JP2005069363A - 旋回テーブル装置 - Google Patents

Abstract

【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】リニアソレノイド３によりラック４とピニオン２ａの噛み合いで垂直軸２の回りに回動され、支持部材５に片持ち支持されるテーブル１を、それぞれ樹脂製のすべり軸受９、１０ａ、１０ｂでラジアル方向とアキシアル方向に支持し、これらをゴム製のＯリング１２と円柱ブロック１４とでラジアル方向とアキシアル方向に予圧することにより、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。
【選択図】図１

Description

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。

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。）。

特開２００２−３４１０７６号公報（第３頁、第８図）

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。

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。

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、前記テーブルを樹脂製のすべり軸受でラジアル方向とアキシアル方向に支持する構成を採用した。

すなわち、テーブルを樹脂製のすべり軸受でラジアル方向とアキシアル方向に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。

前記すべり軸受を耐熱樹脂製のものとすることにより、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、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂等を用いることができる。

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。

前記ラジアル方向とアキシアル方向のすべり軸受を一体に形成することにより、部品点数を減らすことができる。

前記すべり軸受を、ラジアル方向とアキシアル方向の少なくとも一方で予圧する予圧手段を設けることにより、振動等によるテーブルのぶれを防止することができる。

前記予圧手段を、前記すべり軸受を弾性体で押圧して予圧するものとすることにより、コンパクトな設計ですべり軸受を予圧することができる。弾性体としてはゴムやばねを用いることができる。

前記すべり軸受を予圧する弾性体をゴムとし、このゴムを前記すべり軸受と一体に形成することにより、よりコンパクトな設計で、さらに部品点数を減らすことができる。

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、前記垂直軸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。

この発明の旋回テーブル装置は、回動するテーブルを樹脂製のすべり軸受でラジアル方向とアキシアル方向に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、テーブルを円滑に支持することができる。

前記すべり軸受を耐熱樹脂製のものとすることにより、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。

前記ラジアル方向とアキシアル方向のすべり軸受を一体に形成することにより、部品点数を減らすことができる。

前記すべり軸受を、ラジアル方向とアキシアル方向の少なくとも一方で予圧する予圧手段を設けることにより、振動等によるテーブルのぶれを防止することができる。

前記予圧手段を、すべり軸受を弾性体で押圧して予圧するものとすることにより、コンパクトな設計ですべり軸受を予圧することができる。

前記すべり軸受を予圧する弾性体をゴムとし、このゴムをすべり軸受と一体に形成することにより、よりコンパクトな設計で、さらに部品点数を減らすことができる。

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、垂直軸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。

以下、図１乃至図４に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態を示す。この旋回テーブル装置は、テーブル１の下面側の軸部１ａに設けられたスプライン穴１ｂに、ピニオン２ａを設けられた垂直軸２がスプライン結合され、アクチュエータとしてのリニアソレノイド３に連結されて水平方向に駆動されるラック４と垂直軸２のピニオン２ａの噛み合いで、厚肉板状の支持部材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。

前記テーブル１の軸部１ａには、テーブル１下面との間で支持部材５を挟持する押さえ板６が、菊座金７を介してナット８で締め付け固定されている。テーブル１は、軸部１ａをすべり軸受９でラジアル方向に支持されるとともに、テーブル１下面と押さえ板６の上面を各すべり軸受１０ａ、１０ｂでアキシアル方向に支持されている。各すべり軸受９、１０ａ、１０ｂは、いずれも摩擦係数が小さく、耐熱性を有するフッ素樹脂で形成されている。

前記ラジアル方向のすべり軸受９は、可撓性を持たせた薄肉のパイプ状とされ、支持部材５の取り付け孔５ａに設けられた環状溝１１に嵌め込まれたシリコーンゴム製のＯリング１２で軸部１ａに均等に押圧され、ラジアル方向に予圧されるようになっている。なお、パイプ状のすべり軸受９の上下端部は外向きに曲げられて環状溝１１に差し込まれ、Ｏリング１２の弾性押圧力で抜け止めされている。パイプ状のすべり軸受９は、ワッシャ状のものを絞り加工してパイプ状に成形してもよい。

前記アキシアル方向の各すべり軸受１０ａ、１０ｂは、軸部１ａの回りに６０°の位相で配置された各６個ずつの円板状のものとされている。上側のすべり軸受１０ａは支持部材５上面の凹部１３ａに嵌め込まれて固定され、下側のすべり軸受１０ｂは可撓性のある薄肉に形成されて、支持部材５下面の凹部１３ｂに嵌め込まれたシリコーンゴム製の円柱ブロック１４で押さえ板６に均等に押圧されており、各すべり軸受１０ａ、１０ｂがアキシアル方向に予圧されるようになっている。なお、薄肉円板状のすべり軸受１０ｂは円柱ブロック１４に接着されて一体化されるとともに、円柱ブロック１４が組み込まれた各凹部１３ｂよりも大径に形成されており、金属板で形成された支持部材５と押さえ板６の金属接触を防止するようになっている。これらの各すべり軸受１０ａ、１０ｂは、軸部１ａの回りに少なくとも各３個ずつ以上配置されていればよく、軸部１ａの回りで一体に連なるリング状のものとしてもよい。

図２（ａ）、（ｂ）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、前記テーブル１を支持するラジアル方向のすべり軸受９とアキシアル方向の各すべり軸受１０ａ、１０ｂの形態のみが異なる。この実施形態の各すべり軸受９、１０ａ、１０ｂは、いずれもポリイミド樹脂製とされている。

前記ラジアル方向のすべり軸受９は、軸部１ａの回りに１２０°の位相で配置された３個の厚肉ブロック状のものとされ、支持部材５の凹部１５に組み込まれたコイルばね１６により、その内周側の円弧面が軸部１ａに押圧され、ラジアル方向に予圧されるようになっている。

前記アキシアル方向の各すべり軸受１０ａ、１０ｂは、第１の実施形態のものと同様に、軸部１ａの回りに６０°の位相で６個ずつ配置されている。上側のすべり軸受１０ａは第１の実施形態のものと同じ円板形状であり、下側のすべり軸受１０ｂは、外周にばね座を設けた段付きの円柱形状とされて、支持部材５下面の凹部１３ｂに組み込まれたコイルばね１７で押さえ板６に押圧されており、各すべり軸受１０ａ、１０ｂがアキシアル方向に予圧されるようになっている。各すべり軸受１０ａ、１０ｂは、第１の実施形態と同様に、軸部１ａの回りに少なくとも各３個ずつ以上配置されていればよく、軸部１ａの回りで一体に連なるリング状のものとしてもよい。なお、段付き円柱形状のすべり軸受１０ｂの下端には、支持部材５と押さえ板６の金属接触を防止する鍔１８が設けられている。

図３は、第３の実施形態を示す。この旋回テーブル装置は、テーブル１の駆動機構は、上述した各実施形態のものと同じであり、支持部材５が薄板のプレス成形で取り付け孔５ａの部分を下向きのカップ状に形成され、テーブル１の軸部１ａに装着された押さえリング１９で、取り付け孔５ａの周りを下側で抜け止めされている点と、テーブル１をラジアル方向とアキシアル方向に支持するすべり軸受２０が一体に形成されるとともに、これをラジアル方向とアキシアル方向に予圧する弾性体としてのゴム２１も一体に形成され、ゴム２１がすべり軸受２０の裏面に接着されて一体化している点とが異なる。なお、すべり軸受２０はフッ素樹脂で形成されている。

前記すべり軸受２０は、軸部１ａに摺接してラジアル方向に支持する薄肉の筒部と、テーブル１下面に摺接してアキシアル方向に支持する薄肉の鍔部とから成る。これに接着されたゴム２１も筒部と鍔部とから成り、すべり軸受２０の筒部と鍔部をそれぞれ軸部１ａとテーブル１下面とに均等に押圧して、ラジアル方向とアキシアル方向に予圧する。なお、アキシアル方向の予圧は、支持部材５を抜け止めする押さえリング１９でバックアップされる。

図４（ａ）、（ｂ）は、第３の実施形態の変形例を示す。この変形例は、前記支持部材５を抜け止めする押さえリング１９の替りに、テーブル１の軸部１ａに環状溝２２を設け、支持部材５の取り付け孔５ａに、周方向の３箇所で環状溝２２に嵌まり込んで支持部材５を抜け止めする爪２３を設けた点が異なる。軸部１ａの外周には環状溝２２を分断する切欠き部２４が３箇所に設けられ、各爪２３はこれらの切欠き部２４から環状溝２２に嵌め込まれるようになっている。その他の部分は第３の実施形態と同じである。

上述した各実施形態では、すべり軸受をラジアル方向とアキシアル方向の両方向で予圧するようにしたが、いずれか一方向のみを予圧するようにしてもよい。すべり軸受を形成する樹脂としては、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂やポリイミド樹脂のほかに、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等も用いることができる。

また、テーブルを回動させるアクチュエータは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。

ａは第１の実施形態の旋回テーブル装置を示す縦断面図、ｂはａの切欠き平面図 ａは第２の実施形態の旋回テーブル装置を示す縦断面図、ｂはａの切欠き平面図 第３の実施形態の旋回テーブル装置を示す縦断面図 ａは図３の変形例を示す一部省略縦断面図、ｂはａの底面図

符号の説明

１ テーブル
１ａ 軸部
１ｂ スプライン穴
２ 垂直軸
２ａ ピニオン
３ リニアソレノイド
４ ラック
５ 支持部材
５ａ 取り付け孔
６ 押さえ板
７ 菊座金
８ ナット
９、１０ａ、１０ｂ すべり軸受
１１ 環状溝
１２ Ｏリング
１３ａ、１３ｂ 凹部
１４ 円柱ブロック
１５ 凹部
１６、１７ コイルばね
１８ 鍔
１９ 押さえリング
２０ すべり軸受
２１ ゴム
２２ 環状溝
２３ 爪
２４ 切欠き部

Claims (7)

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、前記テーブルを樹脂製のすべり軸受でラジアル方向とアキシアル方向に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。
2. 前記すべり軸受が耐熱樹脂製のものである請求項１に記載の旋回テーブル装置。
3. 前記ラジアル方向とアキシアル方向のすべり軸受を一体に形成した請求項１または２に記載の旋回テーブル装置。
4. 前記すべり軸受を、ラジアル方向とアキシアル方向の少なくとも一方で予圧する予圧手段を設けた請求項１乃至３のいずれかに記載の旋回テーブル装置。
5. 前記予圧手段が、前記すべり軸受を弾性体で押圧して予圧するものである請求項４に記載の旋回テーブル装置。
6. 前記すべり軸受を予圧する弾性体をゴムとし、このゴムを前記すべり軸受と一体に形成した請求項５に記載の旋回テーブル装置。
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、前記垂直軸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。

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