JP4073224B2 - 回転物保持体の心出し装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャックやコレット等の回転物保持体において、保持した回転物の中心軸を所定の位置と方向に調整して心出しを行う回転物保持体の心出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転物保持体の心出し装置としては、特開平６−４７６０７号公報に記載された技術が知られている。図１１〜図１３は、この公報に開示された装置を示し、図１１は回転物保持体の心出し装置の斜視図、図１２、図１３はそれぞれ図１１のＬ−Ｌ線断面図、Ｍ−Ｍ線断面図である。
【０００３】
回転物保持体の心出し装置１０１は、基板１０２と、板部材１０３及び１０４と、作動体１０５及び１０６（不図示）から構成されている。さらに、心出し装置１０１には、ホルダー１０７と、ベース１０８と、６個のスペーサ１０９からなる回転物保持体の傾きを調節する手段が設けられている。基板１０２と板部材１０３の間には、図１３に示すように、クロスローラガイド１１０及び１１１が介在され、これにより板部材１０３は基板１０２に対して、心出しすべき回転物保持体の軸線と直交する方向である矢印Ｘ方向にスライド可能となっている。
【０００４】
基板１０２には、心出しすべき回転物保持体の軸線と直交し且つ矢印Ｘ方向にも直交する方向である矢印Ｙ方向に延びる凹部１１２及びこの凹部１１２に連通するメネジ孔１１３が形成されている。板部材１０３には、図１２に示すように、凹部１１２の対向部に矢印Ｙ方向と３°の角度を有して伸びる溝部１１４が形成されている。
【０００５】
作動体１０５は、凹部１１２及び溝部１１４に係合し矢印Ｙ方向にネジ送りされるように基板１０２と板部材１０３の間に介在されている。この作動体１０５は、凹部１１２に嵌合し矢印Ｙ方向にスライド可能な基部１１５と、溝部１１４に嵌合し矢印Ｙ方向に対し３°の角度の方向にスライド可能な凸部１１６からなり、基部１１５にはメネジ孔１１３に螺合するネジ送り部材１１７が挿通係止する図示しない通孔が形成されている。
【０００６】
従って、ネジ送り部材１１７を操作して作動体１０５を矢印Ｙの方向にネジ送りすると、その送りの量とｔａｎ３°との積だけ、基板１０２と板部材１０３が矢印Ｘ方向に相対的にスライドする。ネジ送り部材１１７のピッチが０．５ｍｍの場合に、殆どの作業者が手動で確実に回転できる最小の角度を５°とすると、基板１０２に対して板部材１０３を矢印Ｘ方向に、以下に示す最小距離を単位としてスライドさせることができる。
０．５ｍｍ×（５°÷３６０°）×ｔａｎ３°≒０．３６μｍ
【０００７】
なお、基板１０２と板部材１０３の間にはクランプ手段が介在され、ネジ送り部材１１７の操作によって板部材１０３の基板１０２に対する矢印Ｘ方向の位置が得られると、すなわち矢印Ｘ方向の心出しが得られると、クランプ手段によりその位置を保持する。クランプ手段は、板部材１０３にネジ止め固定されるブロック１１９と、基板１０２に形成され、ブロック１１９を収納する凹部１２０と、基板１０２に形成したメネジ孔１２１に螺合し、ブロック１１９に当接してブロック１１９の位置を規制するオネジ棒１２２から主に構成されている。
【０００８】
板部材１０３と板部材１０４の間には、クロスローラガイド１２３及び１２４が介在され、板部材１０４は板部材１０３に対して、心出しすべき回転物保持体の軸線と直交し且つ矢印Ｘ方向とも直交する方向である矢印Ｙ方向にスライド可能となっている。板部材１０３と板部材１０４とのスライド機構及びクランプ機構は、基板１０２と板部材１０３とのそれと同様であるため説明は省略する。
【０００９】
一方、回転物保持体の傾きを調節する手段において、チャックやコレット等回転物保持体を保持するホルダー１０７は、ドーナツ板の外周に軸方向に伸びるフランジ部１３５が形成されたベース１０８と共に、板部材１０４にビス止め固定されている。ベース１０８の板部材１０４側の面は平らな面になっており、板部材１０４側と逆の面（ホルダー１０７と対向する面）は、軸線を中心として凹面１３６に形成されている。
【００１０】
互いに対向するホルダー１０７とベース１０８の間には、６個のスペーサ１０９が介在されている。スペーサ１０９は、同一円周上の定位置に配置したときに、ベース１０８と対向する面が、ベース１０８の凹面１３６と対応する凸面１３７となるように形成されている。ホルダー１０７とスペーサ１０９の対向する面は、共に平らに形成されている。スペーサ１０９は、以下のようにして、それぞれ互に独立して半径方向へのネジ送りが可能となっている。
【００１１】
すなわち、各スペーサ１０９には、軸線に対し半径方向に進むメネジ部１３８が形成されると共に、ベース１０８のフランジ部１３５に形成した孔１３９を挿通した送りネジ１４０がメネジ部１３８に螺合されている。従って、送りネジ１４０を回転操作すると、スペーサ１０９はベース１０８の半径方向にネジ送りされて、スペーサ１０９がベース１０８の凹部に沿って移動し、ベース１０８とホルダー１０７との距離が変化する。よって、スペーサ１０９が介在されている６箇所でベース１０８とホルダー１０７との距離が調節でき、結果的にベース１０８に対するホルダー１０７の傾きを調節することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回転物保持体の心出し装置では、基板１０２と板部材１０３との間及び板部材１０３と板部材１０４との間で、ネジ送り部材１１７の軸に対してわずかな角度だけ傾けた凸部１１６により、ネジ送り部材の軸に直交する方向に微小な相対変位を生じさせ、その後、クランプ手段によって固定しているが、凸部とこれに嵌合する溝部とのクリアランスや弾性変形により、上記分解能（０．３６μｍ）を上回るずれが発生し、一度で正確な心出し調整をすることはほとんど不可能である。
【００１３】
また、基板１０２と板部材１０３との間及び板部材１０３と板部材１０４との間にそれぞれ２個ずつ計４個のクロスローラガイドを設けているため、心出し装置が大きくかつ重くなり、回転物保持体の回転による遠心力等の慣性力の影響を受けやすくなる。
【００１４】
さらに、回転物保持体の傾きを調節する場合においても、複数のスペーサの位置関係によって傾きを調整するが、正確に望ましい角度だけ傾けるのが困難である上、クランプにより発生する上述した不具合もある。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、迅速かつ正確な心出し調整を行うことができるとともに、回転に伴う遠心力等の慣性力の影響を受けにくい回転物保持体の心出し装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の回転物保持体の心出し装置は、基板と、基板に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行な第一の軸の回りに回動可能に保持された第一の板部材と、第一の板部材に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行で、かつ心出しすべき回転物保持体の軸から見て前記第一の軸のある方向とほぼ直角をなす方向に位置する第二の軸の回りに回動可能に保持された第二の板部材と、前記第一の板部材を第一の軸を中心として基板に対して回動させるように、前記基板に取り付けた第一の固定アームとの対向位置に、前記第一の板部材に取り付けた第一の可動アームを配置し、前記第一の固定アームに取り付けたオネジと第一の可動アームに取り付けたオネジとに螺合するメネジを備えた第一の駆動手段と、前記第二の板部材を第二の軸を中心として第一の板部材に対して回動させるように、前記第一の板部材に取り付けた第二の固定アームとの対向位置に、前記第二の板部材に取り付けた第二の可動アームを配置し、前記第二の固定アームに取り付けたオネジと第二の可動アームに取り付けたオネジとに螺合するメネジを備えた第二の駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明では、自由度が干渉することなく、一方向に調整する際に、直交方向のズレが生じにくく、薄型で軽量とすることができる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１記載の回転物保持体の心出し装置であって、前記基板、第一の板部材、第二の板部材がいずれも磁性体によって形成されていると共に、このうち少なくとも一つに磁石が配設されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明では、従来のようなクランプ手段が不要となり、クランプ手段によるズレがなくなる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の回転物保持体の心出し装置であって、前記基板と第一の板部材との間及び第一の板部材と第二の板部材との間がそれぞれ弾性体により保持されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明では、第一の板部材と第二の板部材との間にクリアランスがないため、自由度の干渉を確実に回避することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００２３】
（実施の形態１）
図１〜図５は本発明の実施の形態１を示し、図１及び図２は、心出し装置全体の平面図及び側面図である。
【００２４】
基板１は円盤形状の磁性体からなり、回転軸（図示省略）の軸端に垂直となるように同軸的に取り付けられる。基板１には第一の板部材２が対向している。第一の板部材２は円盤形状の磁性体からなり、基板１と同軸となるように重ね合わせられており、外周に近い１箇所に第一の軸としてのピン３が貫通しており、このピン３が基板１に圧入されることにより、第一の板部材２が基板１に対して回動可能に取り付けられている。
【００２５】
第一の板部材２における基板１との反対側には、第二の板部材４が同軸となるように重ね合わせられている。第二の板部材４は円盤形状の磁性体からなり、
外周に近い１箇所に第二の軸としてのピン５が貫通しており、このピン５が第一の板部材２に圧入されることにより、第二の板部材４が第１の板部材２に対して回動可能に取り付けられている。なお、ピン３及びピン５は上述した回転軸（図示省略）に関して直角をなす位置に配置される。
【００２６】
第一の板部材２の表裏には、多数の浅い凹部２ａが形成され、その内部に円盤形状の小型で強力な複数の磁石６が落とし込まれてそれぞれ凹部２ａの底面に吸着する。凹部２ａの深さは磁石６の厚さを０．０５〜０．５ｍｍの範囲で上回るように形成されている。磁石６はその数と配置を後述の作用に合わせて適当に選択して配設される。
【００２７】
図示を省略した回転軸を中心としたピン３と反対の位置には、第一の固定アーム７が基板１の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第一の固定アーム７の先端には、ピン９が圧入され、圧入されたピン９を介してオネジ８が回動可能に取り付けられている。この第一の固定アーム７には、第一の可動アーム１０が対向するように配置される。
【００２８】
第一の可動アーム１０は、第一の固定アーム７との対向位置に、第一の板部材２の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第一の可動アーム１０の先端には、ピン１２が圧入され、圧入されたピン１２を介してオネジ１１が回動可能に取り付けられている。
【００２９】
第一の固定アーム７と第一の可動アーム１０は、オネジ８とオネジ１１の中心軸が正確に平行で基板１と第一の板部材２との接触面に近く位置するように配置されている。また、オネジ８とオネジ１１は、ネジ切り方向が同一でそのピッチがわずかに異なるようになっている。
【００３０】
オネジ８には、オネジ８と等しいピッチのメネジ１３，１４が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ１３，１４は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス１５によりノブ１６に軸方向に挟み付けられている。
【００３１】
オネジ１１には、オネジ１１と等しいピッチのメネジ１７，１８が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ１７，１８は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス１９によりノブ１６に軸方向に挟み付けられている。なお、ノブ１６は第一の駆動手段となるものである。
【００３２】
図示を省略した回転軸を中心としたピン５と反対の位置には、第二の固定アーム２０が第一の板部材２の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第二の固定アーム２０の先端には、ピン２２が圧入され、圧入されたピン２２を介してオネジ２１が回動可能に取り付けられている。この第二の固定アーム２０には、第二の可動アーム２３が対向するように配置される。
【００３３】
第二の可動アーム２３は、第二の固定アーム２０との対向位置に、第二の板部材４の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第二の可動アーム２３の先端には、ピン２５が圧入され、圧入されたピン２５を介してオネジ２４が回動可能に取り付けられている。
【００３４】
第二の固定アーム２０と第二の可動アーム２３は、オネジ２１とオネジ２４の中心軸が正確に平行で第一の板部材２と第二の板部材４との接触面に近く位置するように配置されている。また、オネジ２１とオネジ２４は、ネジ切り方向が同一でそのピッチがわずかに異なるようになっている。
【００３５】
オネジ２１には、オネジ２１と等しいピッチのメネジ２６，２７が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ２６，２７は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス２８によりノブ２９に軸方向に挟み付けられている。
【００３６】
オネジ２４には、オネジ２４と等しいピッチのメネジ３０，３１が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ３０，３１は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス３２によりノブ２９に軸方向に挟み付けられている。ノブ２９は、第二の駆動手段となるものである。
【００３７】
第二の板部材４における第一の板部材２との接触面と反対側の１箇所には、第一のすり鉢状の凹部３３ａを有する位置決め部材３３がビス等で固定されて（図４参照）、また２個のおおむね扇形の第一及び第二の板状弾性部材３４、３５がそれぞれ一端を複数のビス等によって固定されている（図３及び図５参照）。
【００３８】
これら第一及び第二の板状弾性部材３４、３５には、上記の固定部付近を除いてそれぞれ１個の補強板３６、３７がロウ付け等により貼り合わせられている。第一及び第二の補強板３６、３７には、それぞれ１箇所に第二及び第三のすり鉢状の凹部３６ａ、３７ａが、第一のすり鉢状の凹部３３ａを中心に互いに直角の方向に位置するように形成されている。また板状弾性部材３４、３５における固定部分の反対側には、それぞれ１箇所にメネジ３６ｂ、３７ｂが形成され、その軸線上で板状弾性部材３４、３５には逃げ穴が形成される。
【００３９】
第二の板部材４における第一の板部材２との反対側には、軽合金等によって円盤形状に形成された第三の板部材３８が配置されている。第三の板部材３８の片面における第一のすり鉢状の凹部３３ａに対向する位置には、第四のすり鉢状の凹部を有する第二の位置決め部材３９がビス等で固定されると共に、第二及び第三のすり鉢状の凹部３６ａ、３７ａに対向する位置には、それぞれ第四のすり鉢状の凹部３９ａに向かって互いに直交する方向のＶ溝４０ａ、４１ａを有する焼き入れ研削した第三及び第四の位置決め部材４０、４１がビス等で固定されている。
【００４０】
第一及び第四のすり鉢状の凹部３３ａ、３９ａ、第二のすり鉢状の凹部３６ａと第一のＶ溝４０ａ、第三のすり鉢状の凹部３７ａと第二のＶ溝４１ａの間には、グリス等の潤滑剤が施された軸受け用鋼球４２，４３，４４が挟み込まれることにより、第二の板部材４に対する第三の板部材３８の位置を拘束している。
【００４１】
第二の板部材４の外周における均等の３〜６箇所には、ビス等によって凸字型のメネジ部材４５が取り付けられている。凸字型のメネジ部材４５のそれぞれには、図示を省略した回転軸と平行に第三の板部材３８の位置する方に向かう段付ボルトに類する形状のバネ軸４６がねじこまれている。
【００４２】
第三の板部材３８の外周のメネジ部材４５に対向する位置には、ビス等によって複数のバネホルダ４７が取り付けられている。バネホルダ４７は、バネ軸４６と逆向きにメネジ部材４５に向かって垂下するＬ字形状となっており、Ｌ字形の底部４７ａにバネ軸４６が貫通する逃げ穴を有している。
【００４３】
バネホルダ４７の底部４７ａとバネ軸４６の大径の頭部の間には、それぞれ強めの圧縮コイルバネ４８が挟み込まれている。圧縮コイルバネ４８は、第三の板部材３８を第二の板部材４に接近する方向に強めの力で付勢している。
【００４４】
２個の調整オネジ４９，５０は頭部が大径のノブに形成されており、第三の板部材３８に形成された逃げ穴を貫通して補強板３６、３７のメネジ３６ｂ、３７ｂにねじこまれている。調整オネジ４９，５０の先端の中心部は球面に形成されて、第二の板部材４に接し板状弾性部材３４、３５を介して第二及び第三の軸受け用鋼球４３，４４をそれぞれ独立に、第二の板部材４に対してコイルバネ４８による付勢と逆の方向に突っ張るようになっている。
【００４５】
この突っ張りによって板状弾性部材３４、３５がわずかな角度に曲げられたとき、３個の軸受け用鋼球４２〜４４の中心を結ぶ直角三角形を含む面と第三の板部材３８とがそれぞれ第二の板部材４とほぼ平行で極力近い距離になるように、第一〜第四の位置決め部材３３、３９、４０、４１と第一及び第二の補強板３６、３７の第一〜第四のすり鉢状の凹部３３ａ、３６ａ、３７ａ、３９ａと第一及び第二のＶ溝４０ａ、４１ａの深さが配設される。また、すり鉢状の凹部３３ａ，３６ａ、３７ａ、３９ａとＶ溝４０ａ，４１ａの角度はそれぞれ片側３０〜４５°程度の鋭角に形成され、板状弾性部材３４、３５はその扇形の半径方向に幅広くかつ補強板３６、３７と貼り合わされた補強部を固定部分に接近させて半径方向へのねじれが生じにくくなるようになっている。
【００４６】
第三の板部材３８には、心出しすべき回転物保持体（図示省略）を取り付けるようにメネジ３８ａが配置されている。また、回転軸の軸端に基板１を取り付けられるようボルト穴１ａが形成されている。さらに、装置の全体には、大径のボルト穴、１ｂ、２ｂ、４ａ、３８ｂが貫通しており、回転物の正しい中心軸の位置と方向を検出する物理的手段（図示省略）の取り付けが可能となっている。
【００４７】
さらに図示を省略するが、基板１、第一の板部材２、第二の板部材４、第三の板部材３８の外周面には、放射状の複数のメネジが、バランス調整のために長短のビスまたこれらを介して若干のオモリを取り付けることができるようになっている。
【００４８】
以上の構成において、第一の板部材２は磁石６から発する磁力線の作用で基板１と広範囲にわたり接触面の両側から互いに常時、吸着されることにより、基板１に圧接しながら、１点の位置をピン３でクリアランスなく拘束されている。同様に、第二の板部材４も第一の板部材２と広範囲にわたり接触面の両側から互いに常時、吸着されることにより、第一の板部材２に圧接しながら、１点の位置をピン５でクリアランスなく拘束されている。
【００４９】
ノブ１６を回転させると、いわゆる差動ネジの作用で、ピン９、１２がノブ１６の１回転に対しオネジ８とオネジ１１のピッチの差だけ引き寄せまたは遠ざけられ、第一の固定アーム７、第一の可動アーム１０を介して第一の板部材２が上記基板ｌとの圧接による静止摩擦力に抗して基板１に対しピン３を中心にスイングする。
【００５０】
ノブ１６を逆転させるときにはバックラッシュが発生するが、上述したようにメネジ１３と１４がオネジ８に対し、メネジ１７と１８がオネジ１１に対してそれぞれバックラッシュがほとんどなくなるようにノブ１６と一体化されているため、全体としてのバックラッシュを小さく抑えることができる。
【００５１】
ノブ２９を正逆転させるときも同様の作用で、第二の板部材４が第一の板部材２との圧接による静止摩擦力に抗して第一の板部材２に対しピン５を中心に小さなバックラッシュでスイングする。
【００５２】
すなわちノブ１６及び２９の回転により、第二の板部材４の中心点を、この中心点で接線が直交する円弧上を移動させることができる。なお、上記の接線同士の厳密な直角度や上記の円弧の曲率は問題となるものではなく、不規則なあるいは急激な変動や往復での位置ズレがなく、滑らかな軌跡で動かせることが重要となるものである。
【００５３】
ここで関連する各部の寸法比率とネジのピッチを適当に選ぶことにより、中心部で例えばノブ１６、２９の１／３００回転当たり０．３μｍ内外の割合の微動が可能となる。
【００５４】
コイルバネ４８の作用により、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４を介して第三の板部材３８は第二の板部材４に対し回転軸に平行な軸回りの角度と回転軸に垂直な面内での位置が拘束されている。
【００５５】
調整オネジ４９をねじこむ方向に回転させると、メネジ３６ｂの作用で板状弾性部材３４が、第二の板部材４に結合された固定部と補強板３６と貼り合わされた補強部との中間で曲げ変形され、凹部３６ａに拘束された第二の鋼球４３がコイルバネ４８による付勢に逆らって押し上げられ、Ｖ溝４０ａに沿ってわずかに滑りながら位置決め部材４０を押し上げる。この作用によって、第三の板部材３８は第一と第三の鋼球４２、４４の中心を結ぶ軸を中心に傾けることができる。ねじもどすときも板状弾性部材３４の変形が緩和されながら、第三の板部材３８が逆方向に同様に追従してその傾き角を変えることができる。
【００５６】
調整オネジ５０を回転させるときも同様で、上述した傾斜の軸と垂直な第一と第二の鋼球４２、４３の中心を結ぶ軸を中心に第三の板部材３８の傾き角を変えることができる。
【００５７】
すなわち調整オネジ４９及び５０の回転により、第三の板部材３８を直交する２方向を軸として第二の板部材４に対して傾けることができる。
【００５８】
ここで、３個の鋼球の配置と板状弾性部材３４、３５の固定部とメネジ３６ｂ、３７ｂの配置の寸法比率とネジのピッチを適当に選ぶことにより、例えば調整オネジ４９、５０の１／３００回転当たり０．０００７度内外の割合の角度の微動が可能となる。
【００５９】
回転物保持体の心出しは、次のようにして行われる。
あらかじめメネジ３８ａを介して第三の板部材３８に心出しすべき回転物保持体を取り付け、基板１、第一の板部材２、第二の板部材４、第三の板部材３８の外周面に配設された複数のメネジに適宜長短のビスまたこれらを介して若干のオモリを取り付けてバランス調整を行う。すなわち研削加工用の砥石の調整に使用される周知の装置等を使用して重心を回転の中心軸に一致させる。
【００６０】
その上で、まず調整オネジ４９と５０を少しずつ回転させて回転物保持体の中心軸の方向を、別途の物理的手段によって検出される正しい方向になるように傾ける。この際、第二の鋼球４３と第三の鋼球４４の第二の板部材４との距離、ひいては傾きの軸の方向がわずかながら変わることにより厳密には自由度の干渉があるので、これによるズレに対する修正も含めて調整する。
【００６１】
前述の圧縮コイルバネ４８による強めの付勢、３箇所のすり鉢状の凹部と２箇所のＶ溝の鋭角の形状、板状弾性部材３４、３５の高いねじり剛性、そして最終的には調整オネジ４９、５０とメネジ３６ｂ、３７ｂとのかみ合いの静止摩擦力の作用により、調整後に加わる外力に対しても強い拘束により正しい方向と位置が維持される。
【００６２】
次に、ノブ１６と２９を少しずつ回転させて上記の角度調整により正しい方向となった回転物保持体の中心軸の位置を、別途の物理的手段によって検出される正しい位置になるように調整する。
【００６３】
上記の角度調整部を含めて薄型軽量となっており、また前述のバランス調整の作用により回転時のアンバランスな遠心力等の慣性力の作用が小さくなっており、さらには、磁石６による前述の静止摩擦力が常時作用していることにより、調整後に加わる外力によって容易に位置がずれることがなくなる。
【００６４】
このような実施の形態では、角度、位置共に自由度の干渉が抑えられて２方向順次に正確な調整がし易く、ズレの原因になるクランプが完全に排除されて操作が簡略迅速となる。また、薄型軽量となるため、遠心力等の慣性力に起因するズレが生じにくいので、秒単位の角度調整と０．１μｍ単位の位置調整が可能となる。
【００６５】
（実施の形態２）
図６〜図１０は、本発明の実施の形態２を示す。
【００６６】
基板５１と第一の板部材５２、第一の板部材５２と第二の板部材５３とは、それぞれ図９に示す局部的にくびれた形状を有する弾性部材５４、５５によりビス等を介して結合される。
【００６７】
第一の固定アーム５６とオネジ５７、第一の可動アーム５８とオネジ５９、第二の固定アーム６０とオネジ６１、第二の可動アーム６２とオネジ６３もオネジ側にロウ付けされた板状弾性部材６４、６５とビス等を介して結合される。
【００６８】
第二及び第三の軸受け用鋼球４３，４４は板状弾性部材を介することなく、実施の形態１の補強板３６、３７のすり鉢状凹部３６ａ、３７ａに相当する位置で、第一の軸受け用鋼球４２と同様に位置決め部材３３と同一形状の位置決め部材６６、６７により第二の板部材５３に位置決めされる。
【００６９】
実施の形態１における４０、４１に相当する位置決め部材６８、６９は、弾性のある材質からなり、Ｖ溝６８ａ、６９ａの方向の全長の大部分にわたってＶ溝６８ａ、６９ａの底部においてスリワリ６８ｂ、６９ｂにより分離されてＶ溝６８ａ、６９ａと第二及び第三の軸受け用鋼球４３，４４とが接する付近が弾性的に間隔が変わり得るように形成されている。分離されない一端では、複数のビス等によりＶ溝６８ａ、６９ａの方向が位置決め部材３９のすり鉢状凹部３９ａに向けて互いに直交するように第三の板部材７０に結合されている。上記の結合部と反対側の端では、分離された片側にメネジ６８ｃ、６９ｃが、これと対向する他の側にバカ穴６８ｄ、６９ｄが形成される。
【００７０】
実施の形態１の４９、５０に相当する調整オネジ７１、７２は、第三の板部材７０と平行となって、先端を位置決め部材６８、６９のバカ穴６８ｄ、６９ｄを貫通し中間の段付部端面が位置決め部材６８、６９の側面に接するまでメネジ６８ｃ、６９ｃにねじこまれ、しめこんだとき位置決め部材６８、６９のＶ溝６８ａ、６９ａを狭めることができるように配設される。
【００７１】
さらにコイルバネ７３が調整オネジ７１、７２を軸として、調整オネジ７１、７２をねじもどすとき、位置決め部材６８、６９のＶ溝６８ａ、６９ａを拡げられるように位置決め部材６８、６９のスリワリ６８ｂ、６９ｂの内部に挟み込まれて配設される。
【００７２】
この実施の形態では、実施の形態１とほぼ同様に、第一の板部材５２と第二の板部材５３とはそれぞれ基板５１と第一の板部材５２に対し、互いに接触面両側から吸着圧接して、弾性部材５４、５５のくびれた部分の弾性曲げ変形によるスイングの方向の自由度のみに拘束されている。そして、ノブ１６を回転させると、差動ネジの作用で、オネジ５７とオネジ５９、オネジ６１とオネジ６３とがそれぞれそのピッチの差だけ引き寄せまたは遠ざけられ、板状弾性部材６４、６５の弾性曲げ変形を経て第一の固定アーム５６と第一の可動アーム５８、第二の固定アーム６０と第二の可動アーム６２を介して第一の板部材５２と第二の板部材５３とが上記の圧接による静止摩擦力に抗して弾性部材５４、５５のくびれた部分を中心にスイングする。
【００７３】
コイルバネ４８と３対の位置決め部材のすり鉢状凹部とＶ溝の作用により、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４を介して、第三の板部材７０は実施の形態１とほぼ同様に第二の板部材５３に対し回転軸に平行な軸回りの角度と回転軸に垂直な面内での位置が拘束されている。従って、調整オネジ７１、７２を回転させるとき、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４はいずれもその位置を全く変えることなく、位置決め部材６８、６９の弾性変形によるＶ溝６８ａ、６９ａの幅の変化に追従して第三の板部材７０が第一〜第三の鋼球４２、４３、４４の中心を結ぶ直角三角形の直交２辺を軸として傾けられる。
【００７４】
この実施の形態では、以下のように心出しが行なわれる。
あらかじめ行うバランス調整は実施の形態ｌと同様である。その上で、まず調整オネジ７１と７２を少しずつ回転させて回転物保持体の中心軸の方向を実施の形態１と同じく検出される正しい方向になるように傾ける。この際、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４の位置、ひいては傾きの軸の方向は全く変わることなく、厳密に自由度の干渉がないのでこれによるズレが生じることがない。
【００７５】
圧縮コイルバネ４８による強めの付勢、３箇所のすり鉢状の凹部と２箇所のＶ溝の鋭角の形状、位置決め部材３３、６６、６７による剛体的な鋼球４２、４３、４４の位置決め、そして最終的には調整オネジ７１、７２とメネジ６８ｃ、６９ｃとのかみ合いの静止摩擦力の作用により、調整後に加わる外力に対しても強い拘束により正しい方向と位置が維持される。
【００７６】
次に、ノブ１６と２９を少しずつ回転させて上記の角度調整により正しい方向となった回転物保持体の中心軸の位置を実施の形態１と同じく検出される正しい位置になるように調整する。この際、第一の板部材５２と第二の板部材５３は、弾性部材５４、５５の弾性曲げ変形によりくびれた部分を中心にスイングするため、原理的にクリアランスが全くなく自由度の分離が完全になる。位置調整に関する調整後の維持の作用は実施の形態１におけると同様である。
【００７７】
このような実施の形態では、実施の形態１と同様な効果を有しているのに加えて、次のような固有の効果を有している。
【００７８】
第一の固定アーム５６とオネジ５７、第一の可動アーム５８とオネジ５９、第二の固定アーム６０とオネジ６１、第二の可動アーム６２とオネジ６３がオネジ側にロウ付けされた板状弾性部材６４、６５を介してビス等で結合されるため、オネジ５７とオネジ５９、オネジ６１とオネジ６３の平行度や高さのズレによる余分な拘束が防止でき、ノブ１６とノブ２９の回転が円滑になり迅速、且つ正確に調整できる。
【００７９】
第一の板部材５２と第二の枚部材５３とが弾性変形によりスイングするため、原理的にクリアランスが全くなく自由度の干渉がない、すなわちＸ（Ｙ）方向の調整の過程でＹ（Ｘ）方向にズレが生じないため、一度で正確な調整が可能となる。
【００８０】
角度調整の際も傾きの軸の方向が全く変わることなく厳密に自由度の干渉がないため、一度で正確な調整ができる。さらに鋼球の位置決めの剛性が高いため、外力によるズレが生じにくい。
【００８１】
以上のことから、例えば２０ｓ−１（１２００ｒｐｍ）程度の速度の回転と若干の切削抵抗等の外力にも耐える装置とすることができる。
【００８２】
以上の説明から、本発明は、次の発明を包含するものである。
（付記項１） 基板と、
基板に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行な第一の軸の回りに回動可能に保持された第一の板部材と、
第一の板部材に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行で、かつ心出しすべき回転物保持体の軸から見て前記第一の軸のある方向とほぼ直角をなす方向に位置する第二の軸の回りに回動可能に保持された第二の板部材と、
第二の板部材に接近する方向に付勢され、心出しすべき回転物保持体が取り付けられる第三の板部材と、
前記第一の板部材を第一の軸を中心として回動させる第一の駆動手段と、
前記第二の板部材を第二の軸を中心として回動させる第二の駆動手段と、を有し、
前記第三の板部材は第二の板部材との間に設けられた複数の弾性部材によって第二の板部材の方向に付勢され、第二の板部材及び第三の板部材の対向面に、すり鉢状の凹部が複数対向するように形成されると共に、対向状態のすり鉢状の凹部に鋼球が挟まれていることを特徴とする回転物保持体の心出し装置。
【００８３】
この付記項１の発明では、遠心力等の慣性力によるずれが生じることなく、回転物保持体の心出しを正確に行うことができる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１及び請求項３の発明によれば、２方向順次各一度で正確な調整ができ易く、遠心力等の慣性力が小さくなり、慣性力によるズレが生じにくくなる。
【００８５】
請求項２の発明によれば、正確で迅速に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の回転軸方向からの平面図である。
【図２】実施の形態１の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】実施の形態２の回転軸方向からの平面図である。
【図７】実施の形態２の側面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】実施の形態２における弾性部材の形状を示す斜視図である。
【図１０】図７のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】従来装置の斜視図である。
【図１２】図１１のＬ−Ｌ線断面図である。
【図１３】図１１のＭ−Ｍ線断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２，５２ 第一の板部材
３，５ ピン
４，５３ 第二の板部材
６ 磁石
１６，２９ ノブ
【発明の属する技術分野】
本発明は、チャックやコレット等の回転物保持体において、保持した回転物の中心軸を所定の位置と方向に調整して心出しを行う回転物保持体の心出し装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の回転物保持体の心出し装置としては、特開平６−４７６０７号公報に記載された技術が知られている。図１１〜図１３は、この公報に開示された装置を示し、図１１は回転物保持体の心出し装置の斜視図、図１２、図１３はそれぞれ図１１のＬ−Ｌ線断面図、Ｍ−Ｍ線断面図である。
【０００３】
回転物保持体の心出し装置１０１は、基板１０２と、板部材１０３及び１０４と、作動体１０５及び１０６（不図示）から構成されている。さらに、心出し装置１０１には、ホルダー１０７と、ベース１０８と、６個のスペーサ１０９からなる回転物保持体の傾きを調節する手段が設けられている。基板１０２と板部材１０３の間には、図１３に示すように、クロスローラガイド１１０及び１１１が介在され、これにより板部材１０３は基板１０２に対して、心出しすべき回転物保持体の軸線と直交する方向である矢印Ｘ方向にスライド可能となっている。
【０００４】
基板１０２には、心出しすべき回転物保持体の軸線と直交し且つ矢印Ｘ方向にも直交する方向である矢印Ｙ方向に延びる凹部１１２及びこの凹部１１２に連通するメネジ孔１１３が形成されている。板部材１０３には、図１２に示すように、凹部１１２の対向部に矢印Ｙ方向と３°の角度を有して伸びる溝部１１４が形成されている。
【０００５】
作動体１０５は、凹部１１２及び溝部１１４に係合し矢印Ｙ方向にネジ送りされるように基板１０２と板部材１０３の間に介在されている。この作動体１０５は、凹部１１２に嵌合し矢印Ｙ方向にスライド可能な基部１１５と、溝部１１４に嵌合し矢印Ｙ方向に対し３°の角度の方向にスライド可能な凸部１１６からなり、基部１１５にはメネジ孔１１３に螺合するネジ送り部材１１７が挿通係止する図示しない通孔が形成されている。
【０００６】
従って、ネジ送り部材１１７を操作して作動体１０５を矢印Ｙの方向にネジ送りすると、その送りの量とｔａｎ３°との積だけ、基板１０２と板部材１０３が矢印Ｘ方向に相対的にスライドする。ネジ送り部材１１７のピッチが０．５ｍｍの場合に、殆どの作業者が手動で確実に回転できる最小の角度を５°とすると、基板１０２に対して板部材１０３を矢印Ｘ方向に、以下に示す最小距離を単位としてスライドさせることができる。
０．５ｍｍ×（５°÷３６０°）×ｔａｎ３°≒０．３６μｍ
【０００７】
なお、基板１０２と板部材１０３の間にはクランプ手段が介在され、ネジ送り部材１１７の操作によって板部材１０３の基板１０２に対する矢印Ｘ方向の位置が得られると、すなわち矢印Ｘ方向の心出しが得られると、クランプ手段によりその位置を保持する。クランプ手段は、板部材１０３にネジ止め固定されるブロック１１９と、基板１０２に形成され、ブロック１１９を収納する凹部１２０と、基板１０２に形成したメネジ孔１２１に螺合し、ブロック１１９に当接してブロック１１９の位置を規制するオネジ棒１２２から主に構成されている。
【０００８】
板部材１０３と板部材１０４の間には、クロスローラガイド１２３及び１２４が介在され、板部材１０４は板部材１０３に対して、心出しすべき回転物保持体の軸線と直交し且つ矢印Ｘ方向とも直交する方向である矢印Ｙ方向にスライド可能となっている。板部材１０３と板部材１０４とのスライド機構及びクランプ機構は、基板１０２と板部材１０３とのそれと同様であるため説明は省略する。
【０００９】
一方、回転物保持体の傾きを調節する手段において、チャックやコレット等回転物保持体を保持するホルダー１０７は、ドーナツ板の外周に軸方向に伸びるフランジ部１３５が形成されたベース１０８と共に、板部材１０４にビス止め固定されている。ベース１０８の板部材１０４側の面は平らな面になっており、板部材１０４側と逆の面（ホルダー１０７と対向する面）は、軸線を中心として凹面１３６に形成されている。
【００１０】
互いに対向するホルダー１０７とベース１０８の間には、６個のスペーサ１０９が介在されている。スペーサ１０９は、同一円周上の定位置に配置したときに、ベース１０８と対向する面が、ベース１０８の凹面１３６と対応する凸面１３７となるように形成されている。ホルダー１０７とスペーサ１０９の対向する面は、共に平らに形成されている。スペーサ１０９は、以下のようにして、それぞれ互に独立して半径方向へのネジ送りが可能となっている。
【００１１】
すなわち、各スペーサ１０９には、軸線に対し半径方向に進むメネジ部１３８が形成されると共に、ベース１０８のフランジ部１３５に形成した孔１３９を挿通した送りネジ１４０がメネジ部１３８に螺合されている。従って、送りネジ１４０を回転操作すると、スペーサ１０９はベース１０８の半径方向にネジ送りされて、スペーサ１０９がベース１０８の凹部に沿って移動し、ベース１０８とホルダー１０７との距離が変化する。よって、スペーサ１０９が介在されている６箇所でベース１０８とホルダー１０７との距離が調節でき、結果的にベース１０８に対するホルダー１０７の傾きを調節することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回転物保持体の心出し装置では、基板１０２と板部材１０３との間及び板部材１０３と板部材１０４との間で、ネジ送り部材１１７の軸に対してわずかな角度だけ傾けた凸部１１６により、ネジ送り部材の軸に直交する方向に微小な相対変位を生じさせ、その後、クランプ手段によって固定しているが、凸部とこれに嵌合する溝部とのクリアランスや弾性変形により、上記分解能（０．３６μｍ）を上回るずれが発生し、一度で正確な心出し調整をすることはほとんど不可能である。
【００１３】
また、基板１０２と板部材１０３との間及び板部材１０３と板部材１０４との間にそれぞれ２個ずつ計４個のクロスローラガイドを設けているため、心出し装置が大きくかつ重くなり、回転物保持体の回転による遠心力等の慣性力の影響を受けやすくなる。
【００１４】
さらに、回転物保持体の傾きを調節する場合においても、複数のスペーサの位置関係によって傾きを調整するが、正確に望ましい角度だけ傾けるのが困難である上、クランプにより発生する上述した不具合もある。
【００１５】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもので、迅速かつ正確な心出し調整を行うことができるとともに、回転に伴う遠心力等の慣性力の影響を受けにくい回転物保持体の心出し装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明の回転物保持体の心出し装置は、基板と、基板に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行な第一の軸の回りに回動可能に保持された第一の板部材と、第一の板部材に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行で、かつ心出しすべき回転物保持体の軸から見て前記第一の軸のある方向とほぼ直角をなす方向に位置する第二の軸の回りに回動可能に保持された第二の板部材と、前記第一の板部材を第一の軸を中心として基板に対して回動させるように、前記基板に取り付けた第一の固定アームとの対向位置に、前記第一の板部材に取り付けた第一の可動アームを配置し、前記第一の固定アームに取り付けたオネジと第一の可動アームに取り付けたオネジとに螺合するメネジを備えた第一の駆動手段と、前記第二の板部材を第二の軸を中心として第一の板部材に対して回動させるように、前記第一の板部材に取り付けた第二の固定アームとの対向位置に、前記第二の板部材に取り付けた第二の可動アームを配置し、前記第二の固定アームに取り付けたオネジと第二の可動アームに取り付けたオネジとに螺合するメネジを備えた第二の駆動手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項１の発明では、自由度が干渉することなく、一方向に調整する際に、直交方向のズレが生じにくく、薄型で軽量とすることができる。
【００１８】
請求項２の発明は、請求項１記載の回転物保持体の心出し装置であって、前記基板、第一の板部材、第二の板部材がいずれも磁性体によって形成されていると共に、このうち少なくとも一つに磁石が配設されていることを特徴とする。
【００１９】
請求項２の発明では、従来のようなクランプ手段が不要となり、クランプ手段によるズレがなくなる。
【００２０】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の回転物保持体の心出し装置であって、前記基板と第一の板部材との間及び第一の板部材と第二の板部材との間がそれぞれ弾性体により保持されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項３の発明では、第一の板部材と第二の板部材との間にクリアランスがないため、自由度の干渉を確実に回避することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により、具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００２３】
（実施の形態１）
図１〜図５は本発明の実施の形態１を示し、図１及び図２は、心出し装置全体の平面図及び側面図である。
【００２４】
基板１は円盤形状の磁性体からなり、回転軸（図示省略）の軸端に垂直となるように同軸的に取り付けられる。基板１には第一の板部材２が対向している。第一の板部材２は円盤形状の磁性体からなり、基板１と同軸となるように重ね合わせられており、外周に近い１箇所に第一の軸としてのピン３が貫通しており、このピン３が基板１に圧入されることにより、第一の板部材２が基板１に対して回動可能に取り付けられている。
【００２５】
第一の板部材２における基板１との反対側には、第二の板部材４が同軸となるように重ね合わせられている。第二の板部材４は円盤形状の磁性体からなり、
外周に近い１箇所に第二の軸としてのピン５が貫通しており、このピン５が第一の板部材２に圧入されることにより、第二の板部材４が第１の板部材２に対して回動可能に取り付けられている。なお、ピン３及びピン５は上述した回転軸（図示省略）に関して直角をなす位置に配置される。
【００２６】
第一の板部材２の表裏には、多数の浅い凹部２ａが形成され、その内部に円盤形状の小型で強力な複数の磁石６が落とし込まれてそれぞれ凹部２ａの底面に吸着する。凹部２ａの深さは磁石６の厚さを０．０５〜０．５ｍｍの範囲で上回るように形成されている。磁石６はその数と配置を後述の作用に合わせて適当に選択して配設される。
【００２７】
図示を省略した回転軸を中心としたピン３と反対の位置には、第一の固定アーム７が基板１の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第一の固定アーム７の先端には、ピン９が圧入され、圧入されたピン９を介してオネジ８が回動可能に取り付けられている。この第一の固定アーム７には、第一の可動アーム１０が対向するように配置される。
【００２８】
第一の可動アーム１０は、第一の固定アーム７との対向位置に、第一の板部材２の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第一の可動アーム１０の先端には、ピン１２が圧入され、圧入されたピン１２を介してオネジ１１が回動可能に取り付けられている。
【００２９】
第一の固定アーム７と第一の可動アーム１０は、オネジ８とオネジ１１の中心軸が正確に平行で基板１と第一の板部材２との接触面に近く位置するように配置されている。また、オネジ８とオネジ１１は、ネジ切り方向が同一でそのピッチがわずかに異なるようになっている。
【００３０】
オネジ８には、オネジ８と等しいピッチのメネジ１３，１４が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ１３，１４は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス１５によりノブ１６に軸方向に挟み付けられている。
【００３１】
オネジ１１には、オネジ１１と等しいピッチのメネジ１７，１８が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ１７，１８は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス１９によりノブ１６に軸方向に挟み付けられている。なお、ノブ１６は第一の駆動手段となるものである。
【００３２】
図示を省略した回転軸を中心としたピン５と反対の位置には、第二の固定アーム２０が第一の板部材２の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第二の固定アーム２０の先端には、ピン２２が圧入され、圧入されたピン２２を介してオネジ２１が回動可能に取り付けられている。この第二の固定アーム２０には、第二の可動アーム２３が対向するように配置される。
【００３３】
第二の可動アーム２３は、第二の固定アーム２０との対向位置に、第二の板部材４の外周から突き出すようにビス等によって取り付けられている。第二の可動アーム２３の先端には、ピン２５が圧入され、圧入されたピン２５を介してオネジ２４が回動可能に取り付けられている。
【００３４】
第二の固定アーム２０と第二の可動アーム２３は、オネジ２１とオネジ２４の中心軸が正確に平行で第一の板部材２と第二の板部材４との接触面に近く位置するように配置されている。また、オネジ２１とオネジ２４は、ネジ切り方向が同一でそのピッチがわずかに異なるようになっている。
【００３５】
オネジ２１には、オネジ２１と等しいピッチのメネジ２６，２７が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ２６，２７は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス２８によりノブ２９に軸方向に挟み付けられている。
【００３６】
オネジ２４には、オネジ２４と等しいピッチのメネジ３０，３１が互いに接近する方向にねじ込まれている。これらのメネジ３０，３１は、軽く押し合うようにバックラッシュがなくなる位置で２〜４ケのビス３２によりノブ２９に軸方向に挟み付けられている。ノブ２９は、第二の駆動手段となるものである。
【００３７】
第二の板部材４における第一の板部材２との接触面と反対側の１箇所には、第一のすり鉢状の凹部３３ａを有する位置決め部材３３がビス等で固定されて（図４参照）、また２個のおおむね扇形の第一及び第二の板状弾性部材３４、３５がそれぞれ一端を複数のビス等によって固定されている（図３及び図５参照）。
【００３８】
これら第一及び第二の板状弾性部材３４、３５には、上記の固定部付近を除いてそれぞれ１個の補強板３６、３７がロウ付け等により貼り合わせられている。第一及び第二の補強板３６、３７には、それぞれ１箇所に第二及び第三のすり鉢状の凹部３６ａ、３７ａが、第一のすり鉢状の凹部３３ａを中心に互いに直角の方向に位置するように形成されている。また板状弾性部材３４、３５における固定部分の反対側には、それぞれ１箇所にメネジ３６ｂ、３７ｂが形成され、その軸線上で板状弾性部材３４、３５には逃げ穴が形成される。
【００３９】
第二の板部材４における第一の板部材２との反対側には、軽合金等によって円盤形状に形成された第三の板部材３８が配置されている。第三の板部材３８の片面における第一のすり鉢状の凹部３３ａに対向する位置には、第四のすり鉢状の凹部を有する第二の位置決め部材３９がビス等で固定されると共に、第二及び第三のすり鉢状の凹部３６ａ、３７ａに対向する位置には、それぞれ第四のすり鉢状の凹部３９ａに向かって互いに直交する方向のＶ溝４０ａ、４１ａを有する焼き入れ研削した第三及び第四の位置決め部材４０、４１がビス等で固定されている。
【００４０】
第一及び第四のすり鉢状の凹部３３ａ、３９ａ、第二のすり鉢状の凹部３６ａと第一のＶ溝４０ａ、第三のすり鉢状の凹部３７ａと第二のＶ溝４１ａの間には、グリス等の潤滑剤が施された軸受け用鋼球４２，４３，４４が挟み込まれることにより、第二の板部材４に対する第三の板部材３８の位置を拘束している。
【００４１】
第二の板部材４の外周における均等の３〜６箇所には、ビス等によって凸字型のメネジ部材４５が取り付けられている。凸字型のメネジ部材４５のそれぞれには、図示を省略した回転軸と平行に第三の板部材３８の位置する方に向かう段付ボルトに類する形状のバネ軸４６がねじこまれている。
【００４２】
第三の板部材３８の外周のメネジ部材４５に対向する位置には、ビス等によって複数のバネホルダ４７が取り付けられている。バネホルダ４７は、バネ軸４６と逆向きにメネジ部材４５に向かって垂下するＬ字形状となっており、Ｌ字形の底部４７ａにバネ軸４６が貫通する逃げ穴を有している。
【００４３】
バネホルダ４７の底部４７ａとバネ軸４６の大径の頭部の間には、それぞれ強めの圧縮コイルバネ４８が挟み込まれている。圧縮コイルバネ４８は、第三の板部材３８を第二の板部材４に接近する方向に強めの力で付勢している。
【００４４】
２個の調整オネジ４９，５０は頭部が大径のノブに形成されており、第三の板部材３８に形成された逃げ穴を貫通して補強板３６、３７のメネジ３６ｂ、３７ｂにねじこまれている。調整オネジ４９，５０の先端の中心部は球面に形成されて、第二の板部材４に接し板状弾性部材３４、３５を介して第二及び第三の軸受け用鋼球４３，４４をそれぞれ独立に、第二の板部材４に対してコイルバネ４８による付勢と逆の方向に突っ張るようになっている。
【００４５】
この突っ張りによって板状弾性部材３４、３５がわずかな角度に曲げられたとき、３個の軸受け用鋼球４２〜４４の中心を結ぶ直角三角形を含む面と第三の板部材３８とがそれぞれ第二の板部材４とほぼ平行で極力近い距離になるように、第一〜第四の位置決め部材３３、３９、４０、４１と第一及び第二の補強板３６、３７の第一〜第四のすり鉢状の凹部３３ａ、３６ａ、３７ａ、３９ａと第一及び第二のＶ溝４０ａ、４１ａの深さが配設される。また、すり鉢状の凹部３３ａ，３６ａ、３７ａ、３９ａとＶ溝４０ａ，４１ａの角度はそれぞれ片側３０〜４５°程度の鋭角に形成され、板状弾性部材３４、３５はその扇形の半径方向に幅広くかつ補強板３６、３７と貼り合わされた補強部を固定部分に接近させて半径方向へのねじれが生じにくくなるようになっている。
【００４６】
第三の板部材３８には、心出しすべき回転物保持体（図示省略）を取り付けるようにメネジ３８ａが配置されている。また、回転軸の軸端に基板１を取り付けられるようボルト穴１ａが形成されている。さらに、装置の全体には、大径のボルト穴、１ｂ、２ｂ、４ａ、３８ｂが貫通しており、回転物の正しい中心軸の位置と方向を検出する物理的手段（図示省略）の取り付けが可能となっている。
【００４７】
さらに図示を省略するが、基板１、第一の板部材２、第二の板部材４、第三の板部材３８の外周面には、放射状の複数のメネジが、バランス調整のために長短のビスまたこれらを介して若干のオモリを取り付けることができるようになっている。
【００４８】
以上の構成において、第一の板部材２は磁石６から発する磁力線の作用で基板１と広範囲にわたり接触面の両側から互いに常時、吸着されることにより、基板１に圧接しながら、１点の位置をピン３でクリアランスなく拘束されている。同様に、第二の板部材４も第一の板部材２と広範囲にわたり接触面の両側から互いに常時、吸着されることにより、第一の板部材２に圧接しながら、１点の位置をピン５でクリアランスなく拘束されている。
【００４９】
ノブ１６を回転させると、いわゆる差動ネジの作用で、ピン９、１２がノブ１６の１回転に対しオネジ８とオネジ１１のピッチの差だけ引き寄せまたは遠ざけられ、第一の固定アーム７、第一の可動アーム１０を介して第一の板部材２が上記基板ｌとの圧接による静止摩擦力に抗して基板１に対しピン３を中心にスイングする。
【００５０】
ノブ１６を逆転させるときにはバックラッシュが発生するが、上述したようにメネジ１３と１４がオネジ８に対し、メネジ１７と１８がオネジ１１に対してそれぞれバックラッシュがほとんどなくなるようにノブ１６と一体化されているため、全体としてのバックラッシュを小さく抑えることができる。
【００５１】
ノブ２９を正逆転させるときも同様の作用で、第二の板部材４が第一の板部材２との圧接による静止摩擦力に抗して第一の板部材２に対しピン５を中心に小さなバックラッシュでスイングする。
【００５２】
すなわちノブ１６及び２９の回転により、第二の板部材４の中心点を、この中心点で接線が直交する円弧上を移動させることができる。なお、上記の接線同士の厳密な直角度や上記の円弧の曲率は問題となるものではなく、不規則なあるいは急激な変動や往復での位置ズレがなく、滑らかな軌跡で動かせることが重要となるものである。
【００５３】
ここで関連する各部の寸法比率とネジのピッチを適当に選ぶことにより、中心部で例えばノブ１６、２９の１／３００回転当たり０．３μｍ内外の割合の微動が可能となる。
【００５４】
コイルバネ４８の作用により、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４を介して第三の板部材３８は第二の板部材４に対し回転軸に平行な軸回りの角度と回転軸に垂直な面内での位置が拘束されている。
【００５５】
調整オネジ４９をねじこむ方向に回転させると、メネジ３６ｂの作用で板状弾性部材３４が、第二の板部材４に結合された固定部と補強板３６と貼り合わされた補強部との中間で曲げ変形され、凹部３６ａに拘束された第二の鋼球４３がコイルバネ４８による付勢に逆らって押し上げられ、Ｖ溝４０ａに沿ってわずかに滑りながら位置決め部材４０を押し上げる。この作用によって、第三の板部材３８は第一と第三の鋼球４２、４４の中心を結ぶ軸を中心に傾けることができる。ねじもどすときも板状弾性部材３４の変形が緩和されながら、第三の板部材３８が逆方向に同様に追従してその傾き角を変えることができる。
【００５６】
調整オネジ５０を回転させるときも同様で、上述した傾斜の軸と垂直な第一と第二の鋼球４２、４３の中心を結ぶ軸を中心に第三の板部材３８の傾き角を変えることができる。
【００５７】
すなわち調整オネジ４９及び５０の回転により、第三の板部材３８を直交する２方向を軸として第二の板部材４に対して傾けることができる。
【００５８】
ここで、３個の鋼球の配置と板状弾性部材３４、３５の固定部とメネジ３６ｂ、３７ｂの配置の寸法比率とネジのピッチを適当に選ぶことにより、例えば調整オネジ４９、５０の１／３００回転当たり０．０００７度内外の割合の角度の微動が可能となる。
【００５９】
回転物保持体の心出しは、次のようにして行われる。
あらかじめメネジ３８ａを介して第三の板部材３８に心出しすべき回転物保持体を取り付け、基板１、第一の板部材２、第二の板部材４、第三の板部材３８の外周面に配設された複数のメネジに適宜長短のビスまたこれらを介して若干のオモリを取り付けてバランス調整を行う。すなわち研削加工用の砥石の調整に使用される周知の装置等を使用して重心を回転の中心軸に一致させる。
【００６０】
その上で、まず調整オネジ４９と５０を少しずつ回転させて回転物保持体の中心軸の方向を、別途の物理的手段によって検出される正しい方向になるように傾ける。この際、第二の鋼球４３と第三の鋼球４４の第二の板部材４との距離、ひいては傾きの軸の方向がわずかながら変わることにより厳密には自由度の干渉があるので、これによるズレに対する修正も含めて調整する。
【００６１】
前述の圧縮コイルバネ４８による強めの付勢、３箇所のすり鉢状の凹部と２箇所のＶ溝の鋭角の形状、板状弾性部材３４、３５の高いねじり剛性、そして最終的には調整オネジ４９、５０とメネジ３６ｂ、３７ｂとのかみ合いの静止摩擦力の作用により、調整後に加わる外力に対しても強い拘束により正しい方向と位置が維持される。
【００６２】
次に、ノブ１６と２９を少しずつ回転させて上記の角度調整により正しい方向となった回転物保持体の中心軸の位置を、別途の物理的手段によって検出される正しい位置になるように調整する。
【００６３】
上記の角度調整部を含めて薄型軽量となっており、また前述のバランス調整の作用により回転時のアンバランスな遠心力等の慣性力の作用が小さくなっており、さらには、磁石６による前述の静止摩擦力が常時作用していることにより、調整後に加わる外力によって容易に位置がずれることがなくなる。
【００６４】
このような実施の形態では、角度、位置共に自由度の干渉が抑えられて２方向順次に正確な調整がし易く、ズレの原因になるクランプが完全に排除されて操作が簡略迅速となる。また、薄型軽量となるため、遠心力等の慣性力に起因するズレが生じにくいので、秒単位の角度調整と０．１μｍ単位の位置調整が可能となる。
【００６５】
（実施の形態２）
図６〜図１０は、本発明の実施の形態２を示す。
【００６６】
基板５１と第一の板部材５２、第一の板部材５２と第二の板部材５３とは、それぞれ図９に示す局部的にくびれた形状を有する弾性部材５４、５５によりビス等を介して結合される。
【００６７】
第一の固定アーム５６とオネジ５７、第一の可動アーム５８とオネジ５９、第二の固定アーム６０とオネジ６１、第二の可動アーム６２とオネジ６３もオネジ側にロウ付けされた板状弾性部材６４、６５とビス等を介して結合される。
【００６８】
第二及び第三の軸受け用鋼球４３，４４は板状弾性部材を介することなく、実施の形態１の補強板３６、３７のすり鉢状凹部３６ａ、３７ａに相当する位置で、第一の軸受け用鋼球４２と同様に位置決め部材３３と同一形状の位置決め部材６６、６７により第二の板部材５３に位置決めされる。
【００６９】
実施の形態１における４０、４１に相当する位置決め部材６８、６９は、弾性のある材質からなり、Ｖ溝６８ａ、６９ａの方向の全長の大部分にわたってＶ溝６８ａ、６９ａの底部においてスリワリ６８ｂ、６９ｂにより分離されてＶ溝６８ａ、６９ａと第二及び第三の軸受け用鋼球４３，４４とが接する付近が弾性的に間隔が変わり得るように形成されている。分離されない一端では、複数のビス等によりＶ溝６８ａ、６９ａの方向が位置決め部材３９のすり鉢状凹部３９ａに向けて互いに直交するように第三の板部材７０に結合されている。上記の結合部と反対側の端では、分離された片側にメネジ６８ｃ、６９ｃが、これと対向する他の側にバカ穴６８ｄ、６９ｄが形成される。
【００７０】
実施の形態１の４９、５０に相当する調整オネジ７１、７２は、第三の板部材７０と平行となって、先端を位置決め部材６８、６９のバカ穴６８ｄ、６９ｄを貫通し中間の段付部端面が位置決め部材６８、６９の側面に接するまでメネジ６８ｃ、６９ｃにねじこまれ、しめこんだとき位置決め部材６８、６９のＶ溝６８ａ、６９ａを狭めることができるように配設される。
【００７１】
さらにコイルバネ７３が調整オネジ７１、７２を軸として、調整オネジ７１、７２をねじもどすとき、位置決め部材６８、６９のＶ溝６８ａ、６９ａを拡げられるように位置決め部材６８、６９のスリワリ６８ｂ、６９ｂの内部に挟み込まれて配設される。
【００７２】
この実施の形態では、実施の形態１とほぼ同様に、第一の板部材５２と第二の板部材５３とはそれぞれ基板５１と第一の板部材５２に対し、互いに接触面両側から吸着圧接して、弾性部材５４、５５のくびれた部分の弾性曲げ変形によるスイングの方向の自由度のみに拘束されている。そして、ノブ１６を回転させると、差動ネジの作用で、オネジ５７とオネジ５９、オネジ６１とオネジ６３とがそれぞれそのピッチの差だけ引き寄せまたは遠ざけられ、板状弾性部材６４、６５の弾性曲げ変形を経て第一の固定アーム５６と第一の可動アーム５８、第二の固定アーム６０と第二の可動アーム６２を介して第一の板部材５２と第二の板部材５３とが上記の圧接による静止摩擦力に抗して弾性部材５４、５５のくびれた部分を中心にスイングする。
【００７３】
コイルバネ４８と３対の位置決め部材のすり鉢状凹部とＶ溝の作用により、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４を介して、第三の板部材７０は実施の形態１とほぼ同様に第二の板部材５３に対し回転軸に平行な軸回りの角度と回転軸に垂直な面内での位置が拘束されている。従って、調整オネジ７１、７２を回転させるとき、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４はいずれもその位置を全く変えることなく、位置決め部材６８、６９の弾性変形によるＶ溝６８ａ、６９ａの幅の変化に追従して第三の板部材７０が第一〜第三の鋼球４２、４３、４４の中心を結ぶ直角三角形の直交２辺を軸として傾けられる。
【００７４】
この実施の形態では、以下のように心出しが行なわれる。
あらかじめ行うバランス調整は実施の形態ｌと同様である。その上で、まず調整オネジ７１と７２を少しずつ回転させて回転物保持体の中心軸の方向を実施の形態１と同じく検出される正しい方向になるように傾ける。この際、第一〜第三の鋼球４２、４３、４４の位置、ひいては傾きの軸の方向は全く変わることなく、厳密に自由度の干渉がないのでこれによるズレが生じることがない。
【００７５】
圧縮コイルバネ４８による強めの付勢、３箇所のすり鉢状の凹部と２箇所のＶ溝の鋭角の形状、位置決め部材３３、６６、６７による剛体的な鋼球４２、４３、４４の位置決め、そして最終的には調整オネジ７１、７２とメネジ６８ｃ、６９ｃとのかみ合いの静止摩擦力の作用により、調整後に加わる外力に対しても強い拘束により正しい方向と位置が維持される。
【００７６】
次に、ノブ１６と２９を少しずつ回転させて上記の角度調整により正しい方向となった回転物保持体の中心軸の位置を実施の形態１と同じく検出される正しい位置になるように調整する。この際、第一の板部材５２と第二の板部材５３は、弾性部材５４、５５の弾性曲げ変形によりくびれた部分を中心にスイングするため、原理的にクリアランスが全くなく自由度の分離が完全になる。位置調整に関する調整後の維持の作用は実施の形態１におけると同様である。
【００７７】
このような実施の形態では、実施の形態１と同様な効果を有しているのに加えて、次のような固有の効果を有している。
【００７８】
第一の固定アーム５６とオネジ５７、第一の可動アーム５８とオネジ５９、第二の固定アーム６０とオネジ６１、第二の可動アーム６２とオネジ６３がオネジ側にロウ付けされた板状弾性部材６４、６５を介してビス等で結合されるため、オネジ５７とオネジ５９、オネジ６１とオネジ６３の平行度や高さのズレによる余分な拘束が防止でき、ノブ１６とノブ２９の回転が円滑になり迅速、且つ正確に調整できる。
【００７９】
第一の板部材５２と第二の枚部材５３とが弾性変形によりスイングするため、原理的にクリアランスが全くなく自由度の干渉がない、すなわちＸ（Ｙ）方向の調整の過程でＹ（Ｘ）方向にズレが生じないため、一度で正確な調整が可能となる。
【００８０】
角度調整の際も傾きの軸の方向が全く変わることなく厳密に自由度の干渉がないため、一度で正確な調整ができる。さらに鋼球の位置決めの剛性が高いため、外力によるズレが生じにくい。
【００８１】
以上のことから、例えば２０ｓ−１（１２００ｒｐｍ）程度の速度の回転と若干の切削抵抗等の外力にも耐える装置とすることができる。
【００８２】
以上の説明から、本発明は、次の発明を包含するものである。
（付記項１） 基板と、
基板に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行な第一の軸の回りに回動可能に保持された第一の板部材と、
第一の板部材に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行で、かつ心出しすべき回転物保持体の軸から見て前記第一の軸のある方向とほぼ直角をなす方向に位置する第二の軸の回りに回動可能に保持された第二の板部材と、
第二の板部材に接近する方向に付勢され、心出しすべき回転物保持体が取り付けられる第三の板部材と、
前記第一の板部材を第一の軸を中心として回動させる第一の駆動手段と、
前記第二の板部材を第二の軸を中心として回動させる第二の駆動手段と、を有し、
前記第三の板部材は第二の板部材との間に設けられた複数の弾性部材によって第二の板部材の方向に付勢され、第二の板部材及び第三の板部材の対向面に、すり鉢状の凹部が複数対向するように形成されると共に、対向状態のすり鉢状の凹部に鋼球が挟まれていることを特徴とする回転物保持体の心出し装置。
【００８３】
この付記項１の発明では、遠心力等の慣性力によるずれが生じることなく、回転物保持体の心出しを正確に行うことができる。
【００８４】
【発明の効果】
請求項１及び請求項３の発明によれば、２方向順次各一度で正確な調整ができ易く、遠心力等の慣性力が小さくなり、慣性力によるズレが生じにくくなる。
【００８５】
請求項２の発明によれば、正確で迅速に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１の回転軸方向からの平面図である。
【図２】実施の形態１の側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ−Ｂ線断面図である。
【図５】図２のＣ−Ｃ線断面図である。
【図６】実施の形態２の回転軸方向からの平面図である。
【図７】実施の形態２の側面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線断面図である。
【図９】実施の形態２における弾性部材の形状を示す斜視図である。
【図１０】図７のＥ−Ｅ線断面図である。
【図１１】従来装置の斜視図である。
【図１２】図１１のＬ−Ｌ線断面図である。
【図１３】図１１のＭ−Ｍ線断面図である。
【符号の説明】
１ 基板
２，５２ 第一の板部材
３，５ ピン
４，５３ 第二の板部材
６ 磁石
１６，２９ ノブ
Claims (3)
- 基板と、
基板に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行な第一の軸の回りに回動可能に保持された第一の板部材と、
第一の板部材に対して、心出しすべき回転物保持体の軸と平行で、かつ心出しすべき回転物保持体の軸から見て前記第一の軸のある方向とほぼ直角をなす方向に位置する第二の軸の回りに回動可能に保持された第二の板部材と、
前記第一の板部材を第一の軸を中心として基板に対して回動させるように、前記基板に取り付けた第一の固定アームとの対向位置に、前記第一の板部材に取り付けた第一の可動アームを配置し、前記第一の固定アームに取り付けたオネジと第一の可動アームに取り付けたオネジとに螺合するメネジを備えた第一の駆動手段と、
前記第二の板部材を第二の軸を中心として第一の板部材に対して回動させるように、前記第一の板部材に取り付けた第二の固定アームとの対向位置に、前記第二の板部材に取り付けた第二の可動アームを配置し、前記第二の固定アームに取り付けたオネジと第二の可動アームに取り付けたオネジとに螺合するメネジを備えた第二の駆動手段と、
を有することを特徴とする回転物保持体の心出し装置。 - 前記基板、第一の板部材、第二の板部材がいずれも磁性体によって形成されていると共に、このうち少なくとも一つに磁石が配設されていることを特徴とする請求項１記載の回転物保持体の心出し装置。
- 前記基板と第一の板部材との間及び第一の板部材と第二の板部材との間がそれぞれ弾性体により保持されていることを特徴とする請求項１または２記載の回転物保持体の心出し装置。
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