JPH0731259B2 - 回転テーブル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は精密測定器等に用いられる回転テーブルに関す
る。

（従来の技術） 第２図と共に従来の精密測定器等の回転ステージについ
て説明する。

50は固定部であり、その中央部に貫通孔60が設けられ、
貫通孔60の内部は段差66a、66bが設けられている。52は
回転体であり、上部には固定部50の上面に露出した台部
62が形成され、台部62から下方に延設された胴軸部64
は、段差66a、66bに対応した部分が順次縮径して形成さ
れている。

56a、56bはころ軸受であり、回転体52が胴軸部64を中心
に貫通孔60内で回転する際の軸受である。

精密機器や精密測定器等に用いられる場合、回転体52は
スムーズな回転を要するため軸受が必要となる。54は押
板であり、回転体52の胴軸部64下端に刻設した雄螺に螺
着して固定部50と回転体52の結合及び、両者のがたつき
の防止を図っている。58は駆動部であり、回転体52に回
転力を与えている。

回転ステージの作用は被測定物等を回転体52の台部62上
に載置して、駆動部58により回転体52を回転させ、精密
な角度の割り出しを行う。その際、ころ軸受56a、56bが
回転体52の回転を滑らかにすることにより、回転体52の
精密な回転を出そうとするものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら上記の精密測定器等の回転テーブルには次
のような問題点が有る。

精密さを要求されるため回転体と固定部に穿設した貫通
孔との軸線は常に一致しなくてはならない。特にレーザ
を用いる精密測定器等では、軸線のずれは１万分の１ミ
リメートル以下にする必要があり、その精度は回転体や
固定部の加工精度もさることながら、ころ軸受の真円度
等の加工精度に大きく影響されることが判っている。し
かし、ころ軸受の外輪、内輪及びころの加工精度を上げ
るのが難しいという問題点が有る。

これは外輪の加工、内輪の加工、ころの加工に加え、こ
ろ軸受の組み立て等、加工工程において生じる誤差が原
因となっている。つまり部品の加工毎にチャッキングの
誤差等が生じ、それが組み立てにより誤差が倍加されて
しまい、完成品の精度が落ちてしまうのである。完成品
の精度が落ちると当然測定誤差が生じてしまい、商品価
値が無くなってしまうという問題が有る。

従って、厳重な管理下での加工がなされても、ころ軸受
け等の軸受を組み込んだ回転テーブルにあっては、その
回転精度の限界が１ミクロンとされ、その精度に近いも
のを製作することすらも極めて困難であった。また、コ
スト的にも高いものになっていた。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するため本発明は次の構成を備える。

すなわち、貫通孔を有する固定部と、被測定物を載置す
るための台部を有し、該台部から直角方向に延設される
と共に、前記固定部の貫通孔へ回動自在に軸挿される胴
軸部を有する回転体と、該回転体の胴軸部先端部に取り
付けられ、前記固定部から回転体が抜けるのを防ぐ押板
と、前記回転体に回転力を供するための駆動部とを具備
する精密測定器等の回転テーブルにおいて、前記貫通孔
の両端部を中途部よりも大径の拡開部に形成し、前記回
転体の台部内面と胴軸部外周面及び前記拡開部内壁面と
により形成される空間部に十分な数の適宜な鋼球を、鋼
球の外周面が空間部を囲む面に三点で点接触するごとく
配設し、前記胴軸部の先端部が突出する側の拡開部を固
定部外壁面方向に拡開するスリバチ状に形成し、回転体
の胴軸部外周面、該胴軸部外周面に直交する押板内面及
び前記拡開部のテーパ面により形成される空間部に十分
な数の適宜な鋼球を、鋼球の外周面が空間部を囲む前記
各面に点接触するごとく配設し、前記押板を胴軸部の先
端部に設けた雄螺に螺着して、該押板により前記鋼球を
介して回転体を固定部に締め付け可能に設けたことを特
徴とする。

（作用） 次に第１図と共に作用を説明する。

回転体12と固定部10との空間部28a、28b内に配した鋼球
16が空間部28aにおいては、テーパ面26a、回転体12の台
部22下面及び回転体12の胴軸部24外周面の３点で、空間
部28bにおいてはテーパ面26b、押板14の内面及び回転体
12の胴軸部24外周面の３点で各々当接するため、押板14
を締め付けることによって回転体12と固定部10が鋼球16
を介して密着し、回転体12の軸心のがたつきを完全にな
くすことができ、且つ真球状の鋼球16が玉軸受の役目を
するので回転体12の回転はスムーズに行い得る。さらに
回転体12の軸線ｌが、例えば矢印Ｆの方向へずれるよう
な力が加わった場合にもテーパ面26a、26bにはそれぞれ
矢印Ａ、Ｂの方向の反作用による力がかかり、回転体12
の軸線ｌを元に戻すよう作用するので、回転体12の軸の
ずれを防ぐことが可能となる。

（実施例） 以下本発明の好適な実施例を添付図面と共に詳述する。

まず構成について詳述する。

10は固定部であり、中央部には貫通孔20が固定部10の上
下両面に直交する方向に穿設されている。その貫通孔20
の上下両端部には、それぞれ端部方向に拡開する拡開部
であるテーパ面26a、22bがスリバチ状に形成されてい
る。その貫通孔20の中間部分の形状は後述する回転体12
の胴軸部24の形状に合わせて形成されている。テーパ面
26a、26bの角度は、各部材の大きさ等を勘案して適宜に
選択すればよい。

またテーパ面26a、26bは平面でもよいし湾曲面でもよ
い。

12は回転体であり、その上面は被加工物や被測定物を載
置する台部であり、少なくともその直径は貫通孔20上端
の直径より大きくするのがよい。台部22には下方へ延設
された胴軸部24が形成されている。胴軸部24の直径はテ
ーパ面26aの内径よりわずか小さくするのがよい。

本実施例ではさらに胴軸部24をもう一段縮径している
が、必ずしも２段階に胴軸部24を縮径する必要はない。
胴軸部24の下端には雄螺が刻設されており、後述する押
板14が螺着されている。なお回転体12は適宜な駆動部18
により所定の回転力を受けて回転するようになってい
る。

14は押板であり、回転体12の胴軸部24の先端部である下
端に刻設した雄螺に螺着されており、回転体12を固定部
の貫通孔20から抜け出ることを防止する。これと共に、
この押板14は、胴軸部24の雄螺に螺着されているため、
雄螺の幅分だけ回転体の台部22との間隔を短縮する方向
に締め付けることができる。

このため、この押板14を締め付けることによって、後述
する鋼球16を回転体12と固定部10との間で直に締め付け
ることができ、これによって、回転体12が回転する際に
軸線ｌのぶれがないように、回転体12と固定部10とのが
たつきを容易に且つ完全になくすことができる。

16は鋼球であり、前記テーパ面26a、胴体部24外周面及
び台部22下面により形成されるリング状の空間部28a
と、テーパ周面26b、胴軸部24の外周面及び押板14内面
により形成される断面三角形のリング状の空間部28bの
各々の内部に、十分な数が一列に配設されている。各鋼
球16は真球状に形成され、両空間部28a、28b内では、そ
の空間部28a、28bを形成する各３面に点接触しており、
回転体12のボールベアリングの役目をする。

なお固定部10上面と回転体12の台部22裏面は摩擦による
抵抗力を防止すべく、テーパ面26aの角度もしくは鋼球1
6の大きさを選んで、わずかながら間隙を設けてある。

次に作用効果について説明する。

被測定物等を台部22上面に載置し、角度割り出しを行う
べく駆動部18より適宜な回転力が回転体12の胴軸部24に
与えられる。すると回転体12は回転するが、その際に鋼
球16が軸受、つまりボールベアリングのボール、と同じ
役目をするので、回転体12は滑らかに回転をする。従っ
て駆動部18から回転体12へ伝達される回転力のロスを無
くすことができる。

次に回転体12の軸ずれの自己修正作用について述べる。

回転体12の軸ずれは加工もしくは測定精度に大きな誤差
を与える原因となるが、本発明に係る回転テーブルで
は、テーパ面26a、26bと鋼球16により、例えば回転体12
の軸線ｌに、矢印Ｆに示す方向の軸線ｌを動かす力が作
用すると、テーパ面26aから鋼球16を介して矢印Ａに示
す力が、さらにテーパ面26bから鋼球16を介して矢印Ｂ
に示す力が、回転体12に反作用力として作用するため軸
線ｌは従前の位置に戻ろうとする。従って回転体12の軸
ずれは自動的に修正される。

以上本発明の好適な実施例について種々述べて来たが、
本発明は上述の実施例に限定されるのではなく、例えば
回転体を駆動すべく胴軸部にギアを刻設し、ウォームギ
アにより回転体を間接的に駆動する場合にも十分応用可
能である等、発明の精神を逸脱しない範囲でさらに多く
の改変を施し得るのはもちろんである。

（発明の効果） 本発明に係る回転テーブルによれば、従来の軸受を組み
込んだものとは異なり、固定部の貫通孔両端の拡開部の
各々と回転体および押板とによって形成された空間部
に、その空間部を形成する各々の周面に各々が点接触す
るように配設された鋼球が、押板によって直に締め付け
られるため、回転体が回転する際に軸線がぶれないよう
に、回転体と固定部とのがたつきを完全になくすことが
できる。さらに固定部の貫通孔内に設けた拡開部、回転
体および押板と鋼球との作用により、回転体のずれを自
動的に抑制することができる。

このため、回転テーブルの回転精度を、従来の限界とさ
れた１ミクロンから0.1ミクロン以下まで向上すること
ができる。すなわち、回転テーブルの精度を10倍以上も
向上することができるという著効を有する。

また、本発明に係る回転ステージは簡単な構造であり、
その装置全体が軸受を兼ねているので、ころ軸受等の軸
受を配す必要がない。

このため、製作のためのコストを低減することが可能で
あるという著効も有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転ステージの正面断面図であ
り、第２図は従来の回転ステージの正面断面図である。 10……固定部、12……回転体、14……押板、16……鋼
球、18……駆動部、20……貫通孔、22……台部、24……
胴軸部、26a、26b……テーパ面、28a、28b……空間部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】貫通孔を有する固定部と、被測定物を載置
   するための台部を有し、該台部から直角方向に延設され
   ると共に、前記固定部の貫通孔へ回動自在に軸挿される
   胴軸部を有する回転体と、該回転体の胴軸部先端部に取
   り付けられ、前記固定部から回転体が抜けるのを防ぐ押
   板と、前記回転体に回転力を供するための駆動部とを具
   備する精密測定器等の回転テーブルにおいて、 前記貫通孔の両端部を中途部よりも大径の拡開部に形成
   し、前記回転体の台部内面と胴軸部外周面及び前記拡開
   部内壁面とにより形成される空間部に十分な数の適宜な
   鋼球を、鋼球の外周面が空間部を囲む面に三点で点接触
   するごとく配設し、前記胴軸部の先端部が突出する側の
   拡開部を固定部外壁面方向に拡開するスリバチ状に形成
   し、回転体の胴軸部外周面、該胴軸部外周面に直交する
   押板内面及び前記拡開部のテーパ面により形成される空
   間部に十分な数の適宜な鋼球を、鋼球の外周面が空間部
   を囲む前記各面に点接触するごとく配設し、前記押板を
   胴軸部の先端部に設けた雄螺に螺着して、該押板により
   前記鋼球を介して回転体を固定部に締め付け可能に設け
   たことを特徴とする回転テーブル。