(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単な構造で高精度の角度補正が可能であり、かつ、回転テーブルの周囲から突出するものが少ない回転位置決めステージの提供。【解決手段】本体２、回転テーブル３、シャフト６、ステッピングモータ５及び板カム４を備える。回転テーブル３の下面側にステッピングモータ５を配置してその出力軸９を回転テーブル３のシャフト６と平行に配置する。板カム４を回転テーブルの下面側であって、回転テーブル３とステッピングモータ５との間にこれらと重合させて配置する。回転テーブル３から突出させた駆動ピン１３を板カム４のカム周面に当接させるとともに、駆動ピン１３を板カム側へ常時付勢する手段を設ける。【選択図】図１
0003133886.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
本体に回転自在に支持された回転テーブルを板カムで角度送り回転させる構造であって、板カムは回転テーブルと本体との間にこれらと重なる状態で配置されるとともに、回転テーブルの回転軸線と板カムの回転軸線が平行となる配置にしてあることを特徴とした回転位置決めステージ。
【請求項２】
回転テーブルの下面に駆動ピンが固定され、回転テーブルと本体とにわたり設けた付勢手段により、駆動ピンが常時、板カムのカム周面に当接される構造としてあることを特徴とした請求項１に記載の回転位置決めステージ。
【請求項３】
本体に回動自在に支持されたシャフトと、シャフトの上端側にシャフトの回転軸線と直交するワーク載置面を有する回転テーブルと、本体に固定されるステッピングモータと板カムを備え、回転テーブルの下面側にステッピングモータを配置してその出力軸を回転テーブルのシャフトと平行に配置し、板カムを回転テーブルの下面側であって、回転テーブルとステッピングモータの間に配置してステッピングモータの出力軸に取付け、回転テーブルの下面であって前記板カムのカム周面と当接する位置に駆動ピンを固定する一方、駆動ピンを板カム側へ常時付勢する手段を回転テーブルと本体とにわたり設けてあることを特徴とした回転位置決めステージ。
【請求項４】
回転テーブルのシャフトは筒状であって、中空部が回転テーブルの載置面まで貫通していることを特徴とした請求項３に記載の回転位置決めステージ。
【請求項５】
回転テーブルとシャフトが一体に成形されていることを特徴とした請求項３又は４に記載の回転位置決めステージ。
【請求項６】
回転テーブルと板カムとステッピングモータを備え、回転テーブルはその周縁部で本体に回動自在に支持され、ステッピングモータは出力軸を回転テーブルの回転軸線と平行に配置され、平面視において板カムと共に全体が回転テーブルの平面視域内に納められ、ステッピングモータの出力軸に板カムが取付けられ、回転テーブルの下面に設けた駆動ピンが板カムのカム周面に当接し、回転テーブルと本体とにわたり駆動ピンを常時板カムの周面に押圧する付勢手段が設けられていることを特徴とした回転位置決めステージ。
【請求項７】
ステッピングモータの出力軸と本体との間に軸受けを設けてあることを特徴とした請求項３〜６のいずれかひとつに記載の回転位置決めステージ。
【請求項８】
付勢手段は、本体の上面に形成した回転テーブルの弦方向の溝に装填したコイルスプリングと回転テーブルの下面に固定したスプリングピンを備え、コイルスプリングによってスプリングピンが常時押圧される構造であることを特徴とした請求項２〜６のいずれか一つに記載の回転位置決めステージ。
【請求項９】
付勢手段は、本体の側面に形成した回転テーブルの弦方向の孔に装填したコイルスプリングと回転テーブルのシャフトから突出させたスプリングピンを備え、コイルスプリングによってスプリングピンが常時押圧される構造であることを特徴とした請求項２〜６に記載の回転位置決めステージ。
【請求項１０】
本体に回転自在に支持された回転テーブルを板カムで角度送り回転させる構造であって、板カムは２枚を組み合わせた共役カムであって、回転テーブルと本体との間にこれらと重なる状態で配置され、回転テーブルの回転軸線と板カムの回転軸線が平行となる配置にしてあることを特徴とした回転位置決めステージ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この考案は、ワーク（処理対象物）の角度補正をする装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動組立て機や検査機での搬送途中あるいは組立て・検査の工程において、正確な加工・組立てあるいは検査を行うためには対象物であるワークを正しい角度位置に配置することが重要である。
この目的のため、ワークを回転テーブル上に載置し、別途検出されたワークの角度的なずれ（回転方向のずれ)に基づいて、回転テーブルを回転させ角度位置を補正する回転ステージが提供されている（特許文献１〜３）。
【０００３】
特許文献１の回転ステージは、回転型軸受けを有する載置台（ステージ）１を圧電素子を駆動源とするアクチュエータ（インチワーム）６によって載置台１を微小回転させるものである。また、この文献１には従来例としてパルスモータ５で駆動されるボールねじ３を用いたものも記載されている。ボールねじをウォームギアとすることは容易に想到できる。
【０００４】
特許文献２が開示するウェハ１０などの円板形状体を位置決めする装置は、回転ステージ２上に載置したウェハ１０などの円板形状体の角度位置を補正するもので、回転ステージ２の回転中心とウェハ１０の中心位置との位置ずれ角度と位置ずれ距離を検出し、位置ずれ角度に応じて回転ステージを角度補正し、かつ、位置ずれ距離だけ回転ステージそのものを移動させて距離補正するものである。
特許文献３の多自由度位置決めステージは、ボールジョイント４を中心にテーブル２を旋回調節可能に構成したもので、テーブル２の旋回による位置補正は、第１〜第３のスライダ機構１０ａ〜１０ｃにおけるそれぞれのスラスタ部１１の位置を調整することでθｘ、θｙ、θｚ方向の角度を補正することによっている。
【０００５】
【特許文献１】実開昭６３−８１２９１号公報
【特許文献２】特開平１０−７０１７７号公報
【特許文献３】特開平１１―１１４７５１号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１の回転ステージは高精度に角度位置の補正を行えるものであるが、アクチュエータ６と載置台１の回転角度を検出するための検出器７は、載置台１の外周縁よりも外側に配置され、これらの出力端や検出端は載置台１から外方へ突出した突出部に接している。特許文献１が開示する装置としての構造は原理的なものであり、この文献は回転位置決めステージを小型で使いやすいものにするとの技術的思想を開示するものではない。
【０００７】
特許文献２の装置は、回転ステージ２を角度補正するための回転機構と距離補正するための直線移動機構が必要であり、構造が複雑である。また、直線移動機構に溝カム４を利用すること及びこれを外周面がカム面である板カムとしてもよい趣旨の記載（同公報段落００４７）があるが、この板カムは回転ステージ２の全体を直線移動させる距離補正のために用いられるものであり、角度補正のためではない。
【０００８】
特許文献３の位置決めステージ３は、多面体切削加工を行うワークの姿勢や反射鏡、追尾用パラボラアンテナなど対象物の姿勢を三次元的に調整しようとするもので、構造が複雑である。組立て・検査の工程において、ワークの角度補正のために、ワークを載置するテーブルが三次元的に位置調整（旋回）させる必要は少ない。
【０００９】
この他、従来技術には、回転テーブルを３６０度回転させるものがあるが、実際の角度補正のためには、１０度程度の回転（角度回転）が可能であれば充分である。
一方、回転テーブルをステッピングモータでダイレクトに駆動することも考えられるが停止角度誤差が大きいので、高精度な位置決めには適さない。
【００１０】
いずれにしても、従来の回転位置決めステージは、構造が複雑であったり、必要以上に多機能なために、初期位置の調整やメインテナンスに時間を要することが多い。また、回転テーブルの周辺に突出物があって、組立てラインや検査ラインに組み込む際に支障をきたすことが多い。
この考案は、簡単な構造で高精度の角度補正が可能であり、回転テーブルの周囲から突出するものが少なく、上下寸法を小さくできてラインに組み込みやすい回転位置決めステージの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本体に回転自在に支持された回転テーブルを板カムで回転させる（角度送り）構造とする。この場合、板カムは回転テーブルと本体との間にこれらと重なる状態で配置する。
また、回転テーブルの回転軸線と板カムの回転軸線が平行となる配置にする。
板カムは手動で回転させることもあるが、多くはステッピングモーターを利用する。
回転テーブルは、通常、シャフトで本体に回転可能に支持されるが、周縁部で本体へ回転可能に支持させることもある。
【考案の効果】
【００１２】
回転テーブルの微小回転に板カムを利用すること、板カムを回転テーブルと本体との間に重なる状態で配置すること及び回転テーブルの回転軸線と板カムの回転軸線を平行に配置することにより、回転テーブルを駆動するための部材が回転テーブルの外周よりも外側へ突出することが少なく、場合によっては駆動機構を平面視において回転テーブルの領域内に納めてしまうこともできる。
【００１３】
外周をカム面とした板カムは薄く形成することができるので、これを回転テーブルと本体との間に重なる状態で配置することと合わせて、回転位置決めステージの高さを圧縮することができる。
板カムにおけるカム曲線のリードと回転テーブルの回転軸線から回転テーブルと板カムとの接点距離とによって、回転テーブルの角度送り回転を高精度に、かつ、簡単に設定することができる。
カムは３６０度以内で回転させればよいので、０．１秒以下の高速で角度補正を行うことができる。また、カムによる位置調整であるため位置決め精度、繰り返し精度が高い。
構造が簡単で安価であり、また、カムの交換も容易でメインテナンスが容易である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１４】
実施例１
【実施例１】
【００１５】
図１〜６は実施例１であり、回転位置決めステージ１は、本体２と回転テーブル３、板カム４及びステッピングモータ５を備える。回転テーブル３はシャフト６の上端にビス７などで、上面のワーク載置面をシャフト６の回転軸線１１と直交させて取付けられ、シャフト６は本体２にベアリング８を介して回転自在に支持される。ステッピングモータ５は、出力軸９の軸線１０をシャフトの回転軸線１１と平行にしてモータヘッドの部分で本体２に取付けられ、出力軸９の上端に板カム４がセットねじ１２で水平に固定される。
【００１６】
ステッピングモータ５における出力軸９の軸線１０は、回転テーブル３の回転軸線１１に近づけて配置し、図１のように平面視において板カム４を回転テーブル３の下面側に重合させる。
板カム４は薄くても剛性が高い鋼板製とし、周面をカム面としている。なお、板カム４は出力軸９との取付け部と２部品にしてネジなどで組み合わせることもできる。また、板カム４と本体２との間にベアリングを設けることもできる。回転テーブル３は下面に駆動ピン１３とスプリングピン１４を突出して備える。駆動ピン１３は板カム４のカムフォロアとなるもので、実施例では板カム４の周面と接するローラー１５を備える。駆動ピン１３とスプリングピン１４はこの実施例において回転テーブル３の回転軸線１１を挟んだほぼ対照位置に配置している。
【００１７】
本体２は、シャフト６とステッピングモータ５を支持すると共に、回転テーブル３の下面と対向する面に、回転テーブル３の弦方向１６（図１）に延びるガイド溝１７を備える。ガイド溝１７は、本体２の側面から弦方向１６で水平に形成された挿通孔１８に連通している。ガイド溝１７には回転テーブル３下面のスプリングピン１４の下部が嵌め込まれ、一方、前記の挿通孔１８にはガイド駒１９とコイルスプリング２０が装填されて開口端がセットネジ２１で閉鎖されている。ガイド駒１９はコイルスプリング２０とスプリングピン１４の間に位置し、コイルスプリング２０の弾力を回転テーブル３に伝える。これによるコイルスプリング２０の付勢力は、回転テーブル３の駆動ピン１３を板カム４のカム周面に常時、当接させ、かつ、押圧する方向である。
【００１８】
板カム４のカム曲線は、この実施例において、出力軸９を中心とした初期位置Ｓ（図６イ）から終期位置Ｆまで１８０度の範囲に一定リードで形成され（ハッチング部分）、出力軸９の中心から周面までの距離が、一定角度で一定量（Δｒ）増加する構成である。この板カム４は往復回転されるものであり、図６ハのＦ位置（実線）から逆回転してＳ位置（鎖線）に戻り、待機状態となる。もちろん、常にＦ位置まで回転するのではなく、回転テーブル３に載置されたワークの角度補正に必要な角度だけ回転してＳ位置に戻り、待機する。
【００１９】
駆動ピン１３は回転テーブル３の回転軸線１１からＬの距離にある。したがって、板カム４が一定角度回転すると回転テーブル３は約Δｒ/Ｌラジアンだけ回転する。したがって、ΔｒとＬの値を変えることで回転テーブル３の回転精度を調整することができる。実際には、ステッピングモータ５が１パルス分回転すると回転テーブル３は０．０５度回転する。また、カムの割付１８０度に相当する回転テーブル３の回転角度は１２．５度である。なお、板カム４と本体２との間に設けたベアリングにより出力軸９の軸ブレを抑制し、より高い回転精度を実現することができる。
【００２０】
図６イにおいて、符号２２はピン用孔であり、カムエンド位置決めピン２３（図５）を差し込むための孔である。ピン用孔２２に差し込まれたカムエンド位置決めピン２３は、先端が本体２の所定箇所に設けた本体側孔２４に差し込まれる。ピン２３を差し込んだときの位置をカムエンドとして制御装置に記憶させる。
図２において、符号２５はドグであり、図３のように、フォトセンサー２６と共に回転テーブル３の回転位置を検出するためのものであり、図示の例では約１０度以内の範囲を検出する構造となっている。
【００２１】
この考案の回転位置決めステージ１（実施例１）は、Ｘ/Ｙテーブル上に設置して使用される。電子部品などのワークを回転テーブル３の上面に置き、上部から画像カメラでワークの角度のずれを認識し、制御装置を通じて検出された角度と決められた角度位置とを比較し、ずれが生じている場合に必要な角度補正を行う。すなわち、制御装置からステッピングモータ５に必要な角度補正に対応した指定パルス数がステッピングモータ５に送られ、板カム４が対応した指定量だけ回転し、駆動ピン１３を介して回転テーブル３が回転されてワークの角度補正が達成される。実施例１では、回転テーブル３が反時計方向に回転するとき、同時に回転するスプリングピン１４によって本体２側のコイルスプリング２０が圧縮され、時計方向に回転するときはコイルスプリング２０の弾力で戻される。
【実施例２】
【００２２】
図７はこの考案の実施例２であり、実施例１とは回転テーブル３のシャフト６が筒状となっている点で異なるが、他の構成は同じである。すなわち、概略で、回転テーブル３の駆動に板カム４を利用し、板カム４を回転テーブル３の下面と本体２との間に重合状態で配置し、回転テーブル３の回転軸線１１と板カム４を駆動するためのステッピングモータ５の出力軸９の軸線１０とを平行に、かつ、近接させて配置してある。
この実施例２では、例えば、回転ステージに載置するワーク（取り扱い対照）に通電の必要があるときなどに、シャフト６の内部に配線を通過させたり、あるいは、組立て・検査ラインにおいて、回転テーブルの回転軸線１１の位置を監視する必要があって、検査用レーザ光などを上方の検出装置に到達させたりするなどの場合に利用できる。
【００２３】
なお、図示のように、シャフト６を短くすると本体の高さを小さくできる。このために、ドグ２５やフォトセンサー２６（図２）を配置できないときは、例えば、本体２に回転テーブル３の下面を監視できる貫通孔２７を設けてこれに送受信型センサー２８を取り付けて、回転テーブル３の下面に設けた位置検出用の反射ライン２８ａを検出する構成とする。
【実施例３】
【００２４】
図８，９は実施例３であり、実施例１とは回転テーブル３とシャフト６が一体に成形されている点で異なるが、他の構成は同じである。すなわち、概略で、回転テーブル３の駆動に板カム４を利用し、板カム４を回転テーブル３の下面と本体２との間に重合状態で配置し、回転テーブル３の回転軸線１１と板カム４を駆動するためのステッピングモータ５の出力軸９の軸線１０とを平行に、かつ、近接させて配置してある。
【００２５】
回転テーブル３とシャフト６が一体に成形されているので、構造が簡素となり、組込み手数と調整の工程が少ない。また、成形時に正確を期せば、シャフト６に対する回転テーブル３の取り付けに不具合が生じて、回転テーブル３が回転するとワーク載置面が傾斜するなどの事態を防止することができる。
【実施例４】
【００２６】
図１０，１１は実施例４であり、概略で、回転テーブル３の駆動に板カム４を利用し、板カム４を回転テーブル３の下面と本体２との間に重合状態で配置し、回転テーブル３の回転軸線１１と板カム４を駆動するためのステッピングモータ５の出力軸９の軸線１０とを平行に、かつ、近接させて配置してある。
この実施例４において、回転テーブル３はシャフト６を備えず、その周縁部２９で本体２に回動自在に支持されている。符合２９ａはベアリングで、周縁部２９の下面と本体２の上面との間に配置してある。実施例１におけるコイルスプリング２０はリーフスプリング３０とされており、回転テーブルの下面に設けたスプリングピン１４と本体２に設けた係止ピン３１との間に湾曲した付勢状態で取り付けられている。
その他の構成は実施例１の場合と同様である。
【００２７】
実施例４の構造は、回転テーブル３の下面側に広い空間ができ、図のように、平面視において、板カム４とステッピングモータ５をともに回転テーブル３の領域内に納めることが容易である。このため、回転位置決めステージ１として平面視における縦横の大きさを回転テーブル３の直径とほぼ等しくすることができ、また、周辺への突出部がないので、組立て・検査ラインなどへ組み込む際に他の機器と干渉することが少なく、利用しやすい。る。
図では、回転テーブル３の回転位置を把握するためにドグ２５とフォトセンサー２６を回転テーブル３の下面側にはめ込んで配置して、回転位置決めステージ１をコンパクトに構成している。
【実施例５】
【００２８】
図１２〜１４は、実施例５であり、概略で、回転テーブル３の駆動に板カム４を利用し、板カム４を回転テーブル３の下面と本体２との間に重合状態で配置し、回転テーブル３の回転軸線１１と板カム４を駆動するためのステッピングモータ５の出力軸９の軸線１０とを平行に、かつ、近接させて配置してある。
この実施例５において、板カム４は、実施例１の板カム４と同じカム曲線のカム板４ａ，４ｂを表裏反転して重ね共役カムとしている。一方、回転テーブル３の下面に駆動ピン１３ａ，１３ｂを設け、回転テーブル３の回転軸線１１とステッピングモータ５の出力軸９の軸１０とを結ぶ線に対して対照に、かつ、双方ともカム板４ａ，４ｂのカム周面に当接させた位置に配置する。
【００２９】
カム板４が回転すると、半時計方向回転の場合、カム板４ａが駆動ピン１３ａを押して回転テーブル３を半時計方向に回転させ、時計方向へ回転すると板カム４ｂが駆動ピン１３ｂを押して回転テーブル３を時計方向に回転させる。ただし、回転テーブル３の回転角度は実施例１の場合よりも多少小さくなる。回転テーブル３の回転は、時計方向、反時計方向ともに板カム４ａ，４ｂによって拘束されるから、実施例１において、駆動ピン１３と板カム４との当接を維持するためのコイルスプリング２０とその周辺の構成を必要としない。
【実施例６】
【００３０】
図１５〜１７は、実施例６であり、概略で、回転テーブル３の駆動に板カム４を利用し、板カム４を回転テーブル３の下面と本体２との間に重合状態で配置し、回転テーブル３の回転軸線１１と板カム４を駆動するためのステッピングモータ５の出力軸９の軸線１０とを平行に、かつ、近接させて配置してある。
【００３１】
この実施例６では回転位置決めステージ１全体の大きさを小さくするために回転テーブル３の不要部分を削除し、必要部分のみを残している。また、スプリングピン１４は回転テーブル３の下面ではなく、シャフト６から側方に突出させて設けてある。シャフト６は本体２の内側面に形成したガイド溝１７へ差し込まれるとともに、ガイド溝１７には、挿通孔１８が本体２の別の側面から形成されて連通している。挿通孔１８には、実施例１の場合と同様に、ガイド駒とともにコイルスプリングが圧入され、スプリングピンを常時押圧する。
【００３２】
以上、実施例を説明した。実施例はすべてステッピングモータを利用しているが、サーボモータを利用することも可能であり、さらに、板カム４の回転は手動で微細に回転できると構造とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】平面図（実施例１）
【図２】断面による正面図（ハッチングを省略）
【図３】底面図
【図４】右側面図
【図５】ステッピングモータと板カムの部分を示す正面図（一部断面）（ハッチングを省略）
【図６】イ、ロ、ハは板カムとその作動を説明するための図
【図７】一部を断面として示す正面図（実施例２）
【図８】平面図（実施例３）
【図９】断面で示す正面図（ハッチングを省略）
【図１０】平面図（実施例４）
【図１１】断面で示す正面図
【図１２】平面図（カムは配置を示している）（実施例５）
【図１３】右側面図
【図１４】共役カムの構造と作動を説明するための図
【図１５】平面図（実施例６）
【図１６】断面で示す正面図（ハッチングを省略している）
【図１７】右側面図
【符号の説明】
【００３４】
１  回転位置決めステージ
２  本体
３  回転テーブル
４  板カム
５  ステッピングモータ
６  シャフト
７  ビス
８  ベアリング
９  出力軸
１０  軸線
１１  回転軸線
１２  セットネジ
１３  駆動ピン
１４  スプリングピン
１５  ローラー
１６  弦方向
１７  ガイド溝
１８  挿通孔
１９  ガイド駒
２０  コイルスプリング
２１  セットネジ
２２  ピン用孔
２３  カムエンド位置決めピン
２４  本体側孔
２５  ドグ
２６  フォトセンサー
２７  貫通孔
２８  送受信型センサー
２８ａ  反射ライン
２９  周縁部
２９ａ  ベアリング
３０  リーフスプリング
３１  係止ピン
【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】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003133886.tif 000015
【図１４】
0003133886.tif 000016
【図１５】
0003133886.tif 000017
【図１６】
0003133886.tif 000018
【図１７】
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