JP6856814B1 - 回転テーブル装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大きなトルクを発揮でき、コンパクトな回転テーブル装置を提供する。【解決手段】基台部１０と、前記基台部１０に設置された軸受３０と、前記基台部１０に対して回転可能に支持されたテーブル２０と、前記テーブル２０を回転させるモータとを備える。前記テーブル２０には、前記軸受３０の径方向に凹むテーブル溝部６０が全周にわたって環状に形成されており、前記モータは、第１モータ１５０と、第２モータ３５０とを含む。前記第１モータ１５０は、前記テーブル２０の壁面に、複数配置された磁石の列である第１磁石列２００と、前記第１磁石列２００と相対するように複数配置された第１コイル列１００と、を含み、前記第２モータ３５０は、前記テーブル２０の壁面に、複数配置された磁石の列である第２磁石列４００と、前記第２磁石列４００と相対するように複数配置された第２コイル列３００と、を含む、回転テーブル装置１。【選択図】図２

Description

本発明は、回転テーブル装置に関する。

固定部であるベッドと、回転部である回転テーブルと、それらの間に配置される軸受と、を備える回転テーブル装置が知られている。このような回転テーブル装置は、コイルと磁石とが互いに並行して回転方向に配置されたダイレクトドライブサーボモータを備えており、ダイレクトドライブサーボモータによって駆動されることが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３３３７６３号公報

上記回転テーブル装置は、より大きなトルクを発揮できることが望まれる場合がある。また同時に、コンパクトであることが望まれる。そこで、大きなトルクを発揮でき、コンパクトな回転テーブル装置を提供することを目的の１つとする。

本開示に従った回転テーブル装置は、基台部と、前記基台部に設置された軸受と、前記軸受を介して前記基台部に対して回転可能に支持されたテーブルと、前記基台部に対して前記テーブルを前記軸受の回転方向に回転させるモータと、を備える。前記テーブルには、前記軸受の径方向に凹むテーブル溝部が全周にわたって外周面に環状に形成されている。前記基台部は、前記テーブル溝部に進入し、前記テーブル溝部に沿うように配置される環状のコイルベースを含む。前記モータは、第１モータと、第２モータと、を含む。前記第１モータは、前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面に、前記軸受の回転方向に沿って複数配置された磁石の列である第１磁石列と、前記コイルベースの第１表面に、前記第１磁石列と相対するように複数配置されたコイルの列である第１コイル列と、を含む。前記第２モータは、前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面に、前記軸受の回転方向に沿って複数配置された磁石の列である第２磁石列と、前記軸受の軸方向において、前記第１表面とは反対側に位置する前記コイルベースの第２表面に、前記第２磁石列と相対するように複数配置されたコイルの列である第２コイル列と、を含む。

上記回転テーブル装置によれば、大きなトルクを発揮でき、コンパクトな回転テーブル装置が提供される。

図１は、実施の形態１における回転テーブル装置を示す斜視図である。 図２は、実施の形態１における回転テーブル装置を示す断面図である。 図３は、実施の形態１における回転テーブル装置のテーブルを示す斜視図である。 図４は、実施の形態１における回転テーブル装置のテーブルを示す側面図である。 図５Ａは、実施の形態１におけるテーブルを示す断面図である。 図５Ｂは、実施の形態１におけるテーブルおよび軸受を示す断面図である。 図６は、実施の形態１におけるテーブルの第２部材を示す斜視図である。 図７は、実施の形態１におけるテーブルの第２部材および第２磁石列を示す平面図である。 図８は、実施の形態１におけるテーブルの第１部材を示す斜視図である。 図９は、実施の形態１におけるテーブルの第１部材および第１磁石列を示す斜視図である。 図１０は、実施の形態１におけるコイルベースを示す斜視図である。 図１１は、実施の形態１におけるコイルベースを示す断面斜視図である。 図１２は、実施の形態１におけるコイルベースと基板を示す斜視図である。 図１３は、実施の形態１における基板とコイルを示す斜視図である。 図１４は、実施の形態１における基板とコイルを示す斜視図である。 図１５は、実施の形態１における回転テーブル装置を示す平面図である。 図１６は、実施の形態１における回転テーブル装置の電気的な接続を示す模式図である。

［実施形態の概要］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。本開示に従った回転テーブル装置は、基台部と、前記基台部に設置された軸受と、前記軸受を介して前記基台部に対して回転可能に支持されたテーブルと、前記基台部に対して前記テーブルを前記軸受の回転方向に回転させるモータと、を備える。前記テーブルには、前記軸受の径方向に凹むテーブル溝部が全周にわたって外周面に環状に形成されている。前記基台部は、前記テーブル溝部に進入し、前記テーブル溝部に沿うように配置される環状のコイルベースを含む。前記モータは、第１モータと、第２モータと、を含む。前記第１モータは、前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面に、前記軸受の回転方向に沿って複数配置された磁石の列である第１磁石列と、前記コイルベースの第１表面に、前記第１磁石列と相対するように複数配置されたコイルの列である第１コイル列と、を含む。前記第２モータは、前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面に、前記軸受の回転方向に沿って複数配置された磁石の列である第２磁石列と、前記軸受の軸方向において、前記第１表面とは反対側に位置する前記コイルベースの第２表面に、前記第２磁石列と相対するように複数配置されたコイルの列である第２コイル列と、を含む。

従来、ダイレクトドライブサーボモータによって駆動され、ワークを所定位置に位置決めする回転テーブル装置が知られている。このような回転テーブル装置は、テーブルに他部品のワーク等を取り付け、ワークを回転させる目的で使用されることが多い。また、回転角は、例えば、６０°に設定し、或いは、３６０°回転するように構成されている。このような目的において、取り付けられるワークが大型で重い場合であっても回転動作を確実に実行できるように、回転テーブル装置の駆動力は大きいことが好ましい。一方で、従来の装置との置き換えや他部品との適合性を考慮すると、回転テーブル装置は、コンパクトで、従来の装置と大幅に異ならない寸法に収められていることが望ましい。

モータの駆動力を向上させようとするとき、モータを構成するコイルや磁石の仕様を変更することが考えられる。しかしながら、コイルや磁石を変更することなく駆動力を向上させることが望まれる場合もある。このニーズに対応して、回転テーブル装置の回転軸方向にモータを２段に重ねることが着想された。そして、この構成によれば、コイルや磁石を変更することなく、かつ、回転テーブル装置の径方向および周方向の寸法を変えることなく、リニアモータの駆動力を向上できることが見出された。さらなる検討の結果、２段に重ねたモータの配置を次の構成とすることが見出された。すなわち、回転テーブル装置に備えられるテーブルにおいて、テーブルの外周面の全周にわたって軸受の径方向に凹むテーブル溝部を形成すること。また、コイルが配置されるコイルベースを、テーブル溝部に進入し、かつ、テーブル溝部に沿うように配置すること。さらに、前記コイルベースの両面に、それぞれコイルを配置することである。

この構成によれば、従来のモータ（１段のモータ）を備える回転テーブル装置と比較して回転テーブルの径方向および周方向の寸法を変えることなく、２つのモータを配置できる。また、モータを２段に重ねながらも、軸方向の寸法の増大を抑制できる。このため、コンパクトな構成で、かつ、２つのモータから駆動力を得られる回転テーブル装置が提供される。

前記の回転テーブル装置において、コイルベースの第１表面には、第１コイル列が配置される第１凹部が形成され、コイルベースの第２表面には、第２コイル列が配置される第２凹部が形成されているものとできる。この構成によれば、回転テーブル装置における軸方向の寸法をより抑制できることが可能で、さらにコンパクトな回転テーブル装置が得られる。

前記の回転テーブル装置において、テーブル溝部を規定するテーブルの壁面は、コイルベースの第１表面と相対する第１壁面と、コイルベースの第２表面と相対する第２壁面と、を含んでよい。前記第１壁面は凹部である第１テーブル壁面部分を有し、前記第１磁石列は前記第１テーブル壁面部分内に配置されるものとできる。前記第２壁面は凹部である第２テーブル壁面部分を有し、前記第２磁石列は前記第２テーブル壁面部分内に配置されるものとできる。この構成によれば、回転テーブル装置における軸方向の寸法をより抑制でき、さらにコンパクトな回転テーブル装置が得られる。

前記の回転テーブル装置において、前記テーブルは、板状部を含む第１部材と、前記第１部材に対して前記軸受の軸方向に積み重ねられている板状部を含む第２部材と、を含むものとできる。また、前記軸受はクロスローラ軸受であり、前記クロスローラ軸受の外輪は、前記第１部材と前記第２部材とに挟持されるものとできる。この構成によれば、第１部材と第２部材とによって軸受のハウジングを構成し、第１部材と第２部材とで軸受の外輪を直接挟み込んで保持できる。この構成によれば、回転テーブル装置の加工および組み立てが容易になる。また、軸受を確実に保持し、モータの駆動力を損失することなく回転動作に利用できる。

前記の回転テーブル装置において、軸受とコイルベースとは、軸受の軸方向における中心位置が同じであるものとできる。軸受とコイルベースとの、軸受の軸方向における中心位置が同じということは、水平方向に見た時に、軸受とコイルベースとが同じ高さに配置されているということである。本開示の回転テーブル装置は、コイルベースの両面のそれぞれにモータが備えられており、２つのモータのトルクの和が回転テーブル装置の駆動力となる。コイルベースと軸受とが同じ高さに配置されていると、回転テーブル装置の駆動力が軸受に対して偏荷重を発生させることなく伝達されるため、好ましい。

前記の回転テーブル装置において、第１コイル列と第１磁石列との間に、コイルベースに固定された第１基板をさらに備え、第２コイル列と第２磁石列との間に、コイルベースに固定された第２基板をさらに備え、前記第１コイル列は前記第１基板に、前記第２コイル列は前記第２基板に、それぞれ固定されている構成としてもよい。コイルと磁石との間に基板を配置することによって、コイルと磁石との間隔を維持できる。また、基板によって、コイルが収められたコイルベースの凹部の上面を覆うことができる。この構成によって、凹部への埃等の侵入を防止することもできる。

前記の回転テーブル装置において、駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、をさらに備え、前記第１モータおよび前記第２モータは前記駆動回路に対して電気的に並列に制御されているものとできる。この構成によれば、第１モータおよび第２モータが１つの駆動回路によって制御され、１つの信号（電流）に基づいて第１モータおよび第２モータが同時に動く。このため、２つのモータの動作にずれが生じることなく、２つのモータが生み出すトルクの和を有効に利用できる。

［実施形態の具体例］
次に、本開示の回転テーブルの具体的な実施の形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１における回転テーブル装置の構造を示す概略斜視図である。図１において、Ｚ軸方向は、回転テーブル装置のテーブルの回転軸（軸受の回転軸）Ｒが延びる方向である。図２は、回転テーブル装置の構造を示す概略断面図であり、図１中のＡ−Ａで切断した状態を示す。図１５は、回転テーブル装置の構造を示す概略平面図である。

まず、回転テーブル装置１の概略的な構成を説明する。
図１を参照して、実施の形態１における回転テーブル装置１は、固定部である基台部１０と、基台部１０に対して回転可能であるテーブル２０と、を備える。基台部１０は、支持台であるベッド４０と、ベッドの４隅に備えられた支柱４１（４１ａ〜４１ｄ）と、支柱４１ａ〜４１ｄに支持され、支柱４１ａ〜４１ｄを介してベッド４０に固定されたコイルベース５０と、を含む。支柱４１ａ〜４１ｄは互いに同じ高さであり、コイルベース５０は水平に設けられる。図２を参照して、実施の形態１における回転テーブル装置１は、基台部１０とテーブル２０とが、軸受３０を介して接続されている。軸受３０は基台部１０に設置されている。軸受３０の内輪３１は基台部１０に固定され、軸受３０の外輪３２はテーブル２０に固定されている。

図１、２、１５を参照して、軸受３０の内輪３１の固定構造の概略を説明する。基台部１０は上述の構成に加えて、ベッド４０の中央の円形穴に沿ってベッド４０から立ち上がる円筒状の第１中央部４２と、第１中央部４２の上方に連続する第２中央部４３と、を含む。ベッド４０と第１中央部４２とは、ねじ４５で固定される。第１中央部４２と第２中央部４３とは、ねじ４６で固定される。第１中央部４２は大略的に円筒状の部材であるが、その上部の外周が凹部とされており、第２中央部４３の下面と組み合わさることで、軸受３０の内輪３１のハウジングを構成する。すなわち、軸受３０の内輪３１は、第１中央部４２と第２中央部４３とによって挟持固定される。軸受３０は、ころ３３を備えるクロスローラ軸受である。軸受３０において、内輪３１と外輪３２との間には、シール３４が備えられている。軸受３０の外輪３２の固定構造は、後述する。

図１、図２、図１５を参照して、軸受３０の上部には、環状に延在する上シャッター９１が配置されている。上シャッター９１によって、軸受３０上部の内輪３１と外輪３２との間隙が覆われている。上シャッター９１は、ねじ４８で第２中央部４３に固定されている。軸受３０の下部には、環状に延在する下シャッター９２が配置されている。下シャッター９２によって、軸受３０下部の内輪３１と外輪３２との間隙が覆われている。下シャッター９２は、ねじ４４でベッド４０に固定されている。下シャッター９２の上部は、下シャッター９２の上端から中心に向かって下向きに傾斜する斜面に形成されている。下シャッター９２をこの形状とすることで、軸受３０から潤滑剤が漏洩し、下シャッター９２で潤滑剤を受ける場合であっても、潤滑剤がモータやその他の部分に侵入することを回避できる。上シャッター９１および下シャッター９２は、樹脂製または鋼製の部材であってよい。なお、軸受３０にシール３４がある場合は、シャッター９１、９２を削除することもできる。また、シャッター９１、９２がある場合は、軸受３０のシール３４を削除することもできる。さらに、シール３４及びシャッター９１、９２の両方を削除することもできる。

図２を参照して、テーブル２０には、その外周の全周にわたって、軸受３０の径方向（図２中のＸＹ方向）に、外周から内方に凹むテーブル溝部である凹部６０が形成されている。コイルベース５０は、凹部６０に進入し、凹部６０に沿うように配置されている。コイルベース５０の第１表面５０ａに、コイル１０１が配置されている。コイル１０１と相対するように、テーブル２０の壁面２０ａに磁石２０１が配置されている。また、コイルベース５０の第２表面５０ｂに、コイル３０１が配置されている。コイル３０１と相対するように、テーブル２０の壁面２０ｂに磁石４０１が配置されている。

磁石２０１は、軸受３０の回転方向に並んで複数配置された磁石の列である第１磁石列２００の一部をなす。コイル１０１は、第１磁石列２００と相対するように並行して複数配置されたコイルの列である第１コイル列１００の一部をなす。第１コイル列１００および第１磁石列２００は、第１モータ１５０を構成する。また、磁石４０１は、軸受３０の回転方向に並んで複数配置された磁石の列である第２磁石列４００の一部をなす。コイル３０１は、第２磁石列４００と相対するように複数配置されたコイルの列である第２コイル列３００の一部をなす。第２コイル列３００および第２磁石列４００は第２モータ３５０を構成する。つまり、回転テーブル装置１は、第１モータ１５０および第２モータ３５０の２つのモータを備える。

次に、回転テーブル装置１のテーブル２０についてより詳しく説明する。
図３は、テーブル２０を取り出して示す斜視図である。図４はテーブル２０の側面図である。図５Ａは、テーブル２０の断面図である。図５Ｂは、テーブル２０および軸受３０を取り出して示す断面図である。

図３、図４を参照して、テーブル２０は、第１部材２１と第２部材２２とが回転テーブル装置の軸方向（Ｚ方向）に積み重ねられている。第１部材２１は、大略的に円環板状である第１円環部２３と、第１円環部２３の内周から下方に軸方向に延びる円筒状部分である第１筒部２４と、を含む。第２部材２２は、大略的に円環板状である第２円環部２５と、第２円環部２５の内周から立ち上がって軸方向に延びる円筒状部分である第２筒部２６と、を含む。第１筒部２４の端面と第２筒部２６の端面とが、互いに接している。第１部材２１には、第１円環部２３および第１筒部２４を貫通するねじ穴２７ａが形成されている。実施の形態１においては周方向に等間隔に１６箇所のねじ穴２７ａが形成されている。また、第２部材２２の第２筒部２６における第１筒部２４と接する端面には、ねじ穴２７ａに対応するねじ穴２７ｂ（図６）が形成されている。ねじ穴２７ａおよび２７ｂにわたるねじを挿入し、締結するすることによって、第１部材２１と第２部材２２とが固定される。第２部材２２の第２円環部２５の外周には、位置スケールを固定するための固定穴７３０が設けられている。

図４、図５を参照して、第１筒部２４および第２筒部２６の外径は、互いに等しい。つまり、第１筒部２４の外周面と第２筒部２６の外周面は面一である。第１円環部２３および第２円環部２５の外径と、第１筒部２４および第２筒部２６の外径との差によって、テーブル溝部６０が形成されている。第１筒部２４の外周面および第２筒部２６の外周面が、テーブル溝部６０を規定する内周壁面６０ｃを構成している。第１部材２１の第１円環部２３における、コイルベース５０と相対する側の壁面２０ａ（図２）は、テーブル溝部６０の第１壁面６０ａを構成している。第２部材２２の第２円環部２５における、コイルベース５０と相対する側の壁面２０ｂ（図２）は、テーブル溝部６０の第２壁面６０ｂを構成している。テーブル溝部６０は、テーブル２０の外周面から内方に軸受の径方向に凹む、ドーナツ状（中空円筒状）の溝である。

図５Ａを参照して、第１円環部２３における第２部材２２と相対する側の表面、すなわち、テーブル溝部６０の第１壁面６０ａには、周方向に延在する環状の凹部６１が形成されている。また、第２円環部２５における第１部材２１と相対する側の表面、すなわち、テーブル溝部６０の第２壁面６０ｂには、凹部６１と同じ径および深さを有し、周方向に延在する環状の凹部６２が形成されている。また、第１円筒部２４および第２円筒部２６の内周側には、径方向に外方に凹む、凹部２８が形成されている。図５Ｂを参照して、凹部２８に、軸受３０の外輪３２が挟持される。すなわち、凹部２８は、軸受３０の外輪３２のハウジングを構成している。外輪３２は、テーブル２０の第１部材２１および第２部材２２によって挟持されている。具体的には、外輪３２は、テーブル２０に対して、第１部材２１と第２部材２２とを締結するねじ４７（図１、図１５）の締結力によって固定されている。外輪３２とテーブル２０とを確実に固定するために、挟持による固定に加えて接着剤等を用いて接着してもよい。また、凹部２８における第１部材２１および第２部材２２の境界部では、第１部材２１及び第２部材２２の角が面取りされてなる溝２９が形成されている。第１部材２１および第２部材２２を面取りすることによって、軸受３０を挿入しやすくできる。

図６は、テーブル２０の第２部材２２のみを取り出して示す斜視図である。図７は、第２部材２２と第２磁石列４００との収まりを示す図である。図６、図７を参照して、第２部材２２は、第２円環部２５と、第２円環部２５の内周から立ち上がって軸方向に延びる円筒状部分である第２筒部２６と、を含む。第２円環部２５の上面（図に現われている面）は、テーブル溝部６０の第２壁面６０ｂを構成する。第２壁面６０ｂには、周方向に延在する環状の凹部６２が形成されている。

凹部６２には、軸受の回転方向（周方向）に沿って、磁石４０１が並べて配置されている。磁石４０１は、回転中心に向かって収束する略台形状の面を有する板状の磁石である。凹部６２の深さは、磁石４０１の厚みとほぼ等しく形成されている。すなわち、磁石４０１は凹部６２内にほぼ収められ、テーブル２０の表面からの突出はわずかである。互いに隣接して配置された２１個の磁石４０１が、第２磁石列４００を構成している。磁石４０１は、凹部６２の全周３６０°のうち、約３１５°にわたって配置されている。凹部６２の底面にはピン穴６２０が形成されている。ピン穴６２０を利用して、磁石４０１を配置する際の開始点の位置決めを容易にできる。第２磁石列４００において、磁石４０１は、Ｎ極とＳ極が互いに交互になるように配置されている。なお、実施の形態１では、第２磁石列４００は、２１個の磁石４０１が約３１５°にわたって配列されてなるが、磁石の個数や配列の形態は、これに制限されない。例えば、凹部６２の全周（３６０°）にわたって磁石を配置することもできる。磁石の個数や配列の形態は、磁石のサイズや性能、モータに要求されるトルクや回転速度、回転テーブル装置のその他の構成（例えばリミットセンサの配置）等に応じて、適宜変更されうる。

図８は、テーブル２０の第１部材２１のみを取り出して示す斜視図である。図９は、第１部材２１と第１磁石列２００との収まりを示す図である。第１部材２１は第２部材２２と大部分において同様の形態である。ここでは異なる構成を主に説明する。第１部材２１の第１円環部２３の辺縁の一箇所に、ストッパ固定部２１０が形成されている。ストッパ固定部２１０は、凹部として形成されている。ストッパ固定部２１０が凹部として形成されていることによって、第１部材２１の下面に配置されるストッパを固定する固定ねじ２１１（図１）を挿入した時に、固定ねじ２１１の頭部がテーブル２０の表面に突出しない。また、第１部材２１の第１円環部２３の外径は、第２部材２２の第２円環部２５の外径よりもやや大きい。第１円環部２３には、第１円環部２３を厚み方向に貫通するねじ穴９が形成されている。実施の形態１において、ねじ穴９は周方向に等間隔に８箇所設けられているが、この数は特に限定されない。ねじ穴９は、回転テーブル装置１を他部材のワーク等に取り付けるために用いられる。第１円筒部２４には、第１部材を厚み方向に貫通するねじ穴２７ａが設けられている。ねじ穴２７ａは、第２部材２２のねじ穴２７ｂに対応する。第１部材２１の上面からねじ４７（図１、図１５）をねじ穴２７ａ、２７ｂに挿入して締結することによって、第１部材２１と第２部材２２とが互いに固定される。

図８、図９を参照して、第１円環部２３の下面（図に現われている面）は、テーブル溝部６０の第１壁面６０ａを構成する。第１壁面６０ａには、周方向に延在する環状の凹部６１が形成されている。凹部６１には、軸受の回転方向（周方向）に沿って、磁石２０１が並べて配置されている。互いに隣接して配置された２１個の磁石２０１が、第１磁石列２００を構成している。第１磁石列２００の構成は、第２磁石列４００の構成と同様である。凹部６１の底面にはピン穴６１０が形成されており、第１磁石列２００の開始位置決めが容易にされている。第１磁石列２００と、第２磁石列４００とは、回転テーブル装置の周方向における同位置に配置される。

次に、回転テーブル装置１のコイルベース５０についてより詳しく説明する。
図１０は、コイルベース５０のみを取り出して示す斜視図である。図１１は、コイルベース５０を図１０中のＣ−Ｃで切断した状態を示す断面斜視図である。コイルベース５０の全体は鋼製の板状部材である。図１０を参照して、コイルベース５０の中央には、軸受の回転軸（テーブル２０の回転軸）Ｒを中心とする円形の穴が形成されている。円形穴を規定する周壁５０ｄは、テーブル２０の第１筒部２４の外周面と第２筒部２６の外周面、つまり、テーブル溝部６０を規定する内周壁面６０ｃ（図４）と、離隔しつつ対向する。周壁５０ｄが規定する円の直径は、テーブル溝部６０の内周壁面６０ｃの直径よりも、わずかに大きい。

図１０を参照して、コイルベース５０の４隅には、コイルベース５０を支柱４１に固定するためのねじ穴５８が形成されている。コイルベース５０の４隅は、回転軸Ｒを中心とする円の円弧の一部をなす弧状とされている。またコイルベース５０は、ベッド４０が規定する四角形よりも外方に張り出した、拡張部５５を有する。拡張部５５には、コイルベース５０をエンコーダヘッド７１０（図１）に固定するねじを挿入するねじ穴５９が形成されている。

図１０、図１１を参照して、コイルベース５０は第１表面５０ａおよび第２表面５０ｂを有する。図１０には、コイルベース５０の第１表面５０ａが表れている。第１表面５０ａには、軸受の回転の周方向に延在する環状の凹部である、第１凹部５１が形成されている。図１１を参照して、第２表面５０ｂにも、軸受の回転の周方向に延在する環状の凹部である第２凹部５２が形成されている。第１凹部５１と第２凹部５２とは互いに同じ幅および深さを有する。第１凹部５１の底面には、コイルを固定するための固定用ピン（図１２）を挿入するための穴５７が周方向に複数形成されている。穴５７は、第１表面５０ａから第２表面５０ｂまで貫通し、２つの穴を一組として配列されている。一組の２つの穴のうちの一方には第１表面５０ａからピンが挿入され、他方には第２表面５０ｂからピンが挿入される。

図１２は、コイルベース５０と基板とを取り出して示す斜視図である。図１０、図１２を参照して、第１基板８１が、コイルベース５０の第１表面５０ａに接するように配置される。第１基板８１は、第１凹部５１の全周を覆うように取り付けられる。第１基板８１のコイルベース５０と対向する側の表面には、コイルが取り付けられている（図１３、図１４参照）。また、第２表面５０ｂにおいても同様である。すなわち、第２基板８２（図２）が、第２表面５０ｂに接するように配置される。第２基板８２は、第２凹部５２の全周を覆うように取り付けられる。第２基板８２のコイルベース５０と対向する側の表面には、コイルが取り付けられている。この構成によって、コイルが、コイルベース５０の両面に設けられた第１凹部５１および第２凹部５２のそれぞれに収められる。第１基板８１および第２基板８２は、例えばプリント基板である。第１基板８１および第２基板８２にはそれぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応する３本の電線が接続されている。３本の電線のそれぞれが、第１基板８１および第２基板８２に取り付けられた第１コイル列１００および第２コイル列３００に、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電流を供給する。第１基板８１および第２基板８２を介して、第１コイル列１００および第２コイル列３００が、後述する駆動回路６００に接続される。

図１３および図１４は、基板とコイルとを取り出して示す斜視図である。図１３は、第１基板８１のテーブル２０と対向する側（図２参照）を示す。図１４は、第１基板８１のコイルベース５０と対向する側を示す。図１４を参照して、第１基板８１の表面に、第１基板８１の周に沿って、１２個のコイル１０１が互いに隣接して配列されている。コイル１０１のそれぞれに、カラー１１０が配設され、カラー１１０には固定用孔１１１が形成されている。コイル１００は、固定用孔１１１およびコイルベース５０の穴５７（図１０）にわたるよう挿入された固定用ピン（不図示）によって、コイルベース５０に固定される。第２基板８２も、同様の構成であり説明を省略する。第１基板８１、第２基板８２には、絶縁フィルム（不図示）が貼付されている。

図１４を参照して、コイル１０１はそれぞれ、扁平で環状に巻回されたコアレスコイルである。１２個のコイル１０１が、第１のコイル列１００を構成している。コイル１０１は３相コイルであり、第１のコイル列１００においては、一方の端からＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に繰り返して配列されている。なお、実施の形態１においてコイル列には１２個のコイルが含まれるが、コイル列に含まれるコイルの数や配置は、モータの大きさや必要なトルクに応じて変更できる。図２、図１４を参照して、コイルベース５０の両面にそれぞれ、第１コイル列１００および第２コイル列３００が配設される。第１コイル列１００および第２コイル列３００を構成するコイルの数は、互いに等しい。また、第１コイル列１００および第２コイル列３００において、周方向における同じ位置には、同じ相のコイルが位置するように配置できる。この構成によって、２つのモータから出力されるトルクの方向を合わせて、大きなトルクを得ることができる。

次に、回転テーブル装置が備えるモータについて詳しく説明する。
図２を参照して、コイルベース５０の第１表面５０ａに、コイル１０１が配置されている。コイル１０１と相対するように、テーブル２０の壁面２０ａに磁石２０１が配置されている。前述のとおり、コイル１０１は第１コイル列１００を構成し、磁石２０１は第１磁石列２００を構成する。第１コイル列１００と第１磁石列２００の間には第１基板８１が存在し、第１コイル列１００と第１磁石列２００は互いに離隔している。第１コイル列１００および第１磁石列２００は、第１モータ１５０を構成する。コイルベース５０の第２表面５０ｂにおいても同様である。すなわち、コイルベースの第２表面側では、第２コイル列３００と第２磁石列４００とが相対し、第２モータ３５０を構成する。

本開示の回転テーブル装置１では、コイルベース５０の両面に凹部が形成され、その凹部内にそれぞれコイル列が収められている。また、コイルベース５０は、テーブル２０の溝部６０に進入するように配置される。さらに、テーブル２０におけるコイルベース５０と対向する面には凹部が設けられ、その凹部内に磁石列が収められている。これらの構成によって、モータを２段に重ねた場合であっても、軸方向の寸法の増加を抑制し、コンパクトな回転テーブル装置が実現できる。

次に、その他の構成について説明する。
図１、図１５を参照して、コイルベース５０の４隅のうちの２個所に、ストッパ２２０が取り付けられている。２つのストッパ２２０の互いに向き合う側にはそれぞれ、樹脂部２２２が備えられる。また、２つのストッパ２２０の間に、テーブル２０のストッパ固定部２１０が位置している。ストッパ固定部２１０の下部には、回転方向においてストッパ２２０と対向するストッパが固定されている。コイルベース５０に取り付けられる２つのストッパ２２０は固定されており、テーブルに取り付けられるストッパはテーブルとともに回転する。ストッパ２２０によって、テーブル２０の回転過剰が防止される。

図１を参照して、テーブル２０の第２部材２２の外周側面に、周方向に延在するスケール７０９（図１６）が貼付される。スケール７０９は、支柱４１ａ、支柱４１ｂの背後に相当する部分に設けられることが好ましい。スケール７０９に対向してエンコーダヘッド７１０が設けられる。回転テーブル装置の外側から見て、支柱の背後にスケール７０９を配置することで、埃の付着等を防止できる。エンコーダヘッド７１０に信号線が結線される。また、コイル１０１、３０１に三相電流を供給するための電線が配設される。

図１６は回転テーブル装置１の電気的な接続を示す模式図である。特に、第１モータ１５０と第２モータ３５０との電気的な接続を示す。図１６を参照して、回転テーブル装置１は、駆動ドライバ７００と、駆動ユニット４１０と、駆動ユニットに取り付けられるスケール７０９と、駆動ユニット４１０の動作を検知するエンコーダヘッド７１０と、を含む。エンコーダヘッド７１０は、後述の制御回路５００に接続されている。スケール７０９とエンコーダヘッド７１０により、エンコーダシステム７２０が構成されている。エンコーダシステム７２０は、制御回路５００に接続されている。制御回路５００は、エンコーダ７１０の出力信号に応じて駆動回路６００を制御するようになっている。駆動ドライバ７００は、制御回路５００と、駆動回路６００と、を含む。駆動ドライバ７００には、図示していない電源が接続されている。制御回路５００は、予め設定されたプログラムに応じて、また、エンコーダヘッド７１０からの信号に応じて、駆動回路６００を制御する。駆動回路６００はＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに応じた位相の電流を送出する。電線Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３は、それぞれ分岐されて、第１モータ１５０および第２モータ３５０に接続されている。すなわち、第１モータ１５０および第２モータ３５０は、駆動回路６００に対して電気的に並列に接続されている。この構成によれば、１つの駆動回路によって２つのモータが同時に動作させられる。このため、モータを同調させる制御が不要であり、確実かつ容易に２つのモータを動かし、２つのモータからのトルクを得ることができる。本開示の回転テーブル装置１は、駆動回路６００からの電流によって第１モータ１５０および第２モータ３５０が作動され、発生したトルクによってテーブル２０が動かされるダイレクトドライブ型装置である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、どのような面からも制限的なものではないと理解されるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなく、請求の範囲によって規定され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ 回転テーブル装置、１０ 基台部、２０ テーブル、２０ａ、２０ｂ 壁面、２１ 第１部材、２２ 第２部材、２３ 第１円環部、２４ 第１円筒部、２５ 第２円環部、２６ 第２円筒部、２７ａ、２７ｂ 穴、２８ 凹部、２９ 溝、３０ 軸受、３１ 内輪、３２ 外輪、３３ ころ、３４ シール、４０ ベッド、４１ａ〜４１ｄ 支柱、４２ 第１中央部、４３ 第２中央部、４４、４５、４６、４７、４８ ねじ、５０ コイルベース、５０ａ、５０ｂ コイルベース表面、５０ｄ コイルベース内周壁、５１、５２ 凹部、５５ 拡張部、５７、５８、５９ 穴、６０ テーブル溝部、６０ａ、６０ｂ 壁面、６０ｃ 内周壁面、６１、６２ 凹部、６１０、６２０ ピン穴、８１ 第１基板、８２ 第２基板、９１ 上シャッター、９２ 下シャッター、１００ 第１コイル列、１０１ コイル、１１０ カラー、１１１ 固定用孔、１５０ 第１モータ、２００ 第１磁石列、２０１ 磁石、２１０ ストッパ固定部、２１１ 固定ねじ、２２０ ストッパ、２２２ 樹脂部、３００ 第２コイル列、３０１ コイル、３５０ 第２モータ、４００ 第２磁石列、４０１ 磁石、４１０ 駆動ユニット、５００ 制御回路、６００ 駆動回路、、７００ 駆動ドライバ、７０９ スケール、７１０ エンコーダヘッド、７２０ エンコーダシステム、７３０ 固定穴、Ｌ_１，Ｌ_２，Ｌ_３ 電線。

Claims (8)

1. 基台部と、
   前記基台部に設置された軸受と、
   前記軸受を介して前記基台部に対して回転可能に支持されたテーブルと、
   前記基台部に対して前記テーブルを前記軸受の回転方向に回転させるモータと、
   を備え、
   前記テーブルには、前記軸受の径方向に凹むテーブル溝部が全周にわたって外周面に環状に形成されており、
   前記基台部は、前記テーブル溝部に進入し、前記テーブル溝部に沿うように配置される環状のコイルベースを含み、
   前記モータは、
   第１モータと、
   第２モータと、を含み、
   前記第１モータは、
   前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面に、前記軸受の回転方向に沿って複数配置された磁石の列である第１磁石列と、
   前記コイルベースの第１表面に、前記第１磁石列と相対するように複数配置されたコイルの列である第１コイル列と、を含み、
   前記第２モータは、
   前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面に、前記軸受の回転方向に沿って複数配置された磁石の列である第２磁石列と、
   前記軸受の軸方向において、前記第１表面とは反対側に位置する前記コイルベースの第２表面に、前記第２磁石列と相対するように複数配置されたコイルの列である第２コイル列と、を含む、
   回転テーブル装置。
2. 前記コイルベースの前記第１表面には、前記第１コイル列が配置される第１凹部が形成され、
   前記コイルベースの前記第２表面には、前記第２コイル列が配置される第２凹部が形成されている、
   請求項１に記載の回転テーブル装置。
3. 前記テーブル溝部を規定する前記テーブルの壁面は、
   前記コイルベースの第１表面と相対する第１壁面と、
   前記コイルベースの第２表面と相対する第２壁面と、を含み、
   前記第１壁面は凹部である第１テーブル壁面部分を有し、前記第１磁石列は前記第１テーブル壁面部分内に配置されており、
   前記第２壁面は凹部である第２テーブル壁面部分を有し、前記第２磁石列は前記第２テーブル壁面部分内に配置されている、
   請求項１または請求項２に記載の回転テーブル装置。
4. 前記テーブルは、板状部を含む第１部材と、前記第１部材に対して前記軸受の軸方向に積み重ねられている板状部を含む第２部材と、を含む、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の回転テーブル装置。
5. 前記軸受はクロスローラ軸受であり、前記クロスローラ軸受の外輪は、前記第１部材と前記第２部材とに挟持されている、
   請求項４に記載の回転テーブル装置。
6. 前記軸受と前記コイルベースとは、前記軸受の軸方向における中心位置が同じである、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転テーブル装置。
7. 前記第１コイル列と前記第１磁石列との間に、前記コイルベースに固定された第１基板をさらに備え、
   前記第２コイル列と前記第２磁石列との間に、前記コイルベースに固定された第２基板をさらに備え、
   前記第１コイル列は前記第１基板に、前記第２コイル列は前記第２基板に、それぞれ固定されている、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の回転テーブル装置。
8. 駆動回路と、前記駆動回路を制御する制御回路と、をさらに備え、
   前記第１モータおよび前記第２モータは、前記駆動回路に対して電気的に並列に接続されている、
   請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転テーブル装置。

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