旋回テーブル装置
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- 【要約】
【課題】グリース等の潤滑剤を使用しないで、回動するテーブルを円滑に支持できる旋回テーブル装置を提供することである。
【解決手段】テーブル部１ａの下側の軸部１ｂに歯切りしたピニオン２と、リニアソレノイド３で直線駆動されるラック４との噛み合いで回動されるテーブル１のラジアル方向を、樹脂皮膜９ａが形成されたすべり軸受９で支持部材５に支持するとともに、テーブル１のアキシアル方向を、支持部材５とテーブル部１ａ下面との間で軸部１ｂの周りに配列した、表面が樹脂で形成された複数のボール７で支持することにより、グリース等の潤滑剤を使用しないで、テーブル１を円滑に支持できるようにした。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータで垂直軸の回りに回動されるテーブルを、下側で支持部材に支持する旋回テーブル装置において、前記テーブルの下側に軸部を設けて、この軸部のラジアル方向を少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持し、前記支持部材とテーブル下面との間で、少なくとも表面が樹脂で形成された複数のボールを前記軸部の周りに配列して、前記テーブルのアキシアル方向をこれらの複数のボールで支持するようにしたことを特徴とする旋回テーブル装置。
【請求項２】
前記支持部材を薄板のプレス成形品とし、この支持部材に、前記複数のボールを配列する環状溝をプレス成形で形成した請求項１に記載の旋回テーブル装置。
【請求項３】
アクチュエータで垂直軸の回りに回動されるテーブルを、下側で支持部材に支持する旋回テーブル装置において、前記テーブルの下側に軸部を設けて、この軸部のラジアル方向を少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持し、前記支持部材とテーブル下面との間で、少なくとも摺動面が樹脂で形成されたスラストワッシャを前記軸部の周りに嵌挿して、前記テーブルのアキシアル方向をこのスラストワッシャで支持するようにしたことを特徴とする旋回テーブル装置。
【請求項４】
前記支持部材を薄板のプレス成形品とし、この支持部材に、前記スラストワッシャを嵌めこむ環状溝をプレス成形で形成した請求項３に記載の旋回テーブル装置。
【請求項５】
前記すべり軸受のすべり面を形成する樹脂、および、前記ボールの表面または前記スラストワッシャの摺動面を形成する樹脂が、耐熱樹脂である請求項１乃至４のいずれかに記載の旋回テーブル装置。
【請求項６】
前記テーブルの軸部を、前記支持部材に抜け止めする手段を設けた請求項１乃至５のいずれかに記載の旋回テーブル装置。
【請求項７】
前記アクチュエータを水平方向に直線駆動するものとし、このアクチュエータの直線運動を、ラックとピニオンの噛み合いで、前記テーブルの回動運動に変換するようにした請求項１乃至６のいずれかに記載の旋回テーブル装置。
【請求項８】
前記ピニオンを、前記テーブルの軸部の外周に形成した請求項７に記載の旋回テーブル装置。
- 【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、テーブル上に搭載された物体を回転位置決めする旋回テーブル装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクチュエータで垂直軸の回りに回動されるテーブルを、下側で支持部材に支持する旋回テーブル装置は、ロボット、半導体製造装置、精密機械、工作機械等の各種機械装置に適用され、テーブル上に搭載されたワーク等の物体の回転位置決めに使用されている。この種の旋回テーブル装置では、回動されるテーブルの支持部材への支持に転がり軸受が用いられ、特に、１つの軸受でラジアル荷重とアキシアル荷重を受けることができるクロスローラ軸受が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３４１０７６号公報（第３頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の旋回テーブル装置に用いられるクロスローラ軸受等の転がり軸受は、軌道輪と転動体間の潤滑をするために、グリース等の潤滑剤を必要とする。しかしながら、旋回テーブル装置が適用される機械装置によっては、グリース等の潤滑剤の僅かな飛散や、温度上昇によるその蒸気の発生を嫌う使用環境等のために、これらの潤滑剤を使用できない場合がある。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、グリース等の潤滑剤を使用しないで、回動するテーブルを円滑に支持できる旋回テーブル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、この発明は、アクチュエータで垂直軸の回りに回動されるテーブルを、下側で支持部材に支持する旋回テーブル装置において、前記テーブルの下側に軸部を設けて、この軸部のラジアル方向を少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持し、前記支持部材とテーブル下面との間で、少なくとも表面が樹脂で形成された複数のボールを前記軸部の周りに配列して、前記テーブルのアキシアル方向をこれらの複数のボールで支持する構成を採用した。
【０００７】
すなわち、テーブルのラジアル方向を、その下側の軸部に摺接され、少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持するとともに、テーブルのアキシアル方向を、支持部材とテーブル下面との間で軸部の周りに配列した、少なくとも表面が樹脂で形成された複数のボールで支持することにより、グリース等の潤滑剤を使用しないで、回動するテーブルを円滑に支持できるようにした。
【０００８】
前記支持部材を薄板のプレス成形品とし、この支持部材に、前記複数のボールを配列する環状溝をプレス成形で形成することにより、支持部材を安価に製造することができる。
【０００９】
また、この発明は、アクチュエータで垂直軸の回りに回動されるテーブルを、下側で支持部材に支持する旋回テーブル装置において、前記テーブルの下側に軸部を設けて、この軸部のラジアル方向を少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持し、前記支持部材とテーブル下面との間で、少なくとも摺動面が樹脂で形成されたスラストワッシャを前記軸部の周りに嵌挿して、前記テーブルのアキシアル方向をこのスラストワッシャで支持する構成も採用した。
【００１０】
すなわち、テーブルのラジアル方向を、その下側の軸部に摺接され、少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持するとともに、テーブルのアキシアル方向を、支持部材とテーブル下面との間で軸部の周りに嵌挿した、少なくとも摺動面が樹脂で形成されたスラストワッシャで支持することにより、グリース等の潤滑剤を使用しないで、回動するテーブルを円滑に支持できるようにした。
【００１１】
前記支持部材を薄板のプレス成形品とし、この支持部材に、前記スラストワッシャを嵌めこむ環状溝をプレス成形で形成することにより、支持部材を安価に製造することができる。
【００１２】
前記すべり軸受のすべり面を形成する樹脂、および、前記ボールの表面または前記スラストワッシャの摺動面を形成する樹脂を耐熱樹脂とすることにより、温度上昇のある使用環境にも旋回テーブル装置を適用することができる。耐熱樹脂としては、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂等を用いることができる。
【００１３】
上記耐熱樹脂は、固体潤滑剤や補強材を適宜配合した樹脂組成物であることが望ましく、例えばＰＴＦＥ、グラファイト、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を１５〜４０質量％、およびガラス繊維、炭素繊維、チタン酸カリウムウィスカ等の鉱物繊維等の補強材を３〜３０質量％程度を配合した耐熱樹脂組成物であることが好ましい。固体潤滑剤は耐熱樹脂の摩擦係数を効果的に低くして、テーブルをスムーズに回動させる。また、補強材は荷重によるクリープ変形を防止する。
【００１４】
前記テーブルの軸部を、前記支持部材に抜け止めする手段を設けることにより、大きな振動等によるテーブルの抜け落ちを防止することができる。
【００１５】
前記アクチュエータを水平方向に直線駆動するものとし、このアクチュエータの直線運動を、ラックとピニオンの噛み合いで、前記テーブルの回動運動に変換するものとすることにより、旋回テーブル装置を高さ寸法がコンパクトなものとすることができる。
【００１６】
前記ピニオンを、前記テーブルの軸部の外周に形成することにより、部品点数を減らすことができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明の旋回テーブル装置は、回動するテーブルのラジアル方向を、その下側の軸部に摺接され、少なくともすべり面が樹脂で形成されたすべり軸受で支持するとともに、テーブルのアキシアル方向を、支持部材とテーブル下面との間で軸部の周りに配列した、少なくとも表面が樹脂で形成された複数のボール、または、支持部材とテーブル下面との間で軸部の周りに嵌挿した、少なくとも摺動面が樹脂で形成されたスラストワッシャで支持するようにしたので、グリース等の潤滑剤を使用しないで、回動するテーブルを円滑に支持できる。
【００１８】
前記支持部材を薄板のプレス成形品とし、この支持部材に、複数のボールまたはスラストワッシャを配置する環状溝をプレス成形で形成することにより、支持部材を安価に製造することができる。
【００１９】
前記すべり軸受のすべり面を形成する樹脂、および、ボールの表面またはスラストワッシャの摺動面を形成する樹脂を耐熱樹脂とすることにより、温度上昇のある使用環境にも旋回テーブル装置を適用することができる。
【００２０】
前記テーブルの軸部を、支持部材に抜け止めする手段を設けることにより、大きな振動等によるテーブルの抜け落ちを防止することができる。
【００２１】
前記アクチュエータを水平方向に直線駆動するものとし、このアクチュエータの直線運動を、ラックとピニオンの噛み合いで、テーブルの回動運動に変換するものとすることにより、旋回テーブル装置を高さ寸法がコンパクトなものとすることができる。
【００２２】
前記ピニオンを、テーブルの軸部の外周に形成することにより、部品点数を減らすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１乃至図６に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１および図２は、第１の実施形態を示す。この旋回テーブル装置は、図１に示すように、薄鋼鈑のプレス成形品であるテーブル１が、テーブル部１ａの下側に形成された軸部１ｂの外周にピニオン２を歯切りされており、アクチュエータとしてのリニアソレノイド３で水平方向に直線駆動されるラック４とピニオン２の噛み合いで、同じく薄鋼鈑のプレス成形品である支持部材５に支持されたテーブル１が、両方向に回動されるようになっている。
【００２４】
前記支持部材５は、テーブル１の軸部１ｂが通される孔の周りに環状溝６が形成され、この環状溝６にアキシアル方向を支持する複数のボール７が配列されている。各ボール７は耐熱樹脂であるＰＰＳ（ＰＴＦＥ２０質量％、グラファイト１０質量％を含む）で形成され、環状溝６の底とテーブル部１ａの下面には、ボール７の転走面８ａ、８ｂが凹状に形成されている。図２（ａ）に示すように、ボール７は総ボール状態で環状溝６内に配列されている。
【００２５】
前記支持部材５の環状溝６の内周縦壁部の内周側には、テーブル１の軸部１ｂをラジアル方向に支持するリング状のすべり軸受９が圧入されている。このすべり軸受９は、鋼製リングの内周面に耐熱樹脂であるフッ素樹脂（ＰＴＦＥに炭素繊維５質量％、無機化合物の粉末５質量％を含む）の被膜９ａを形成してすべり面としたものである。
【００２６】
また、前記テーブル１の軸部１ｂの外周には、支持部材５を環状溝６の底で上方へ押さえて抜け止めする環状の押さえ板１０が圧入されている。なお、環状溝６の底面との間にすべりを生じる押さえ板１０の上面には、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂の皮膜１０ａが形成されている。
【００２７】
図２（ｂ）は、前記ボール７の配列方法の変形例を示す。この変形例では、複数のボール７がリテーナ１１で間隔を開けて環状溝６内に配列されている。
【００２８】
図３および図４は、第２の実施形態を示す。この旋回テーブル装置は基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図３に示すように、テーブル１のアキシアル方向の支持形態のみが異なる。この実施形態では、プレス成形で形成された支持部材５の環状溝６に、テーブル部１ａの下面と摺接するスラストワッシャ１２がはめ込まれている。このスラストワッシャ１２は耐熱樹脂であるＰＰＳで形成されており、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、下面側が台形状に形成され、上面は平坦に形成されて、全面でテーブル部１ａの下面と摺接するようになっている。
【００２９】
前記支持部材５の環状溝６の内周縦壁部の内周側には、テーブル１の軸部１ｂをラジアル方向に支持するリング状のすべり軸受９が圧入されている。このすべり軸受９は、鋼製リングの内周面に耐熱樹脂であるフッ素樹脂の被膜９ａを形成してすべり面としたものである。なお、このリング状のすべり軸受９は、スラストワッシャ１２と一体化したものでもよい。
【００３０】
図５および図６は、前記スラストワッシャ１２の変形例である。図５（ａ）、（ｂ）に示す変形例は、上面に１２０°の位相で、テーブル部１ａの下面と摺接する凸段差１２ａを設け、テーブル１の摺動抵抗を低減する工夫をしたものである。図６（ａ）、（ｂ）に示す変形例は、さらに、各凸段差１２ａの摺接面に、テーブル１との摺動で生じる摩耗粉を入れ込む溝１２ｂを設け、摩耗粉の他部への分散を防止する工夫をしたものである。
【００３１】
上述した実施形態では、ボールやスラストワッシャの全体を樹脂で形成したが、ボールの表面やスラストワッシャの摺動面のみを樹脂で形成してもよい。逆に、すべり軸受については全体を樹脂で形成してもよい。これらのすべり軸受、ボールおよびスラストワッシャ用の樹脂としては、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やＰＰＳのほかに、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、液晶ポリエステル樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等を用いることもできる。
【００３２】
また、テーブルと支持部材は、実施形態のような薄板のプレス成形品に限定されることはなく、切削加工や鍛造等で形成したものとしてもよい。さらに、テーブルを回動させるアクチュエータも、実施形態のリニアソレノイドに限定されることはなく、他の直動アクチュエータや、サーボモータ、ステッピングモータ等の回転アクチュエータを用いることもできる。
- 【公開番号】特開２００５−６９８７１（Ｐ２００５−６９８７１Ａ）
【公開日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【発明の名称】旋回テーブル装置
【発明者】
【氏名】清水 隆弘
【氏名】伊藤 紀男
- 【出願番号】特願２００３−３０００９３（Ｐ２００３−３０００９３）
【出願日】平成１５年８月２５日（２００３．８．２５）
【出願人】
【識別番号】０００１０２６９２
【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社
- 【代理人】
【識別番号】１０００７４２０６
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 文二
【識別番号】１０００８４８５８
【弁理士】
【氏名又は名称】東尾 正博
【識別番号】１０００８７５３８
【弁理士】
【氏名又は名称】鳥居 和久
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