円運動を実施し、それが同じホルダ軸を中心とする工作物ホルダ１３の対応する回転をもたらす。

上述した第１の実施例の形成は、多くの視点において、本発明の分野を逸脱することなしに、変更することができる。すなわち、軸を伝達部分と結合するために、駆動ディスクの代わりにクランクを設けることもでき、そのクランクはそれぞれ軸と回動不能に、かつ該当する伝達部分とは回転可能に結合されており、特に軸は、図５に示す工作物ホルダと同様に、クランク状の屈曲部を有することができる。伝達部分も、異なるように、たとえば星状に形成することができる。重要なことは、駆動軸を中心に回転可能な偏心した駆動部分が存在していることであって、すなわち偏心した従動点を有する駆動部分が、その従動点において伝達部分に回転可能に作用し、同様に偏心した駆動点を有する伝達部分が、それぞれの工作物ホルダに同様に回転可能に作用する。伝達部分を介して駆動される工作物ホルダの数は、広い範囲にわたって変化することができるが、各伝達部分は少なくとも２つの工作物ホルダと係合するので、管理されない運動を実施することはない。工作物ホルダは、駆動軸から種々の間隔で配置することもでき、それが、より密な配置を可能にする。また、１つおきのグループの工作物ホルダを、そのホルダがその下のグループのホルダに対向するように、下方へ向け、それぞれ一方または他方のホルダを弾性変位させることが可能であるので、そうしなければ固定が困難な工作物をそれぞれ下方と上方のホルダの間に挟持することができる。

駆動部分と伝達部分の間の結合は、玉軸受を介して形成することもでき、伝達部分と工作物ホルダ、特にその駆動ピンとの間の結合も同様である。中間トランスミッションは、別の駆動装置に代えることができ、あるいは駆動部分を基台に直接係止することもでき、もちろんその場合に工作物の方位は、それが駆動軸を中心に回転する間、基台に対して同一である。他の破断すべき箇所または付加的な破断すべき箇所を、たとえば、軸と駆動ディスクまたは駆動クランクの各々との間の結合部に、あるいは各工作物ホルダに、あるいはそれと伝達部材との結合部に、設けることもできる。回転台を閉鎖されたハウジングとして形成することは、それが駆動機構を、工作物がさらされる作用から保護する、という利点を有しているが、しかしそれによって他の形態が排除されることはない。そして、歯車の回りに複数の回転台を配置して、その歯車を介して共通のモータによって駆動することができる。

本発明に基づく工作物支持体装置の第２の実施形態が、図１０から明らかにされる。ここでは、第１の実施例に関連して説明したものに相当する、複数の工作物支持体２が、主軸３８の回りに配置されており、その主軸を中心に基台１がモータ３９によって回転可能である。リングギヤ５が、位置固定の歯車４０に噛合する。基台１の回転が、リングギヤ５と歯車４０の噛合によって、回転台３の各々がそれぞれの駆動軸４を中心に回転し、工作物支持体２が主軸３８を中心に回転することをもたらす。従って工作物支持体２は、それ自体知られているように、主軸３８を中心に回転する遊星要素を形成し、その遊星要素自体は、衛星部材として回転する工作物支持体１３によって回転され、その場合に唯一の駆動装置が全部の運動をもたらす。その他において、工作物支持体２の機能は、第１の実施例に関連して説明したものに正確に相当する。そこに記載されている、工作物支持体の形成の、図示の例からの変化は、ここでも同様に可能である。

第１の実施形態に基づく本発明に係る工作物支持体装置の軸断面を図式的に示している。 図１の一部を示している。 図２の一部を上面で示している。 第１の実施形態に基づく本発明に係る工作物支持体装置の一部を部分的に切断して示している。 第１の実施形態に基づく本発明に係る工作物支持体装置の工作物ホルダの一部を示している。 変形された仕様の工作物ホルダを示している。 第１の実施形態に基づく本発明に係る工作物支持体装置の伝達部分を示している。 第１の実施形態に基づく本発明に係る工作物支持体装置の中間トランスミッションの上面図である。 中間トランスミッションを通る、図８のIX−IX線に沿った断面図である。 第２の実施形態に基づく本発明に係る工作物支持体装置を図式的に示す軸断面図である。

符号の説明

１ 基台
２ 工作物支持体
３ 回転台
４ 駆動軸
５ リングギヤ
６ モータ
７ 歯車
８ パイプ部分
９ 底
１０ カバー
１１ アウターリング
１２ グループ
１３ 工作物ホルダ
１４ ベース
１５ ホルダ
１６ 工作物
１７ 軸ピン
１８ 軸受ピン
１９ 駆動ピン
２０ 駆動部分
２１ 軸
２２ 駆動ディスク
２３ 係止点
２４ 従動点
２５ 伝達部分
２６ 駆動開口部
２７ インナーリング
２８ アウターリング
２９ スポーク
３０ スリット
３１ 中間トランスミッション
３２ ベースプレート
３３ リングギヤ
３４ サンギヤ
３５ プラネタリピニオン
３６ 突出部
３７ カバープレート
３８ 主軸
３９ モータ
４０ 歯車

Claims (14)

1. 少なくとも１つの工作物支持体（２）を有する工作物支持体装置であって、前記工作物支持体が、
   駆動軸（４）を中心に回転可能に基台（１）に軸承された回転台（３）と、
   同様に駆動軸（４）を中心に基台（１）に対して回転可能な駆動部分（２０）と、
   前記駆動軸（４）から隔たり、かつ同駆動軸に対して平行なホルダ軸を中心に回転可能に回転台（３）に軸承された複数の工作物ホルダ（１３）を有する、ものにおいて、
   前記工作物ホルダ（１３）を前記回転台（３）に対して回転させるために、少なくとも１つの伝達部分（２５）が設けられており、
   前記伝達部分が、
   一方で、前記駆動軸（４）から偏心率（Ｅ）だけ隔たった従動点（２４）において前記駆動部分（２０）と係合し、
   他方で、それぞれ、同一の偏心率（Ｅ）だけホルダ軸から隔たった駆動点において少なくとも２つの工作物ホルダ（１３）と回転可能に係合する、
   ことを特徴とする工作物支持体装置。
2. 前記駆動部分（２０）が、前記駆動軸（４）に対して垂直に方位付けされた駆動ディスク（２２）を有しており、
   前記駆動ディスクの中心点が前記従動点（２４）を形成し、かつ、
   前記駆動ディスクが、前記駆動軸（４）上に位置する係止点（２３）に保持されており、
   前記伝達部分（２５）が円形の結合切欠きを有しており、前記結合切欠きの端縁が前記駆動ディスク（２２）を包囲する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の工作物支持体装置。
3. 各工作物ホルダ（１３）が、ホルダ軸に対して平行な、横断面の丸い駆動ピン（１９）を有しており、前記駆動ピンが、前記伝達部分（２５）に設けられた、対応する駆動開口部（２６）と係合する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の工作物支持体装置。
4. 各工作物ホルダ（１３）が、
   前記ホルダ軸を中心に回転可能に前記回転台（３）に軸承された軸ピン（１７）を備えた、前記駆動点が設けられているベース（１４）と、
   前記軸ピン（１７）に取り付けられた、工作物（１６）を固定するためのマウント（１５）と、を有している、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の工作物支持体装置。
5. 各工作物ホルダ（１３）が、
   前記ホルダ軸を中心に回転可能に前記回転台（３）に軸承された軸ピン（１７）を備えた、前記駆動点が設けられているベース（１４）と、
   前記軸ピン（１７）に取り付けられた、工作物（１６）を固定するためのマウント（１５）と、を有し、
   各工作物ホルダ（１３）の前記ベース（１４）が、
   前記ホルダ軸を中心に回転可能に回転台（３）に軸承された軸受ピン（１８）と、クランク状に側方へ屈曲された中間部分とを有しており、
   前記中間部分が前記軸受ピン（１８）を前記軸ピン（１７）と結合し、かつ前記駆動ピン（１９）を有している、
   ことを特徴とする請求項３に記載の工作物支持体装置。
6. 前記回転台（３）が、閉成されたハウジングとして形成されており、
   前記ハウジングが前記駆動部分（２０）と各伝達部分（２５）、さらに各々の工作物ホルダ（１３）の前記ベース（１４）の、駆動点が設けられている部分を包囲し、
   前記ベースの前記軸ピン（１７）が、前記ハウジングを通して外側へ導出されている、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の工作物支持体装置。
7. 前記工作物支持体（２）が、
   前記駆動軸（４）の回りに同じ高さで配置された工作物ホルダ（１３）のグループ（１２）と、前記グループ（１２）のすべての工作物ホルダ（１３）と係合する伝達部分（２５）と、を有している、
   ことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の工作物支持体装置。
8. 前記工作物支持体（２）が、
   前記駆動軸（４）の回りに同じ高さで配置された工作物ホルダ（１３）のグループ（１２）であって、前記グループ（１２）の工作物ホルダ（１３）が、前記駆動軸（４）を取り巻く円周上に均一に分配されている前記グループ（１２）を有し、かつ、
   前記グループ（１２）のすべての工作物ホルダ（１３）と係合する伝達部分（２５）を有し、前記伝達部分（２５）が、同様に前記伝達部分（２５）にわたって分配された駆動開口部（２６）を備えたリングを有している、
   ことを特徴とする請求項３から６のいずれか一項に記載の工作物支持体装置。
9. 前記工作物支持体（２）が、前記駆動軸（４）に沿って分配された、複数グループ（１２）の工作物ホルダ（１３）を有している、
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の工作物支持体装置。
10. 前記駆動部分（２０）が、前記基台（１）と、前記回転台（３）が回転する場合に前記回転台とは異なる角速度で前記基台（１）に対して回転するように、作用結合されている、
    ことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の工作物支持体装置。
11. 前記駆動部分（２０）が、前記基台（１）に係止された中間トランスミッション（３１）の従動部と回動不能に結合されており、
    前記中間トランスミッションの駆動部が前記回転台（３）と、その回転運動によって連動されるように、結合されている、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の工作物支持体装置。
12. 前記中間トランスミッション（３１）が、前記駆動部と結合されたリングギヤ（３３）、
    前記従動部と結合され、前記リングギヤ（３３）によって同軸に包囲されるサンギヤ（３４）および前記リングギヤ（３３）とも前記サンギヤ（３４）とも噛合する、少なくとも１つのプラネタリピニオン（３５）を有する、遊星歯車機構として形成されている、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の工作物支持体装置。
13. 複数の工作物支持体（２）を有しており、前記工作物支持体の駆動軸（４）が、主軸（３８）に対して平行であって、前記主軸を中心に基台（１）が回転可能であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の工作物支持体装置。
14. 前記工作物支持体（２）が前記主軸（３８）を包囲し、かつ各工作物支持体（２）の回転台（３）がリングギヤ（５）を支持しており、前記リングギヤが前記主軸（３８）に対して同軸の、固定配置の歯車（４０）と噛合することを特徴とする請求項１３に記載の工作物支持体装置。

Images