(57)【要約】【課題】回転の位置決め精度を高くすることができ、また、装置全体の大きさを小型にすることができる位置決めテーブルを提供する。【解決手段】ベッド１１に対してテーブル１２が相対的に回転可能な回転位置決めテーブルにおいて、ベッド１１とテーブル１２との間には、ベッド１１に対してテーブル１２が相対的に回転するのを案内する案内装置１３，１３が介在される。案内装置１３は、転動体が転動可能な曲線形状の転動体転走溝１６が長手方向に沿って形成される軌道レール１４と、軌道レール１４の転動体転走溝１６に対向する負荷転動体転走溝１８が形成され、軌道レール１４を跨るように組み付けられる鞍状のブロック１５と、軌道レール１４の転動体転走溝１６とブロック１５の負荷転動体転走溝１８との間を転がり運動する複数のボールと、を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベッドに対してテーブルが相対的に回転可能な回転位置決めテーブルにおいて、
前記ベッドと前記テーブルとの間には、前記ベッドに対して前記テーブルが相対的に回転するのを案内する案内装置が介在され、
前記案内装置は、
転動体が転動可能な曲線形状の転動体転走部が長手方向に沿って形成される軌道レールと、
前記軌道レールの前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部が形成され、前記軌道レールを跨るように組み付けられる鞍状のブロックと、
前記軌道レールの前記転動体転走部と前記ブロックの負荷転動体転走部との間を転がり運動する複数の前記転動体と、を備えることを特徴とする回転位置決めテーブル。
【請求項２】
前記軌道レールは、
前記転動体転走部が形成される軌道レール本体と、
前記軌道レール本体から側方に張り出すと共に、前記ベッド又は前記テーブルに取り付けるための取付け部が形成されたフランジ部と、を有し、
前記軌道レールは、前記フランジ部の前記取付け部を利用して前記ベッド又は前記テーブルに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載の回転位置決めテーブル。
【請求項３】
前記軌道レールの前記転動体転走部は、平面図上円の一部のみを構成する円弧形状に形成され、
一対の案内装置が、前記テーブルの回転中心線を挟んで向かい合うように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転位置決めテーブル。
【請求項４】
一対の前記案内装置が、前記テーブルの回転中心線と直交する一方向における両端部に配置され、
前記ベッドと前記テーブルとの間には、前記案内装置から平面図上位置をずらして、
前記ベッドに対して前記テーブルを相対的に回転させる駆動源、並びに前記ベッドに対する前記テーブルの回転角度を検知する測定器が配置されることを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の回転位置決めテーブル。
【請求項５】
前記駆動源は、直線運動可能な駆動部を有し、
前記駆動部と前記テーブルは、前記テーブルが回転運動するのを許容する継手を介して連結されることを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の回転位置決めテーブル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベッドに対してテーブルが相対的に回転可能な回転位置決めテーブルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示されるように、高剛性なテーブル１とベッド２を使用し、テーブル１を支える軸受にクロスローラベアリング３を組み込んだ回転位置決めテーブルが知られている。クロスローラベアリング３は、９０°のＶ溝形状のローラ転走部が形成された内輪４と９０°のＶ溝形状のローラ転走部が形成された外輪５との間に、複数のローラ６・・・がその軸線が交互に直交するように配列された構造になっている。このクロスローラベアリング３は、１個のベアリングで、ラジアル荷重、アキシアル荷重及びモーメント荷重などのあらゆる方向の荷重を負荷することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
クロスローラベアリング３を使用した場合、外輪５及び内輪４の全周にわたってローラ転走部を高精度に加工するのは困難であるので、テーブル１の回転に伴いテーブル１に僅かながらラジアル方向の振れやアキシアル方向の振れが生じる。テーブル１の角度を例えば秒単位（すなわち１度の１／３６００）で位置決めしようとすると、このような振れも無視することができない。
【０００４】
また、外輪５と内輪４との間に全周にわたって複数のローラ６・・・が収容されているので、内輪４に対して外輪５を回転させるときのフリクション（特に回転し始めの時点におけるフリクション）が大きく、このフリクションにより微小な角度の位置決めがし難くなる。
【０００５】
さらに図７に示されるように、内輪４を固定するために内輪４の内部に突出する突出部２ａ、及び内輪４を押える押え蓋７を設ける必要があるので、位置決めテーブルの高さが高くなったり、クロスローラベアリングの内部に駆動源等の部品を配置することが困難になり、これによりテーブル１の外側に駆動源等を配置しなければならなくなったりする。ＤＤモータ（ダイレクトドライブモータ）を使用すると、クロスローラベアリング３の内部に駆動源を収容できるようになるが、やはり位置決めテーブル全体の高さが高くなってしまう。回転位置決めテーブルはＸ軸、Ｙ軸等の移動機構が積み重ねられることが多く、位置決めテーブル全体の高さが高くなると、これらの移動機構を積み重ねたときの精度を保証し難くなる。
【０００６】
そこで本発明は、回転の位置決め精度を高くすることができ、また、装置全体の大きさを小型にすることができる位置決めテーブルを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、ベッドに対してテーブルが相対的に回転可能な回転位置決めテーブルにおいて、前記ベッドと前記テーブルとの間には、前記ベッドに対して前記テーブルが相対的に回転するのを案内する案内装置が介在され、前記案内装置は、転動体が転動可能な曲線形状の転動体転走部が長手方向に沿って形成される軌道レールと、前記軌道レールの前記転動体転走部に対向する負荷転動体転走部が形成され、前記軌道レールを跨るように組み付けられる鞍状のブロックと、前記軌道レールの前記転動体転走部と前記ブロックの負荷転動体転走部との間を転がり運動する複数の前記転動体と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
テーブルの回転を案内する案内装置として、軌道レールとブロックとで構成される案内装置を用いれば、クロスローラベアリングのように外輪及び内輪の全周にわたって転動体転走部の加工精度を高めなくても、軌道レールの転動体転走部、並びにブロックに形成される負荷転動体転走部の加工精度を高めておけば、テーブルのアキシアル方向及びラジアル方向の振れを抑制することができる。したがってテーブルの角度の位置決め精度を向上させることができる。また、外輪と内輪との間の全周にわたって複数のローラが収容されているクロスローラベアリングに比べ、軌道レールに対してブロックを回転させるときのフリクションも小さくすることができ、この点からも角度の位置決め精度を向上させることができる。
【０００９】
前記軌道レールは、前記転動体転走部が形成される軌道レール本体と、前記軌道レール本体から側方に張り出すと共に、前記ベッド又は前記テーブルに取り付けるための取付け部が形成されたフランジ部と、を有し、前記軌道レールは、前記フランジ部の前記取付け部を利用して前記ベッド又は前記テーブルに取り付けられるのが望ましい。
【００１０】
この発明によれば、フランジ部の取付け部を軌道レール本体の転動体転走部から離すことができ、これにより、軌道レールをベッド又はテーブルに取り付ける際に発生する締付けトルクあるいはボルト推力等によって、軌道レール本体の転動体転走部がひずむのを抑制することができる。したがって、テーブルのアキシアル方向及びラジアル方向の振れを抑制することができる。
【００１１】
前記軌道レールの前記転動体転走部は、平面図上円の一部のみを構成する円弧形状に形成され、一対の案内装置が、前記テーブルの回転中心線を挟んで向かい合うように配置されるのが望ましい。
【００１２】
この発明によれば、案内装置がテーブルの必要な回転角度分のみの回転運動を安定して案内する。
【００１３】
一対の前記案内装置が、前記テーブルの回転中心線と直交する一方向における両端部に配置され、前記ベッドと前記テーブルとの間には、前記案内装置から平面図上位置をずらして、前記ベッドに対して前記テーブルを相対的に回転させる駆動源、並びに前記ベッドに対する前記テーブルの回転角度を検知する測定器が配置されることが望ましい。
【００１４】
この発明によれば、駆動源及び測定器をテーブル内に収めることができ、したがって装置全体をコンパクトにすることができる。また、一対の案内装置がテーブルの回転中心線と直交する一方向における両端部に配置されるので、テーブルを安定して案内することができたり、必要に応じてテーブルを中抜き（すなわちテーブルの中心部分を抜く）したりできる。
【００１５】
前記駆動源は、直線運動可能な駆動部を有し、前記駆動源の前記直線運動部と前記テーブルは、前記テーブルが回転運動するのを許容する継手を介して連結されることが望ましい。
【００１６】
この発明によれば、駆動部の直線運動をテーブルの回転運動に円滑に変換することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施形態における回転位置決めテーブルの斜視図を示す。この回転位置決めテーブルでは、ベッド１１に対してテーブル１２が、例えば±３°，５°等の限られた所定角度範囲内で水平面内を回転する。テーブル１２の回転角度は例えば１秒，２秒等の秒単位でカウンタ等に読み取られる。テーブル１２を駆動する方式としては、この図に示されるようにマニュアル方式が採用されてもよいし、モータによって駆動するモータ方式を採用してもよい。
【００１８】
図２はテーブルを取り外した状態の回転位置決めテーブルの平面図を示し、図３は図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面図を示す。ベッド１１とテーブル１２との間には、ベッド１１に対してテーブル１２が相対的に回転するのを案内する例えば一対の案内装置１３，１３が介在される。一対の案内装置１３，１３は、テーブル１２の回転中心線Ｐを挟んで向かい合うように配置される。またテーブル１２からみれば、一対の案内装置１３，１３がテーブル１２の回転中心線Ｐと直交する一方向における両端部に配置される。
【００１９】
各案内装置１３は、ベッド１１側に取り付けられる軌道レール１４と、テーブル１２側に取り付けられるブロック１５，１５とを有する。軌道レール１４は、平面図上曲線形状、具体的には曲率半径が一定の円弧形状に形成される。軌道レール１４の曲率中心はテーブルの回転中心線Ｐに一致する。これにより、ブロック１５，１５は軌道レール１４に沿って、テーブル１２の回転中心線Ｐを中心とした円弧上をスライドするようになる。
【００２０】
図４は案内装置１３の詳細図（図中（Ａ）は平面図、図中（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図）を示す。案内装置１３の軌道レール１４は、平面図上円弧形状に形成される軌道レール本体１４ａと、軌道レール本体１４ａから側方に張り出すフランジ部１４ｂとを有する。軌道レール本体１４ａの両側面には、長手方向に沿って転動体としてのボールが転動可能な転動体転走溝１６，１６（転動体転走部）が形成される。この転動体転走溝１６，１６も平面図上曲線形状、具体的には曲率半径一定の円弧形状に形成される。そして、転動体転走溝１６，１６の曲率中心はテーブル１２の回転中心線Ｐ上に位置する。また転動体転走溝１６，１６の断面形状は、図中（Ｂ）に示されるように、ボールの外形形状に合わせた円弧形状に形成される。
【００２１】
軌道レール１４のフランジ部１４ｂには、軌道レール１４をベッド１１に取り付けるための取付け部としての取付け穴１７，１７が形成される。この取付け穴１７，１７に例えばボルトを通し、ベッド１１にボルトをねじ込むことによって、軌道レール１４がベッド１１に取り付けられる。
【００２２】
軌道レール１４に組み付けられるブロック１５は、軌道レール本体１４ａを跨る鞍状に形成される。ブロック１５の内側面には、軌道レール本体１４ａの両側面に形成された転動体転走溝１６，１６に対向する、平面図上円弧状の負荷転動体転走溝１８，１８（負荷転動体転走部）が形成される。またブロック１５には、負荷転動体転走溝１８，１８と平行に無負荷戻し通路１９，１９が形成されると共に負荷転動体転走溝１８，１８と無負荷戻し通路１９，１９を繋ぐ一対のＵ字状の方向転換路が形成される。Ｕ字状の方向転換路はブロック１５の両端部に設けられるエンドプレート２０，２０に形成されている。これら負荷転動体転走溝１８、無負荷戻し通路１９及びＵ字状の方向転換路によってサーキット状のボール循環路が形成される。ボール循環路には、複数のボールが収容される。軌道レール１４に対してブロック１５がスライドするのに伴い、複数のボールは、軌道レール１４の転動体転走溝１６とブロック１５の負荷転動体転走溝１８との間の負荷転走路を転がり運動し、そして、一方の方向転換路、無負荷戻し通路及び他方の方向転換路を順次通過し、再び負荷転走路に戻る。
【００２３】
テーブル１２の回転運動を円滑に案内するためには、案内装置１３の軌道レール１４の曲率中心をテーブル１２の回転中心線Ｐ上に正確に一致させる必要がある。このため、図３に示されるように、案内装置１３をベッド１１に取り付ける前に、取付けのための基準面２３をその外周に有する突き当て部材２２をベッド１１に取り付ける。その後、案内装置１３の軌道レール１４を基準面２３に押し当てながら、フランジ部１４ｂの取付け穴１７を利用して軌道レール１４をベッド１１に取り付ける。案内装置１３をベッド１１に取り付け終わったら、突き当て部材２２がベッド１１から取り外される。
【００２４】
図２及び図５に示されるように、ベッド１１とテーブル１２との間には、案内装置１３，１３から平面図上位置をずらして、ベッド１１に対してテーブル１２を相対的に回転させる駆動源２５、並びにベッド１１に対するテーブル１２の回転角度を検知する測定器２６が配置される。
【００２５】
駆動源２５は、マイクロメータのようにねじ機構によって直線運動可能な駆動部２７を有する。テーブル１２の下面には、テーブル１２に回転の駆動力を与えるための軸部２８が突出して設けられる。駆動部２７と軸部２８とは、継手２９を介して連結される。継手２９は板ばねをたわみ材として使用し、駆動部２７の直線運動に対して軸部２８が曲線運動するのを許容する。これにより、駆動部２７の直線運動が軸部２８の曲線運動に円滑に変換される。なお、この実施形態では駆動源として、マイクロメータのように手動で駆動部を進退させているマニュアル方式が採用されているが、モータ及びボールねじの組み合わせて自動的にナット又はねじ軸からなる駆動部を進退させるモータ方式も採用できる。
【００２６】
図２及び図６に示されるように、テーブル１２には、スケール部材として例えば板状のガラススケール３１が取り付けられる。ガラススケール３１には、多数の縞状の目盛りが金属をスパッタリングすること等によって形成されている。一方ベッド１１には、ブラケット３３を介してガラススケール３１の目盛りを読み取る光センサ３２が取り付けられる。この光センサ３２とガラススケール３１とが光学式エンコーダを構成する。光センサ３２に対してガラススケール３１が回転することによって、テーブル１２の回転角度が検出される。光センサ３２の電気信号はフレキシブルケーブルを介して図示しないカウンタ等に出力される。カウンタ等はこの信号に基づいてテーブル１２の回転角度を演算する。
【００２７】
駆動源２５により駆動部２７を直線運動させると、駆動部２７の直線運動がテーブル１２の回転運動に変換される。テーブル１２の回転運動は、ベッド１１とテーブル１２との間に設けた案内装置１３，１３に案内される。案内装置１３の軌道レール１４に形成される転動体転走溝１６、並びにブロック１５に形成される負荷転動体転走溝１８の精度を高めておけば、テーブル１２のアキシアル方向及びラジアル方向の振れを抑制することができる。またクロスローラベアリングに比べ、軌道レール１４に対してブロック１５を回転させるときのフリクションも小さくすることができる。
【００２８】
なお本発明は上記実施形態に限られることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々変更可能である。例えば軌道レールは平面図上円弧形状に限られることはなく、円形状に形成されてもよい。また案内装置の個数、配置はテーブルに加わる荷重によって種々変更可能であり、案内装置の軌道レールをテーブル側に取付け、ブロックをベッド側に取り付けても良い。さらにベースの底面に対するテーブル上面の平行度を向上させるために、スイベルステージを組み合わせても良いし、Ｘ軸、Ｙ軸等移動機構を積み重ねても良い。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、案内装置の軌道レールの転動体転走面、並びにブロックに形成される負荷転動体転走面の加工精度を高めておけば、テーブルのアキシアル方向及びラジアル方向の振れを抑制することができる。したがってテーブルの角度の位置決め精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における回転位置決めテーブルの斜視図。
【図２】テーブルを取り外した状態の回転位置決めテーブルの平面図。
【図３】図２のＩＩＩ―ＩＩＩ線断面図。
【図４】案内装置の詳細図（図中（Ａ）は平面図であり、図中（Ｂ）はＢ−Ｂ線断面図である）。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図。
【図６】図２のＶＩ−ＶＩ線断面図。
【図７】従来の回転位置決めテーブルを示す断面図。
【符号の説明】
１１・・・ベッド
１２・・・テーブル
１３・・・案内装置
１４・・・軌道レール
１４ａ・・・軌道レール本体
１４ｂ・・・フランジ部
１５・・・ブロック
１６・・・転動体転走溝（転動体転走部）
１７・・・取付け穴（取付け部）
１８・・・負荷転動体転走溝（負荷転動体転走部）
２５・・・駆動源
２６・・・測定器
２７・・・駆動部
２９・・・継手
Ｐ・・・回転中心線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004308771.tif 000008
【図７】
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