JP2019190864A - 回転テーブルおよび真円度測定機 - Google Patents

Abstract

【課題】測定時の減衰性能が高くかつ心出し調整時の摺動抵抗が低減できる回転テーブルおよび真円度測定機を提供する。【解決手段】鉛直な回転軸Ｃｔ回りに回転可能な回転盤２３と、回転盤２３を回転自在に支持する軸受部材（ステータ２１）と、回転盤２３の上面に摺動可能なスライド盤７１と、スライド盤７１を回転盤２３の上面に沿って変位させる位置調整機構７４と、スライド盤７１に支持された載物盤７３と、ステータ２１の上面に回転軸を中心に円環状に配置されてステータ２１の上面と回転盤２３の下面との間に静圧空気膜２３１を形成する複数の空気ノズル２３２と、回転盤２３の上面とスライド盤７１の下面との間に形成される静圧ポケット７１４と、回転盤２３に形成されて静圧空気膜２３１の圧力を静圧ポケット７１４に導入する連通孔２３５と、を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、回転テーブルおよび真円度測定機に関する。

真円度測定機は、円柱・円筒などの回転対称形状を有する測定対象物（ワーク）の真円度・円筒度・同軸度などを測定するための装置である。そのために、真円度測定機は、回転テーブル上にワークを搭載し、その表面に変位計の測定子を接触させ、回転テーブルを回転させつつ回転テーブルの回転角と測定子の変位とを同時に検出することで、ワークの周面形状を測定している。

真円度測定機において、変位計の測定子の変位量（ストローク）は、機械的には１ｍｍ 前後の可動範囲を有するが、電気的測定範囲は、変位分解能との比率である変位計固有のダイナミックレンジから決められる。
高分解能（高倍率）が要求される測定では、電気的測定範囲は自ずと小さく抑える必要がある。例えば、測定時に測定対象の軸心と回転テーブルの回転軸の間に心ずれ（各軸の交差方向の変位）があると、検出器にはより大きなストローク（少なくとも心ずれ量の２倍）が要求される。つまり、ワークが有する真円度値に対して、必要以上の電気的測定範囲が占有され、結果として分解能が上げられなくなってしまう。
そこで、高分解能で測定を行う場合には、回転テーブルに求心テーブルを設置し、心ずれ量を最小化する求心作業（心出し調整）が行われる（特許文献１，２参照）。

求心テーブルは、回転テーブルの本体の上面に沿って移動可能なスライド盤と、スライド盤に支持された載物盤とを有する。スライド盤ないし載物盤には、求心機構として、マイクロメータヘッドに類する位置調整機構が水平かつ互いに直交する２方向に配置され、各々は回転テーブルの回転軸に当接されている。従って、位置調整機構を操作すれば、スライド盤ないし載物盤を回転テーブルに対して水平な２方向（回転テーブル本体のＣｘ方向およびＣｙ方向）に微小移動させることができる。
これにより、回転テーブル本体の回転軸心と載物盤つまりワークの回転軸心とを水平方向に微小移動させ、心ずれ量を最小化する心出し調整を行うことができる。

特許文献１，２に記載の真円度測定機では、求心作業の効率化を図るべく、心出し調整の自動化が図られている。
心出し調整にあたっては、検出器でワークの形状測定を行って回転テーブルの心ずれ量を検出し、得られた心ずれ量に基づいて、モータ駆動式の求心機構を作動させ、載物盤と回転テーブル本体とを水平に相対移動させる。
具体的には、まずワークの形状測定の際の分解能を粗く設定し、電気的測定範囲が広い状態で、測定対象の周面を倣い測定し、ワークの軸心と回転テーブル本体の回転軸との相対位置から心ずれ量を求める。そして、得られる心ずれ量が高分解能測定に必要な電気的測定範囲を外れない状態となるまでワークを移動させ、これにより心出し調整を行う。このような心出し調整ができたら、本来の真円度測定を行う。
なお、特許文献１，２に記載の真円度測定機には、前述した心出し調整（軸心の水平位置合わせ）のほか、回転テーブルの回転軸に対するワークの軸心の傾きを補正（水平出し調整）する機能も設けられている。心出し調整が水平面に沿った相対移動で行われるのに対し、水平出し調整は、例えば球面（回転テーブルの回転軸心上に中心を有する）に沿った相対移動により行われる。

前述した求心テーブルでは、回転テーブル本体とスライド盤との間に、各々を水平２方向へ移動させる案内機構が用いられる。このような案内機構として、転がり案内機構またはすべり案内機構が用いられている。
転がり案内機構では、例えば回転テーブル本体の上面とスライド盤の下面との間にボールなどの転動体を介在させ、相対移動の際の摩擦抵抗を低減している。
すべり案内機構では、例えばスライド盤の下面に摺動部材を設置し、回転テーブル本体の上面に摺動させている。この際、摺動部材の摺動面に潤滑油を供給し、混合潤滑状態を形成して相対移動の際の摩擦抵抗を軽減している。

特許第２５６９３９０号公報 特許第２６２８１２２号公報

近年、回転テーブルの高耐荷重化や回転の高速化の要望が大きく、前述した求心テーブルつき回転テーブルにおいては、回転駆動機構からの振動や測定対象の慣性力の影響などの外乱が大きくなりつつある。
そのような状況にあって、回転テーブルに設置される求心テーブルには、下記のような課題が生じる。
例えば、転がり案内機構を用いる求心テーブルにおいては、摩擦（転がり摩擦）係数が０．００２〜０．００３程度であり、転がり案内に支持される求心テーブルは心出し調整時にも軽快な摺動性能が得られる。その反面、回転駆動機構（モータあるいは歯付ベルトの噛合部分など）からの駆動振動や、回転に伴う遠心力などの外乱の影響を受け易い。
一方、すべり案内機構を用いる求心テーブルにおいては、摩擦係数が０．１〜０．１５程度であり、転がり案内機構のおよそ５０倍の摩擦係数を有し、振動の減衰性能に優れ、外乱の影響を受け難い。その反面、高耐荷重化の要求に沿って大重量のワークが搭載されると、心出し調整の際の摺動抵抗が大きくなり、求心機構（位置調整機構）への過負荷と内部応力による変形歪が生じやすくなる。

本発明は、測定時の減衰性能が高くかつ心出し調整時の摺動抵抗が低減できる回転テーブルおよび真円度測定機を提供することにある。

本発明の回転テーブルは、鉛直な回転軸回りに回転可能な回転盤と、前記回転盤を回転自在に支持する軸受部材と、前記回転盤の上面に摺動可能なスライド盤と、前記スライド盤を前記回転盤の上面に沿って変位させる位置調整機構と、前記スライド盤に支持された載物盤と、前記軸受部材の上面に前記回転軸を中心に円環状に配置されて前記軸受部材の上面と前記回転盤の下面との間に静圧空気膜を形成する複数の空気ノズルと、前記回転盤の上面と前記スライド盤の下面との間に形成される静圧ポケットと、前記回転盤に形成されて前記静圧空気膜の圧力を前記静圧ポケットに導入する連通孔と、を有することを特徴とする。

このような本発明では、回転盤および軸受部材が回転テーブルの基本構成に相当し、回転盤と軸受部材との間に形成される静圧空気膜により、回転盤が非接触で支持され、回転テーブルとして円滑な回転が得られる。
そして、回転盤の上面に設置されるスライド盤、位置調整機構および載物盤が求心テーブルに相当する。求心テーブルにおいては、スライド盤ないし載物盤および載物盤に載置されるワークの重量の一部が、静圧ポケット内の空気圧により非接触で支持され、位置調整機構で回転盤に対して変位させる心出し調整の際に、相対運動で生じる接触面での摺動抵抗を低減して円滑な移動が可能となる。
さらに、測定時には、剛性と平均化効果を有する静圧空気膜により高い幾何運動精度が得られるとともに、静圧ポケットの空気圧により、位置調整機構に過度な負荷を掛けることなく、振動の減衰性能を得ることができ、外乱の低減が可能となる。
この際、静圧ポケット内の空気圧は、連通孔を介して回転盤と軸受部材との間の静圧空気膜から得ることができ、別途の空気配管等が必要なく、簡素な装置構成とすることができる。

本発明の回転テーブルにおいて、前記連通孔は、円環状に配置された複数の前記空気ノズルと同径の円環上に配置されていることが好ましい。
このような本発明では、空気ノズルから円環溝および静圧空気膜へと供給された加圧空気は最短の経路で連通孔に連通するため、連通孔を経由して静圧ポケット内に効率よく空気圧力を伝達させることができる。

本発明の回転テーブルにおいて、前記軸受部材の上面に形成されて複数の前記空気ノズルに連通された円環溝と、前記スライド盤の下面に形成されて複数の前記連通孔に連通された円環溝との少なくともいずれかが形成されていることが好ましい。
このような本発明では、連通孔または空気ノズルはそれぞれ円環溝と常時連通することになり、回転角度に応じて連通孔と空気ノズルとが離れている場合でも、静圧空気膜の圧力を静圧ポケットへと安定的に導入することができる。

本発明の回転テーブルにおいて、前記静圧ポケットは、前記回転盤の上面または前記スライド盤の下面に固定された摺動シールで囲まれることが好ましい。
このような本発明では、静圧ポケットへと導入された加圧空気が、摺動シールで囲まれて内部に維持されるため、加圧空気の漏れが無いか、もしくは極少量に抑制され、回転テーブル全体としての空気消費量を削減できる。

本発明において、摺動シールはフッ素樹脂などの低摩擦性材料シートで形成されることが好ましい。例えば大小２つの摺動シールを内外二重に設置し、その間の環状の領域を静圧ポケットとしてもよい。あるいは内側が静圧ポケットとなる小径の摺動シールを円周方向に複数配列してもよい。
さらに、摺動シールは、シート状の材料を貼ってもよく、回転盤の上面またはスライド盤の下面に液体の状態で塗布し、固化させることで摺動シールとしてもよい。
なお、本発明の静圧ポケットは、前述した摺動シールで囲まれるものに限らず、回転盤の上面またはスライド盤の下面に凹部を形成し、その内部空間に形成されるものであってもよい。この場合も、回転盤の上面またはスライド盤の下面の全面もしくは凹部の周囲にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）などの固体潤滑被膜のコーティングを形成することが好ましい。

本発明の真円度測定機は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転テーブルを有することを特徴とする。
このような本発明では、前述した本発明の回転テーブルについて説明した通りの効果を得ることができる。

本発明によれば、測定時の減衰性能が高くかつ心出し調整時の摺動抵抗が低減できる回転テーブルおよび真円度測定機を提供することができる。

本発明の一実施形態の真円度測定機を示す正面図。 前記実施形態の回転テーブルを示す断面図。 前記実施形態のスライド盤下面側を示す水平断面図。 前記実施形態のステータ上面側を示す水平断面図。 前記実施形態の静圧空気膜の圧力分布を示す模式図。 本発明の他の実施形態の回転テーブルを示す断面図。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明に基づく真円度測定機１が示されている。
真円度測定機１は、装置本体１０の上面に回転テーブル２０および検出器移動機構３０を備え、検出器移動機構３０には接触検出器４０が支持されている。
回転テーブル２０は、詳細は後述するが、上面にワークＷが載置されるとともに、装置本体１０に対して鉛直な軸回りに回転可能である。

検出器移動機構３０は、図示しない各軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）方向の移動機構を有し、接触検出器４０を装置本体１０の各軸方向の任意位置へと移動可能である。
接触検出器４０は、スタイラス４１および図示しない変換器を有し、スタイラス４１の変位を電気信号として出力可能である。
検出器移動機構３０により接触検出器４０を移動させ、スタイラス４１を回転テーブル２０とともに回転するワークＷの表面に接触させることで、接触検出器４０からワークＷの輪郭形状を信号出力可能である。

真円度測定機１には、制御装置５０および操作装置６０が接続されている。
操作装置６０は、パーソナルコンピュータ等を用いて構成され、制御装置５０ないし真円度測定機１に対して各種操作を行うとともに、測定結果などの表示が可能である。
制御装置５０は、ワークＷの真円度などの輪郭形状測定を行うための制御ソフトウェアが組み込まれ、操作装置６０から起動されることで、ワークＷの周面の輪郭形状ないし真円度の検出に必要な真円度測定機１の各部の動作制御が可能である。

図２には、本発明に基づく回転テーブル２０が示されている。
回転テーブル２０は、装置本体１０の上面に沿って設置された環状のステータ２１（軸受部材）と、ステータ２１に挿通されたロータ２２とを有し、ロータ２２の上端には回転盤２３が接続され、ロータ２２の下端にはプリロード盤２４が接続されている。

ステータ２１の内周面とロータ２２の外周面との間、ステータ２１の上面と回転盤２３の下面との間、ステータ２１の下面とプリロード盤２４の上面との間には、それぞれ僅かな隙間が形成されている。これらの隙間に臨むステータ２１の内周面、上面および下面には、それぞれ各隙間に連通する空気ノズル２２２，２３２，２４２が形成されている。
空気ノズル２２２，２３２，２４２は、複数が円環状に配列され、それぞれ周方向に所定間隔で設置されている。空気ノズル２２２，２３２，２４２は、それぞれステータ２１の内部流路２１２に連通されている。内部流路２１２には、供給管路２１３を介して加圧空気供給装置２１４（図１参照）が接続されている。
これらの加圧空気供給装置２１４ないし内部流路２１２から、加圧空気が空気ノズル２２２，２３２，２４２へと供給されることにより、前述したステータ２１とロータ２２、回転盤２３およびプリロード盤２４との間の隙間に静圧空気膜２２１，２３１，２４１が形成される。

ステータ２１においては、静圧空気膜２２１により、ステータ２１の内周面とロータ２２の外周面との間にラジアル方向の空気静圧軸受が形成される。
一方、静圧空気膜２３１により、ステータ２１の上面と回転盤２３の下面との間にスラスト方向の空気静圧軸受が形成される。さらに、静圧空気膜２４１により、ステータ２１の下面とプリロード盤２４の上面との間に、静圧空気膜２３１の空気膜を予圧するためのスラスト方向の空気静圧軸受が形成される。

従って、ロータ２２、回転盤２３およびプリロード盤２４（合わせて回転テーブル本体）は、ステータ２１に対して、各静圧空気膜２２１，２３１，２４１を介して非接触状態で回転自在に支持されている。
なお、前述した加圧空気供給装置２１４ないし内部流路２１２から空気ノズル２２２，２３２，２４２に供給される加圧空気は、各隙間に形成される静圧空気膜２２１，２３１，２４１が空気静圧軸受として機能するのに必要な所定の圧力および流量に適宜調整されている。

プリロード盤２４の下面側には駆動軸２５１が接続され、駆動軸２５１にはベルト伝達機構２５２を介して駆動モータ２５が接続されている（図１参照）。
従って、駆動モータ２５を回転させることで、プリロード盤２４ないし回転盤２３を所望の回転速度あるいは角度位置へと回転させることができる。
この際、プリロード盤２４ないし回転盤２３は、ステータ２１に対して、各静圧空気膜２２１，２３１，２４１を介して非接触状態で回転自在に支持されており、相互の摺動抵抗が最小限に抑制され、円滑な回転が得られるようになっている。

本実施形態では、以上の構成により、ワークＷを載置して回転させるための回転テーブル２０の基本機能が実現されている。
さらに、本実施形態の回転テーブル２０には、前述した基本機能に加え、回転テーブル２０の回転軸線ＣｔとワークＷの回転軸線Ｃｗ（図１参照）との心ずれ量を最小化（心出し調整）するための求心テーブル７０が設置されている。

図２、図３および図４により、求心テーブル７０について説明する。
求心テーブル７０は、回転盤２３の上面に摺動可能なスライド盤７１を有する。スライド盤７１の上面には支持リング７２が配置され、支持リング７２の上面にはワークＷを載置する載物盤７３が設置されている。
スライド盤７１の中央には開口７１１が形成されている。回転盤２３の上面には、回転軸線Ｃｔに沿って延びる四角柱状の基準スタッド２３４が設置されている。基準スタッド２３４は、開口７１１を通してスライド盤７１の上面側に露出されている。

支持リング７２には、２組の位置調整機構７４が直交方向（図３のＣｘ方向およびＣｙ方向）に設置されている。各組の位置調整機構７４は、それぞれモータ駆動マイクロメータヘッドを利用した調整部７４１と、コイルばねを内蔵した付勢部７４２とを有する。
調整部７４１および付勢部７４２の先端部７４３，７４４は、それぞれリテーナで回転自在に保持された転動ボールを介して、基準スタッド２３４の各側面に当接されている。
調整部７４１は、内蔵されたモータで駆動またはノブを手動で回転させることで、先端部７４３を進退させることができる。
付勢部７４２は、内蔵されたコイルばねにより先端部７４４が基準スタッド２３４に押し付けられ、反対側では基準スタッド２３４と調整部７４１の先端部７４３とが常に当接状態とされる。
従って、位置調整機構７４においては、調整部７４１の先端部７４３を進退させる操作を行うことで、回転盤２３とスライド盤７１とをＣｘ方向あるいはＣｙ方向に相対移動可能である。

このような位置調整機構７４が、直交する２方向（Ｃｘ方向，Ｃｙ方向）に設置されているため、スライド盤７１は回転盤２３の上面に沿った任意の位置へ変位可能である。すなわち、２組の位置調整機構７４によって、求心テーブル７０の回転軸線Ｃｃ（図２参照）と回転テーブル２０の回転軸線Ｃｔとを揃える（ずれを最小化する）ことができる。
従って、載物盤７３に載置されたワークＷの回転軸線Ｃｗ（図１参照）が、回転テーブル２０の回転軸線Ｃｔに対して心ずれ量をもってずれていたとしても、この心ずれ量を相殺する心ずれ調整量だけ求心テーブル７０の回転軸線Ｃｃを変位させることで、ワークＷの回転軸線Ｃｗと回転テーブル２０の回転軸線Ｃｔとを揃える（ずれを最小化する）ことができる（心ずれ調整）。

前述した心ずれ調整の際には、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面とが摺動する。この際の摺動抵抗を最小限に抑えるために、各々の間には内部の空気圧で荷重負担する静圧ポケット７１４が形成されている。
スライド盤７１の下面には、大小２つの円環状の摺動シール７１２，７１３が、内外二重の同心円状に貼られている。摺動シール７１２，７１３は、それぞれフッ素樹脂などの弾性を有する低摩擦性材料シートを打ち抜いて形成されたものである。摺動シール７１２，７１３は、接着剤等でスライド盤７１の下面に固定されており、その下面は回転盤２３の上面に密着されている。
これらの摺動シール７１２，７１３により、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面との間には摺動シール７１２，７１３の厚み分の隙間が形成され、２つの摺動シール７１２，７１３の間に円環状の静圧ポケット７１４が形成される。

静圧ポケット７１４は、摺動シール７１２，７１３により外部に対して気密シールされ、内部に加圧空気が充填されていれば、スライド盤７１ないし載物盤７３および載物盤７３に載置されたワークＷの重量の一部を静圧ポケット７１４内の空気圧で負担することができ、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面との摺動抵抗を低減して円滑な摺動が可能となる。なお、摺動シール７１２，７１３は低摩擦性であるため、その下面が回転盤２３の上面に密着されても顕著な摺動抵抗を生じるものではない。

回転盤２３には、回転軸線Ｃｔ，Ｃｃが揃った状態でのステータ２１の空気ノズル２３２の延長線上に、上下面を貫通する連通孔２３５が形成されている。
連通孔２３５により、回転盤２３の下面の静圧空気膜２３１と、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面との間の静圧ポケット７１４とが連通され、静圧空気膜２３１内の空気の圧力が、静圧ポケット７１４内の空気にも導入される。前述した通り、静圧ポケット７１４は摺動シール７１２，７１３により気密シールされており、連通孔２３５を通して静圧空気膜２３１内の空気自体が静圧ポケット７１４へと顕著に流入されることはない。

ステータ２１の上面には、図４に示す円環溝２３６が形成されている。
円環溝２３６は、ステータ２１の上面に形成された断面半円形の溝であり、円環状に配列された空気ノズル２３２の各開口を巡る円環状とされている。
円環溝２３６により、各々の空気ノズル２３２が連通されるとともに、回転盤２３の下面の連通孔２３５が各々円環溝２３６に連通される。すなわち、連通孔２３５は、回転軸線Ｃｔ，Ｃｃ回りに所定の角度位置にあるとき、空気ノズル２３２と同一軸線上になるが、他の角度位置では互いにずれた位置となる。しかし、空気ノズル２３２に連通する円環溝２３６に対して連通孔２３５が常時連通されることで、空気ノズル２３２からの加圧空気の圧力が円滑に連通孔２３５へ導入され、さらに静圧ポケット７１４へと導入することができる。

このように、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面とが接触を伴いながら摺動する際、回転盤２３の円環溝２３６内の圧力が連通孔２３５を経由して静圧ポケット７１４に導かれ、静圧ポケット７１４の内圧により荷重負担が行われることで、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面との摺動抵抗を低減して円滑な摺動が可能となる。
従って、スライド盤７１の下面は、回転盤２３の上面に対して、相互の接触領域と静圧ポケット７１４の空気圧による非接触領域とで支持され、相互の摺動抵抗が外乱抑制に適切な大きさになるように調整され、円滑な変位が得られるようになっている。

図５により、本実施形態における静圧空気膜２２１，２３１，２４１および静圧ポケット７１４の機能について説明する。
真円度測定機１を起動すると、加圧空気供給装置２１４（図１参照）からの加圧空気が、供給管路２１３を通してステータ２１の内部流路２１２に供給される。
加圧空気が内部流路２１２から空気ノズル２２２，２３２，２４２へと供給されることにより、前述したステータ２１とロータ２２、回転盤２３およびプリロード盤２４との間の隙間に静圧空気膜２２１，２３１，２４１が形成される。静圧空気膜２２１，２３１，２４１を形成した加圧空気は、徐々に回転盤２３およびプリロード盤２４の外周側へと流れ、大気に開放される。

静圧空気膜２２１（ステータ２１の内周面とロータ２２の外周面との間）により、回転盤２３の回転軸線Ｃｔの半径方向の変位を抑制するラジアル方向の空気静圧軸受が形成される。
静圧空気膜２３１（ステータ２１の上面と回転盤２３の下面との間）により、回転盤２３の回転軸線Ｃｔ方向の変位を抑制しかつワークＷの荷重を支持するスラスト方向の空気静圧軸受が形成される。
静圧空気膜２４１（ステータ２１の下面とプリロード盤２４の上面との間）により、静圧空気膜２３１に予圧を付与するためのスラスト方向の空気静圧軸受が形成される。

このうち、静圧空気膜２３１を通過する加圧空気は、空気ノズル２３２を通る際に、ワークＷの荷重負荷とバランスする圧力に減圧される。
すなわち、無負荷状態では、空気ノズル２３２から供給される空気の圧力が図５中のＰｒ０の通りであったとする。圧力Ｐｒ０は、静圧空気膜２３１に供給される空気ノズル２３２を含む円環溝２３６の近傍が最大であり、空気ノズル２３２から離れた静圧空気膜２３１の周辺に至るに従って漸減してゆく。
ワークＷの荷重（重量Ｍｗ）が負荷されたとき、静圧空気膜２３１においては、ワークＷの重量Ｍｗが静圧空気膜２３１への負荷となり、空気ノズル２３２からの空気の圧力はＰｒ１に上昇する。圧力Ｐｒ１も、圧力Ｐｒ０と同様、空気ノズル２３２および円環溝２３６の近傍が最大であり、静圧空気膜２３１の周辺に至るに従って漸減してゆく。

このように、重量の大きなワークＷが搭載され、静圧空気膜２３１への負荷が大きくなると、その負荷を支えるべく、静圧空気膜２３１の圧力は上昇する。逆に、静圧空気膜２３１への負荷が小さくなると、静圧空気膜２３１の圧力は降下する。
このように、ワークＷの荷重を負担するスラスト空気静圧軸受である静圧空気膜２３１においては、ワークＷの重量とバランスを維持するように自動的に調整される。
なお、静圧空気膜２３１による軸受有効面積をＡｅとして、前述したワークＷの載置前後の圧力の差分ΔＰ＝（Ｐｒ１−Ｐｒ０）と面積Ａｅとの積は、ワークＷの重量Ｍｗに等しくなる。すなわち、Ｍｗ＝Ａｅ×ΔＰが成り立つ。

静圧ポケット７１４は、連通孔２３５により静圧空気膜２３１内の最大圧力領域となる空気ノズル２３２および円環溝２３６と連通され、静圧ポケット７１４の空気膜の圧力は、円環溝２３６および静圧空気膜２３１と同じ圧力に調整される。

静圧ポケット７１４において、負荷がない状態からワークＷの重量Ｍｗだけ増大すると、静圧ポケット７１４の内部の圧力も上昇する。
静圧ポケット７１４の受圧面積Ｓ、静圧ポケット７１４の内部の圧力の差分ΔＰ（＝Ｐｒ１−Ｐｒ０）とすると、ワークＷの重量Ｍｗを静圧ポケット７１４の空気圧が負担する力ΔＦは、ΔＦ＝Ｓ×ΔＰ＝Ｓ×（Ｐｒ１−Ｐｒ０）となる。
ここで、ワークＷの重量Ｍｗが、静圧ポケット７１４の空気圧が負担する力ΔＦより小さくなる状態（Ｍｗ＜ΔＦ）では、求心テーブル７０が回転盤２３から完全浮上して不安定になる可能性があるため、少なくともΔＦ＜Ｍｗの関係を維持することが必要である。
すなわち、ΔＰ＝（Ｐｒ１−Ｐｒ０）＝ΔＦからＳ×（Ｐｒ１−Ｐｒ０）＜Ａｅ×（Ｐｒ１−Ｐｒ０）が導かれ、従って、静圧ポケット７１４の受圧面積Ｓの設計の目安はＳ＜Ａｅとなる。

以上のように構成された本実施形態によれば、下記の効果が得られる。
本実施形態では、回転盤２３および軸受部材（ステータ２１）により、回転テーブル２０の基本構成が得られる。回転テーブル２０においては、静圧空気膜２２１，２３１，２４１により、回転盤２３が非接触で支持され、回転テーブル２０として円滑な回転が得られる。
そして、回転盤２３の上面に設置されるスライド盤７１、位置調整機構７４および載物盤７３により求心テーブル７０が構成される。
求心テーブル７０においては、スライド盤７１ないし載物盤７３および載物盤７３に載置されるワークＷの重量が、スライド盤７１の下面と回転盤２３の上面との相互の接触領域と、静圧ポケット７１４内の空気圧による非接触領域とで支持され、相互の摺動抵抗が外乱抑制に適切な大きさになるように設定され、位置調整機構７４で回転盤２３に対して変位させる心出し調整の際に、円滑な移動が可能となる。

本実施形態では、スライド盤７１と回転盤２３との間の摺動抵抗が、外乱抑制に適切な大きさになるように設定されることにより、測定時に、スライド盤７１と回転盤２３との間で、振動の減衰性能を得ることができ、外乱の低減が可能となる。
この際、静圧ポケット７１４の空気圧は、連通孔２３５を介して静圧空気膜２３１を形成する円環状に配列された空気ノズル２３２およびそれを繋ぐ円環溝２３６から得ることができ、別途の空気配管等が必要なく、簡素な装置構成とすることができる。
本実施形態では、静圧ポケット７１４へと導入された加圧空気が、摺動シールで囲まれて内部に維持されるため、加圧空気の漏れが無いか、もしくは漏れが極少量に抑制され、回転テーブル２０の全体としての空気消費量を削減できる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、スライド盤７１の下面に大小２つの摺動シール７１２，７１３を内外二重に設置し、その間の環状の領域を静圧ポケット７１４とした。これに対し、摺動シールは三重以上とし、各々の間に静圧ポケットを形成してもよい。また、摺動シール７１２，７１３は、スライド盤７１と同心円状に限らず、内側が静圧ポケット７１４となる小さな円形の摺動シールを、スライド盤７１の中心回りの円周方向に複数配列してもよい。
前記実施形態では、摺動シール７１２，７１３はフッ素樹脂などの弾性を有する低摩擦性材料シートで形成され、スライド盤７１の下面に接着剤で貼るとしたが、他の手段でスライド盤７１の下面に固定してもよい。また、別途のシート状の材料を貼るのではなく、スライド盤７１の下面に液体の状態で塗布し、固化させることで摺動シール７１２，７１３となるようにしてもよい。
前記実施形態では、スライド盤７１の下面に摺動シール７１２，７１３を設置し、その間に静圧ポケット７１４を形成したが、回転盤２３の上面に摺動シール７１２，７１３を設置し、その間に静圧ポケット７１４を形成してもよい。

前記実施形態では、スライド盤７１の下面に摺動シール７１２，７１３を設置し、その間に静圧ポケット７１４を形成したが、静圧ポケット７１４は、前述した摺動シールで囲まれるものに限らず、回転盤２３の上面またはスライド盤７１の下面に凹部を形成し、その内部空間に形成されるものであってもよい。
図６には、本発明の他の実施形態の求心テーブル７０Ａが示されている。求心テーブル７０Ａは、静圧ポケット７１４が形成されるスライド盤７１を除いて、前述した図１ないし図５の実施形態と同様である。このため、重複する説明は省略し、以下には異なる部分のみ説明する。

前述した実施形態では、スライド盤７１の下面に摺動シール７１２，７１３が貼られ、その間に静圧ポケット７１４が形成されていた。
これに対し、本実施形態では、スライド盤７１Ａの下面には円環状の凹部７１５が形成され、その内部空間に静圧ポケット７１４が形成されている。
なお、スライド盤７１Ａの下面には、凹部７１５の周囲にＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）などの固体潤滑被膜のコーティング７１６が形成され、回転盤２３の上面と摺動した際にも摩擦抵抗が最小限になるように構成されている。このコーティング７１６は、スライド盤７１Ａの下面ではなく、回転盤２３の上面に形成してもよく、省略してもよい。
このような図６の実施形態によっても、スライド盤７１Ａの下面と回転盤２３の上面との間に形成された静圧ポケット７１４に導入される加圧空気を介して非接触で荷重を支持することができ、測定時の減衰性能が高くかつ心出し調整時の摺動抵抗を低減することができる。

前記実施形態では、ステータ２１の上面に形成されて複数の空気ノズル２３２に連通された円環溝２３６を形成したが、これに代えてスライド盤７１の下面に形成されて複数の連通孔２３５に連通された円環溝を形成してもよい。このようなスライド盤７１の円環溝でも、連通孔２３５または空気ノズル２３２がそれぞれ円環溝と常時連通することになり、回転角度に応じて連通孔２３５と空気ノズル２３２とが離れている場合でも、静圧空気膜の圧力を静圧ポケットへと安定的に導入することができる。
さらに、円環溝２３６は、ステータ２１の上面およびスライド盤７１の下面のいずれかに限らず、両方に形成してもよい。
なお、連通孔２３５または空気ノズル２３２の開口が拡張されている場合など、連通孔２３５と空気ノズル２３２との間の空気圧伝達が円滑に行える形状となっていれば、円環溝２３６は省略してもよい。

前記実施形態では、スライド盤７１に形成される連通孔２３５を、ステータ２１の上面に円環状に配列された複数の空気ノズル２３２と同径の円環状に配置した。ただし、連通孔２３５は、スライド盤７１の下面とステータ２１の上面との間の静圧空気膜２３１に連通していれば、静圧ポケット７１４に圧力を導入することができ、必ずしも連通孔２３５と空気ノズル２３２とを同径の円環状に配列する必要はない。しかし、同径の円環状に配列することで、空気ノズル２３２から円環溝２３６および静圧空気膜２３１へと供給された加圧空気は最短の経路で連通孔に連通するため、連通孔２３５を経由して静圧ポケット７１４内に効率よく空気圧力を伝達させることができる。

本発明は、回転テーブルおよび真円度測定機に利用できる。

１…真円度測定機、１０…装置本体、２０…回転テーブル、２１…ステータ（軸受部材）、２１２…内部流路、２１３…供給管路、２２…ロータ、２２１，２３１，２４１…静圧空気膜、２２２，２３２，２４２…空気ノズル、２３…回転盤、２３４…基準スタッド、２３５…連通孔、２３６…円環溝、２４…プリロード盤、２５…駆動モータ、２５１…駆動軸、２５２…ベルト伝達機構、３０…検出器移動機構、４０…接触検出器、４１…スタイラス、５０…制御装置、６０…操作装置、７０…求心テーブル、７１…スライド盤、７１１…開口、７１２，７１３…摺動シール、７１４…静圧ポケット、７１５…凹部、７１６…固体潤滑被膜のコーティング、７２…支持リング、７３…載物盤、７４…位置調整機構、７４１…調整部、７４２…付勢部、７４３…先端部、７４４…先端部、Ｃｃ…求心テーブルの回転軸線、Ｃｔ…回転テーブルの回転軸線、Ｃｗ…ワークの回転軸線、Ｗ…ワーク。

Claims (5)

1. 鉛直な回転軸回りに回転可能な回転盤と、
   前記回転盤を回転自在に支持する軸受部材と、
   前記回転盤の上面に摺動可能なスライド盤と、
   前記スライド盤を前記回転盤の上面に沿って変位させる位置調整機構と、
   前記スライド盤に支持された載物盤と、
   前記軸受部材の上面に前記回転軸を中心に円環状に配置されて前記軸受部材の上面と前記回転盤の下面との間に静圧空気膜を形成する複数の空気ノズルと、
   前記回転盤の上面と前記スライド盤の下面との間に形成される静圧ポケットと、
   前記回転盤に形成されて前記静圧空気膜の圧力を前記静圧ポケットに導入する連通孔と、を有することを特徴とする回転テーブル。
2. 請求項１に記載の回転テーブルにおいて、
   前記連通孔は、円環状に配置された複数の前記空気ノズルと同径の円環上に配置されていることを特徴とする回転テーブル。
3. 請求項２に記載の回転テーブルにおいて、
   前記軸受部材の上面に形成されて複数の前記空気ノズルに連通された円環溝と、前記スライド盤の下面に形成されて複数の前記連通孔に連通された円環溝との少なくともいずれかが形成されていることを特徴とする回転テーブル。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の回転テーブルにおいて、
   前記静圧ポケットは、前記回転盤の上面または前記スライド盤の下面に固定された摺動シールで囲まれることを特徴とする回転テーブル。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の回転テーブルを有することを特徴とする真円度測定機。

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