JP2007319966A - 回転装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転装置に設けられる配管を簡略構成によって配設し、メンテナンスを容易にし、また、質量増加を抑える。
【解決手段】回転移動可能な回転体（回転ステージ１）の径方向側に固定された接続部１３と、該回転体の回転軸から偏位した位置に固定設置された固定部３を備え、固定部３に回転体回転軸方向に沿った回転軸を有する第１の中空回転ジョイント５を取り付け、接続部１３に回転体回転軸方向に沿った回転軸を有する第３の中空回転ジョイント１２を取り付ける。第１の中空回転ジョイント５と第３の中空回転ジョイント１２の間に、回転体回転軸方向に沿った回転軸を有し回転体の面方向に沿って移動可能な第２の中空回転ジョイント７、８と、回転体の面方向に沿って配置され、中空回転ジョイントの回転部に接続された２以上の配管６、１１を介設する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転移動可能な回転体を有し、該回転体の径方向側と中心部付近の固定側とを接続する配管を備える回転装置に関するものである。

レーザアニールなどの液晶ガラス加工を行う加工装置では、ガラスを回転（例えば９０度）させて加工をする場合があり、該装置にはガラスを載置するガラス試料台を回転させつつ精密に位置決めする機構が付設されている。また、ガラス試料台には、加工に備えてガラスを吸着させるための配管や、加工後にガラスを押し上げるプッシング機構やスリップリングなどが具備されており、これら配管や機構は試料台を回転させる際に試料台とともに回転する。特に、スリップリングなどは、回転体の中心下部に配置されている。
このため上記配管などは、回転に際し絡まったり他の部材と干渉することがないように配設することが必要になる。従来は、試料台の下部に、中心から離れて円弧状ガイドを設け、このガイド内にケーブルサポートを折り返した状態で収納し、このケーブルサポート内に配管や配線などを通したものが提案されている（例えば特許文献１参照）。

この提案装置の一例を図５に基づいて説明する。
試料台（回転ステージ）３０の下方に試料台３０の回転機構や配線等などを収納したセンターユニット３１が設置されており、該センターユニット３１の外周側に円弧状のガイド溝３２を設け、該ガイド溝３２内にケーブルサポート３３を折り返した状態で収納する。ケーブルサポート３３の一端はセンターユニット３１近傍の固定側に固定し、他端は試料台３０の回転側に固定する。ケーブルサポート３３内には、配管３４などを挿通させ、上記固定側および回転側の所定位置に配設する。
上記装置の動作を説明する。試料台３０が回転すると、ケーブルサポート３３は前記ガイド溝３２内で折り返りし部分が移動することで前記回転に追随する。これによりケーブルサポート３３内にある配管３４等が絡むことなく試料台３０の回転に従って移動することができる。
特開２００２−３４５１４１号公報

しかし、上記した従来の装置では、以下の問題点を抱えており、実用装置としては満足を得るには至っていない。
１．ケーブルサポートを収納した機構が回転体の下部の広い空間を占有し、装置のメンテナンスを行いにくい。
２．ケーブルサポート等の機構の質量が嵩み、装置全体の質量が大きくなる。
３．ケーブルサポート等の機構のメンテナンスを行いにくい。
４．ケーブルサポートが回転動作によって経時的に破損しやすい。

本発明は、上記事情を背景としてなされたものであり、重量が嵩むことなく回転に追随できる配管配置を行うことができ、メンテナンスが容易で耐久性にも優れた回転装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明の回転装置のうち請求項１記載の発明は、回転移動可能な回転体の径方向側に固定された接続部と、該回転体の回転軸から偏位した位置に固定設置された固定部とを備え、該固定部に前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有する第１の中空回転ジョイントが取り付けられ、前記接続部に前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有する第３の中空回転ジョイントが取り付けられ、前記第１の中空回転ジョイントと前記第３の中空回転ジョイントとの間に、前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有し回転体の略面方向に沿って移動可能な１以上の第２の中空回転ジョイントと、前記回転体の略面方向に沿って配置され、両端が前記中空回転ジョイントの回転部に接続された２以上の配管とが介設されていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、回転体に固定された接続部と、回転軸付近に設置された固定部とが、上記第１〜第３の中空回転ジョイントと配管とによって接続され、配管を通した流体などの移送が可能になる。また、回転体が回転する際には、それぞれの中空回転ジョイントが回転して、配管が回転およびスライド移動することで、回転体の回転に追随することができる。なお、配管は、総長さにおいて、前記回転に追随できる長さが必要である。特に、固定部は、回転体の中心から偏位しているので、回転体の回転に連れて固定部と接続部との距離が変化する。各配管の総長さは、この距離の変化に対応できることが必要である。
上記配管および中空回転ジョイントは、質量が嵩むことなく構成することができ、装置全体の質量の増加を極力抑えることができる。また、簡易な構成であることから、他の回転装置部位のメンテナンスの支障になることも殆どない。

前記中空回転ジョイントの回転軸は、回転体回転軸方向に限定されるものではないが、回転体の回転軸方向に略沿うことで、回転体の回転に追随して回転できるものでなければならない。中空回転ジョイントの構造は、本発明としては特に限定されないが、配管内を通して移送される流体等が漏れなく通過できるように中空構造とされ、前記した回転軸によって固定側に対し回転側が回転し、または、二つの回転側がそれぞれ回転する構造とされる。また、第２の中空回転ジョイントは、一つでもよく、また、２以上からなるものであってもよく、これら複数の中空回転ジョイントでは、その間に複数の配管が介設される。第２の中空回転ジョイントは、回転体の略面方向に沿って移動することができ、この移動によって各中空回転ジョイントと配管とが回転体の回転に追随することを可能にする。

なお、本発明の回転装置は、精密位置決め機能を具備する液晶ガラス加工装置（レーザアニール装置など）などに好適であるが、その他に、ワークを吸引保持するなどして加工などする種々の装置に適用が可能であり、本発明としては、その適用範囲が特に限定されるものではない。

請求項２記載の回転装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の中空回転ジョイントと前記第３の中空回転ジョイントの間に、前記回転体回転軸方向で位置を異にする２つの前記第２の中空回転ジョイントを備え、該第２の中空回転ジョイントの回転部に、前記回転体回転軸方向で両端位置が変わるように伸張する軸方向連結配管がそれぞれ連結されていることを特徴とする。

請求項２記載の発明によれば、軸方向連結配管を用いることで、軸方向で位置が異なる前記接続部と固定部とを、軸方向連結配管と第２の中空回転ジョイントを介して連結することができる。なお、軸方向連結配管は、前記回転体回転軸方向で両端位置を変わるように伸張していればよく、前記回転体回転軸方向に略沿った形状や、斜行する形状、前記回転体回転軸方向に略沿った形状と回転軸面方向に略沿った形状の組み合わせ、またはこれらの組み合わせによって構成することができる。
なお、第１、第３の中空回転ジョイントに連結される配管において、一部に回転体回転軸方向で位置を変えるように伸張する部分を有することも可能である。

請求項３記載の回転装置の発明は、請求項１記載の発明において、前記配管は、流体が移送されるものであることを特徴とする。

請求項３の発明に記載するように、本発明では、気体または流体を配管および中空回転ジョイントを通して移送することができる。また、本発明では、これに限定されず、この他に固体粉粒物などを配管、各中空回転ジョイントを通して移送することも可能である。

請求項４記載の回転装置の発明は、請求項２記載の発明において、前記流体は、前記接続部から前記固定部へと真空引きされる空気または前記固定部から接続部へと送られる圧縮空気であることを特徴とする。

請求項４記載の発明によれば、被加工ワークを吸引保持する際の真空引きや、ワークを離脱させるための圧縮空気の供給などに前記配管および中空回転ジョイントを用いることができる。

請求項５記載の回転装置の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記固定部および接続部ならびに各中空回転ジョイントおよび配管は、前記回転体の下方に配置されていることを特徴とする。

請求項５記載の発明によれば、配管および中空回転ジョイントを回転体の下方に配置することで回転体上方の作業領域に干渉しないようにすることができる。
配管および中空回転ジョイントは、回転体の下方位置においても簡略な構成からなるため、メンテナンスは容易である。

請求項６記載の回転装置の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記固定部および前記配管と干渉しない回転体回転中心位置に、電気配線系統が納められていることを特徴とする。

また、前記固定部および前記配管と干渉しない位置にスリップリングなどの電気配線系統を納めることができ、装置構成を複雑にすることなくそれぞれの機構を設けることができ、また、それぞれのメンテナンスも容易に行うことが可能になる。

以上説明したように、本発明の回転装置によれば、回転移動可能な回転体の径方向側に固定された接続部と、該回転体の回転軸から偏位した位置に固定設置された固定部とを備え、該固定部に前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有する第１の中空回転ジョイントが取り付けられ、前記接続部に前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有する第３の中空回転ジョイントが取り付けられ、前記第１の中空回転ジョイントと前記第３の中空回転ジョイントとの間に、前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有し回転体の略面方向に沿って移動可能な１以上の第２の中空回転ジョイントと、前記回転体の略面方向に沿って配置され、両端が前記中空回転ジョイントの回転部に接続された２以上の配管とが介設されているので、複雑な構成を要することなく、前記固定部と接続部とを配管で接続することができ、また、該配管は、回転体の回転に追随して移動することができ、回転体の回転位置に拘わらず、流体等を固定部と接続部との間で移送することができる。また、上記構成によりメンテナンスを容易に行うことができ、全体質量が従来装置に比べて軽くなる。特に精密位置決め機構を備える装置では、装置は軽ければ軽いほど位置決め精度が出しやすくなる。そのため重量が軽くなることは精度向上、信頼性向上に寄与する。また、回転体の回転に連れて配管が安定して移動するので、破損しにくく耐久性が向上するという効果がある。

以下に、本発明の一実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。
回転装置は、ワークを設置する回転体である回転ステージ１を有しており、該回転ステージ１の中心下方に固定ユニット２が設置されている。該固定ユニット２には、ガラスを押し上げるプッシング機構の配線や、スリップリング等（図示しない）が配置されている。なお、スリップリングは機構上ステージ回転軸中心に設置される。

また固定ユニット２には、ステージ回転軸から偏位した位置に配管接続用の固定部３、３が設けられている。これにより回転ステージ回転軸付近に配置される配線等との干渉が避けられる。該固定部３、３には、上記ステージ回転軸方向に沿った回転軸を有する第１の中空回転ジョイント５、５の固定部５ａ、５ａが接続されている。

該中空回転ジョイント５の回転部５ｂには、横方向に向いた連結口５ｃが設けられており、該連結口５ｃに、回転ステージ１の下面に沿って配置された配管６が接続されている。該配管６の材質は特に限定されないが、耐久性に優れたテトラフルオロエチレン製のチューブなどを用いることができる。該配管６は、回転ステージ１の下面側に設けた溝１ａ内に配設されている。

一方、回転ステージ１の径方向側に位置する下面側には、図示しないワーク吸着部と連通する給排気ブロック１４が固定されており、該給排気ブロック１４の下面側に接続部１３が設けられている。該接続部１３には、前記ステージ回転軸方向に沿った回転軸を有する第３の中空回転ジョイント１２の固定部１２ａが接続されている。一方、該第３の中空回転ジョイント１２の回転部１２ｂには、横方向に向いた連結口１２ｃが設けられており、該連結口１２ｃに、回転ステージ１の下面方向に沿って配置された配管１１が接続されている。配管１１も配管６と同材質により構成することができる。上記配管６と配管１１のそれぞれの端部は、第１の中空回転ジョイント５と第３の中空回転ジョイント１２との間で略同じ回転ステージ径方向位置に位置しており、第１の中空回転ジョイント５と第３の中空回転ジョイント１２の間の直線方向よりもややずれた位置に達している。

前記配管６の他端は、前記ステージ回転軸方向に沿った回転軸を有する第２の中空回転ジョイント７の回転部７ｂに横向きに設けた連結口７ｃに接続されている。また第２の中空回転ジョイント７の他方の回転部７ａには、前記ステージ回転軸方向に沿った軸方向連結配管１０が接続されている。軸方向連結配管１０も、配管６、１１と同材質で構成することができる。軸方向連結配管１０の他端には、前記ステージ回転軸方向に沿った回転軸を有する第２の中空回転ジョイント８の回転部８ａが接続されている。なお、軸方向連結配管１０に図示しない連結部を介設して長さ調整をしてもよい。さらに、第２の中空回転ジョイント８の他方の回転部８ｂには、横向きの連結口８ｃが設けられており、該連結口８ｃには、前記した配管１１の端部が接続されている。上記により第２の中空回転ジョイント７、８および軸方向連結配管１０は、回転ステージ１の回転に連れて回転ステージ１の面方向にスライド移動可能になっている。

次に、上記回転装置の動作について説明する。
回転ステージ１が所定の回転方向位置にある状態では、前記した配管６、１１および軸方向連結配管１０は、所定の位置にあり、接続部１３と固定部３とがこれら配管によって接続されている。回転ステージ１に図示しないワークが設置されると、図示しない吸引装置によって固定ユニット２を介して固定部３から吸引がなされる。すると、図示しないワーク吸着部から真空引きがなされ、排気は給排気ブロック１４から接続部１３へと吸引され、さら、第３の中空回転ジョイント１２、配管１１、第２の中空回転ジョイント８、軸方向連結配管１０、第２の中空回転ジョイント７、配管６、第１の中空回転ジョイント５へと吸引されて、前記吸引装置へと排気される。これによりワークが確実に吸着される。ワークの吸着を解除する場合は、上記吸引を停止し、必要に応じて固定部３へと圧縮空気を送気する。圧縮空気は、第１の中空回転ジョイント５を通って、さらに配管６、第２の中空回転ジョイント７、軸方向連結配管１０、第２の中空回転ジョイント８、配管１１、第３の中空回転ジョイント１２を通って、接続部１３、吸排気ブロック１４へと送られて、ワークの離脱を容易にする。また、ワークを押し上げるプッシング機構が具備する場合には、該機構を作動させてワークを離脱させる。この際には、定位置にある配管等とは干渉することなく円滑に作業がなされる。

また、回転ステージ１を回転させる必要がある場合、図示しない回転駆動機構により、図１、図４に示すように、例えば回転ステージ１を９０度回転させる。該回転に応じて接続部１３に接続された第３の中空回転ジョイント１２が回転移動し、これに連れて回転部１２ａ、配管１１が回転する。この回転力は、第２の中空回転ジョイント８の回転部８ｂに伝達され、該中空回転ジョイント８が回転する。この回転は、回転部８ａから配管１０へと伝達され、さらに第２の中空回転ジョイント７が回転する。該スライドおよび回転は第２の中空回転ジョイント７から配管６へと伝達されて配管６が、第１の中空回転ジョイント５を中心にして回転する。第１の中空回転ジョイント５では、配管６の回転に連れて回転部５ｂが回転する。なお、上記動作においては、固定部３は、回転ステージ回転軸から偏位しているため、回転ステージ１の回転に連れて固定部３と接続部１３との距離が変化する。この距離の変化は、上記動作において、第２の中空回転ジョイント７、８および軸方向連結配管１０が、回転ステージ１の面方向にわずかにスライド移動することで吸収される。

上記動作によって、回転ステージ１の回転に連れて第３の中空回転ジョイント１２、配管１１、第２の中空回転ジョイント８、軸方向連結配管１０、第２の中空回転ジョイント７、配管６、第１の中空回転ジョイント５が回転し、この際に第２の中空回転ジョイント７、軸方向連結配管１０、第２の中空回転ジョイント８は回転移動に加えてスライドする。これにより、固定部３が回転ステージ１の回転軸から偏位していても、これら配管が回転ステージ１の回転に円滑に追随することができる。

なお、固定部３から接続部１３に至る配管の経路は、上記のように各配管と各中空回転ジョイントで構成されるのみであるので簡略かつ軽量に構成することができ、これら配管系のメンテナンスはもとより、他部のメンテナンスも容易に行うことができる。
なお、上記実施形態では、軸方向連結配管を有する形態について説明したが、軸方向での位置調整を要しない場合には、軸方向連結配管を省略することも可能である。また、上記実施形態では、軸方向で位置が異なる複数の第２の中空回転ジョイントを有するものについて説明をしたが、回転ステージ面方向で位置が異なる複数の第２の中空回転ジョイントを有するものであってもよい。
以上、本発明について上記実施形態に基づいて説明を行ったが、本発明は上記説明の内容に限定をされるものではなく、本発明の範囲を逸脱しない範囲で適宜の変更が可能である。

本発明の一実施形態の回転装置を示す概略斜視図である。 同じく、一部正面図である。 同じく、一部の配管を示す図である。 同じく、異なる回転位置に回転装置を示す平面図である。 従来の回転装置の一部を示す斜視図である。

符号の説明

１ 回転ステージ
２ 固定ユニット
３ 固定部
５ 第１の中空回転ジョイント
５ａ 固定部
５ｂ 回転部
６ 配管
７ 第２の中空回転ジョイント
７ａ 回転部
７ｂ 回転部
８ 第２の中空回転ジョイント
８ａ 回転部
８ｂ 回転部
１０ 軸方向連結配管
１１ 配管
１２ 第３の中空回転ジョイント
１２ａ 固定部
１２ｂ 回転部
１３ 接続部

Claims (6)

1. 回転移動可能な回転体の径方向側に固定された接続部と、該回転体の回転軸から偏位した位置に固定設置された固定部とを備え、該固定部に前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有する第１の中空回転ジョイントが取り付けられ、前記接続部に前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有する第３の中空回転ジョイントが取り付けられ、前記第１の中空回転ジョイントと前記第３の中空回転ジョイントとの間に、前記回転体回転軸方向に略沿った回転軸を有し回転体の略面方向に沿って移動可能な１以上の第２の中空回転ジョイントと、前記回転体の略面方向に沿って配置され、両端が前記中空回転ジョイントの回転部に接続された２以上の配管とが介設されていることを特徴とする回転装置。
2. 前記第１の中空回転ジョイントと前記第３の中空回転ジョイントの間に、前記回転体回転軸方向で位置を異にする２つの前記第２の中空回転ジョイントを備え、該第２の中空回転ジョイントの回転部に、前記回転体回転軸方向で両端位置が変わるように伸張する軸方向連結配管がそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項１記載の回転装置。
3. 前記配管は、流体が移送されるものであることを特徴とする請求項１記載の回転装置。
4. 前記流体は、前記接続部から前記固定部へと真空引きされる空気または前記固定部から接続部へと送られる圧縮空気であることを特徴とする請求項２記載の回転装置。
5. 前記固定部および接続部ならびに各中空回転ジョイントおよび配管は、前記回転体の下方に配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の回転装置。
6. 前記固定部および前記配管と干渉しない回転体回転中心位置に、電気配線系統が納められていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の回転装置。

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