JPH10331853A - 運動学的拘束および駆動による回転円盤装置 - Google Patents
運動学的拘束および駆動による回転円盤装置Info
- Publication number
- JPH10331853A JPH10331853A JP13992997A JP13992997A JPH10331853A JP H10331853 A JPH10331853 A JP H10331853A JP 13992997 A JP13992997 A JP 13992997A JP 13992997 A JP13992997 A JP 13992997A JP H10331853 A JPH10331853 A JP H10331853A
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- rotary disk
- shaft
- thrust
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軸方向長さの長いスピンドル状構成の回転テ
ーブルにおいては多数の部品で構成され、この部品の水
準以上の製作は困難であり高精度化、高剛性化は困難で
あった。 【解決手段】 中空室１ａと、この中空室１ａの中心部
に軸１ｂを設けたハウジング１内に、前記軸１ｂに摺嵌
する軸孔２ａと、上下面を平行面２ｂ、２ｃとした回転
円板２を設けて、この回転円板２を静圧軸受でスラスト
およびラジアル方向を拘束することにより６運動自由度
のうち回転自由度のみ残して回転円板２の回転だけを自
由とし、更に回転円板２は円板厚さ中央すなわちラジア
ル軸受と同一平面内に溝７を周設し、この溝７に嵌めた
駆動ベルト６で回転円板２を駆動するようにした構造。
ーブルにおいては多数の部品で構成され、この部品の水
準以上の製作は困難であり高精度化、高剛性化は困難で
あった。 【解決手段】 中空室１ａと、この中空室１ａの中心部
に軸１ｂを設けたハウジング１内に、前記軸１ｂに摺嵌
する軸孔２ａと、上下面を平行面２ｂ、２ｃとした回転
円板２を設けて、この回転円板２を静圧軸受でスラスト
およびラジアル方向を拘束することにより６運動自由度
のうち回転自由度のみ残して回転円板２の回転だけを自
由とし、更に回転円板２は円板厚さ中央すなわちラジア
ル軸受と同一平面内に溝７を周設し、この溝７に嵌めた
駆動ベルト６で回転円板２を駆動するようにした構造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転自由度のみを残
した５点拘束、すなわち運動学的拘束であるから円板装
置構成要素に過剰拘束に基づく弾性変形が発生しない、
スラスト方向回転精度は円板両平面の平行度のみに存在
する、回転駆動部とラジアル軸受位置の間に偏心がない
ため、駆動力の大きさおよび変動はスラスト方向回転精
度に影響を与えない。この特性に基づいた超精密回転円
板装置に関するものである。
した５点拘束、すなわち運動学的拘束であるから円板装
置構成要素に過剰拘束に基づく弾性変形が発生しない、
スラスト方向回転精度は円板両平面の平行度のみに存在
する、回転駆動部とラジアル軸受位置の間に偏心がない
ため、駆動力の大きさおよび変動はスラスト方向回転精
度に影響を与えない。この特性に基づいた超精密回転円
板装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転テーブル形平面加工機における回転
テーブルに典型的な例を見ることができる。所要精度は
回転テーブルのスラスト方向回転精度である。回転駆動
部は回転テーブル面から遠く偏心した回転軸端部に配置
される。回転駆動力の変動はスラスト方向回転精度に影
響を与える。このため高剛性ラジアル軸受により回転駆
動力を支持する必要がある。
テーブルに典型的な例を見ることができる。所要精度は
回転テーブルのスラスト方向回転精度である。回転駆動
部は回転テーブル面から遠く偏心した回転軸端部に配置
される。回転駆動力の変動はスラスト方向回転精度に影
響を与える。このため高剛性ラジアル軸受により回転駆
動力を支持する必要がある。
【０００３】その結果、回転テーブルとは言うものの、
スラスト軸受、ラジアル軸受を軸方向に直列に配置し軸
方向長さの長い回転スピンドル構成とならざるを得な
い。
スラスト軸受、ラジアル軸受を軸方向に直列に配置し軸
方向長さの長い回転スピンドル構成とならざるを得な
い。
【０００４】図１は一般に知られている回転テーブルの
構成である。高精度、高剛性化のため支持軸受としては
一般に静圧軸受が採用される。
構成である。高精度、高剛性化のため支持軸受としては
一般に静圧軸受が採用される。
【０００５】円板ｂが回転テーブルである。軸ａ部の両
側に軸ａと直角に、かつ互いに平行に円板ｂ、ｃを設け
る。軸ａ´部は軸ａの延長部である。軸部ａ、ａ´はそ
れぞれ２対のダブルフィルム静圧軸受ｇ、ｊによりラジ
アル支持される。円板ｂ、ｃはハウジングｄに設けたダ
ブルフィルム静圧軸受ｈ、ｉなどによりスラスト支持さ
れる。
側に軸ａと直角に、かつ互いに平行に円板ｂ、ｃを設け
る。軸ａ´部は軸ａの延長部である。軸部ａ、ａ´はそ
れぞれ２対のダブルフィルム静圧軸受ｇ、ｊによりラジ
アル支持される。円板ｂ、ｃはハウジングｄに設けたダ
ブルフィルム静圧軸受ｈ、ｉなどによりスラスト支持さ
れる。
【０００６】偏心スラスト荷重に対する剛性を高めるた
め、スラスト軸受は３対または４対のダブルフィルム静
圧軸受としなくてはならない。軸ａ´部の端部にはハウ
ジングｄの外側にプーリｋなど回転駆動部を設ける。
め、スラスト軸受は３対または４対のダブルフィルム静
圧軸受としなくてはならない。軸ａ´部の端部にはハウ
ジングｄの外側にプーリｋなど回転駆動部を設ける。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】図１に示した軸方向長
さの長いスピンドル状構成の回転テーブルにおいては高
精度化、高剛性化は困難である。構成部品の直角度、平
行度、平面度などの誤差により、軸の回転角度位置とと
もに軸受すきま分布が変化し、軸位置の変化すなわちス
ラスト方向の回転振れをもたらす。これらの誤差は構成
要素の弾性変形をもたらす。即ち回転軸は６点以上で拘
束されているため不静定構造となり、構成要素の弾性変
形を伴って回転軸の釣り合い位置が定まる。弾性変形量
は軸の回転角度位置とともに変化し、軸位置の変化すな
わちスラスト方向の回転振れをもたらす。
さの長いスピンドル状構成の回転テーブルにおいては高
精度化、高剛性化は困難である。構成部品の直角度、平
行度、平面度などの誤差により、軸の回転角度位置とと
もに軸受すきま分布が変化し、軸位置の変化すなわちス
ラスト方向の回転振れをもたらす。これらの誤差は構成
要素の弾性変形をもたらす。即ち回転軸は６点以上で拘
束されているため不静定構造となり、構成要素の弾性変
形を伴って回転軸の釣り合い位置が定まる。弾性変形量
は軸の回転角度位置とともに変化し、軸位置の変化すな
わちスラスト方向の回転振れをもたらす。
【０００８】図１に示したようなスピンドル状構成の回
転テーブルは多数の部品から構成され、すべての部品の
直角度、平行度、平面度、真円度などの幾何学的精度を
所要回転精度と同水準以下として製作することは極めて
困難である。
転テーブルは多数の部品から構成され、すべての部品の
直角度、平行度、平面度、真円度などの幾何学的精度を
所要回転精度と同水準以下として製作することは極めて
困難である。
【０００９】さらに、回転テーブル円板と回転駆動部と
の間の偏心量すなわち距離が大きく、回転駆動力の変動
により回転テーブル円板の傾きが発生する。結果として
回転テーブル円板のスラスト方向回転振れとなる。
の間の偏心量すなわち距離が大きく、回転駆動力の変動
により回転テーブル円板の傾きが発生する。結果として
回転テーブル円板のスラスト方向回転振れとなる。
【００１０】本発明はこれらの問題点を解決し、超精密
回転円板装置の実現を図るものである。
回転円板装置の実現を図るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】基本構成として、軸方向
長さの長いスピンドル状構成の回転テーブルではなく、
回転テーブル円板のみを直接支持、回転駆動する回転円
板構成を採用する。
長さの長いスピンドル状構成の回転テーブルではなく、
回転テーブル円板のみを直接支持、回転駆動する回転円
板構成を採用する。
【００１２】回転円板の両面を３対の、また、円板の外
周または内周を２対の、それぞれ静圧軸受によりスラス
ト方向およびラジアル方向に５点において拘束位置決め
する。回転円板の６運動自由度のうち回転自由度のみを
残した運動学的拘束が実現される。
周または内周を２対の、それぞれ静圧軸受によりスラス
ト方向およびラジアル方向に５点において拘束位置決め
する。回転円板の６運動自由度のうち回転自由度のみを
残した運動学的拘束が実現される。
【００１３】静圧構造であるから、構成要素形状誤差に
よる構成部品の弾性変形は発生しない。円板のスラスト
方向回転精度は円板両面の平面度および平行度のみに依
存する。従来の構成と比較して部品製作が容易であり、
回転精度の超精密化が現実される。スラスト軸受は円板
の外周近くの半径上に配置され、これにより内周側が負
荷の作用する回転テーブルとしての使用領域となる、負
荷作用点は軸受位置の内側となり高剛性化が容易とな
る。
よる構成部品の弾性変形は発生しない。円板のスラスト
方向回転精度は円板両面の平面度および平行度のみに依
存する。従来の構成と比較して部品製作が容易であり、
回転精度の超精密化が現実される。スラスト軸受は円板
の外周近くの半径上に配置され、これにより内周側が負
荷の作用する回転テーブルとしての使用領域となる、負
荷作用点は軸受位置の内側となり高剛性化が容易とな
る。
【００１４】また回転駆動部を、円板厚さ中央すなわち
ラジアル軸受と同一平面内に配置し両者の間に偏心がな
い。駆動力の大きさが変動しても円板のスラスト方向位
置は変化しない。すなわちスラスト方向回転精度に影響
を与えない。運動学的駆動が現実される。
ラジアル軸受と同一平面内に配置し両者の間に偏心がな
い。駆動力の大きさが変動しても円板のスラスト方向位
置は変化しない。すなわちスラスト方向回転精度に影響
を与えない。運動学的駆動が現実される。
【００１５】
【発明の実施の形態】空間内の物体は６つの運動自由度
を有し、６点で拘束すれば物体の位置および姿勢が定ま
る。目的とする１つの自由度を残し、他の自由度を５点
のみで拘束することを運動学的拘束と言う。キネマティ
ックマウントに由来する学術用語である。他の自由度を
５点以上で拘束すれば過剰拘束となり構成要素の弾性変
形が発生する。
を有し、６点で拘束すれば物体の位置および姿勢が定ま
る。目的とする１つの自由度を残し、他の自由度を５点
のみで拘束することを運動学的拘束と言う。キネマティ
ックマウントに由来する学術用語である。他の自由度を
５点以上で拘束すれば過剰拘束となり構成要素の弾性変
形が発生する。
【００１６】運動体に駆動力を伝達する場合、目的とす
る自由度の駆動力のみ伝達することを運動学的駆動と言
う。回転駆動部をラジアル軸受と同一平面内に配置すれ
ば駆動トルクとともにラジアル力も伝達されるが、本発
明の目的からすれば広義の運動学的駆動と見なすことが
できる。
る自由度の駆動力のみ伝達することを運動学的駆動と言
う。回転駆動部をラジアル軸受と同一平面内に配置すれ
ば駆動トルクとともにラジアル力も伝達されるが、本発
明の目的からすれば広義の運動学的駆動と見なすことが
できる。
【００１７】本発明は回転円板の支持駆動機構におい
て、円板の両面を３対の、また、円板の外周または内周
を２対の、それぞれ静圧軸受によりスラストおよびラジ
アル方向に拘束位置決めすることにより、６運動自由度
のうち回転自由度のみを残した運動学的拘束を実現し、
かつ回転駆動部を、円板厚さ中央すなわちラジアル軸受
と同一平面内に配置することにより運動学的駆動を実現
した回転円盤装置を提供するものであり、その１実施例
を以下図面に基いて詳細に説明する。
て、円板の両面を３対の、また、円板の外周または内周
を２対の、それぞれ静圧軸受によりスラストおよびラジ
アル方向に拘束位置決めすることにより、６運動自由度
のうち回転自由度のみを残した運動学的拘束を実現し、
かつ回転駆動部を、円板厚さ中央すなわちラジアル軸受
と同一平面内に配置することにより運動学的駆動を実現
した回転円盤装置を提供するものであり、その１実施例
を以下図面に基いて詳細に説明する。
【００１８】図２、図３において、１は、中空室１ａ
と、この中空室１ａの中心部に軸１ｂと、中空室１ａの
中心部に上部から連絡させた窓孔１ｃを設けたハウジン
グで、このハウジング１の前記中空室１ａ内には、中心
部の前記軸１ｂに摺嵌する軸孔２ａを設けて、上下面を
平行面２ｂ、２ｃとした回転円板２を収納して、ハウジ
ング１の夫々の平行面２ｂ及び２ｃと対向面ａ、ｂにポ
ケット３ａ、３ｂを配し、これによって静圧軸受でスラ
スト方向を拘束している。
と、この中空室１ａの中心部に軸１ｂと、中空室１ａの
中心部に上部から連絡させた窓孔１ｃを設けたハウジン
グで、このハウジング１の前記中空室１ａ内には、中心
部の前記軸１ｂに摺嵌する軸孔２ａを設けて、上下面を
平行面２ｂ、２ｃとした回転円板２を収納して、ハウジ
ング１の夫々の平行面２ｂ及び２ｃと対向面ａ、ｂにポ
ケット３ａ、３ｂを配し、これによって静圧軸受でスラ
スト方向を拘束している。
【００１９】また、前記ハウジング１の軸１ｂには軸孔
２ａを設けた回転円板２にポケット４を配し静圧軸受に
よりラジアル方向を拘束して６運動自由度のうち残り１
つは、回転円板の回転だけを自由になるようにしてあ
る。
２ａを設けた回転円板２にポケット４を配し静圧軸受に
よりラジアル方向を拘束して６運動自由度のうち残り１
つは、回転円板の回転だけを自由になるようにしてあ
る。
【００２０】前記回転円板１の上面２ｂの中心には前記
ハウジング１の窓孔１ｃを通して外部に露出させるよう
にした回転テーブル５を一体にして設けてある。
ハウジング１の窓孔１ｃを通して外部に露出させるよう
にした回転テーブル５を一体にして設けてある。
【００２１】また、回転円板２の外周には、Ｖ状の駆動
ベルト６を掛止する溝７を回転円板２の円板厚さ中央に
周設し、この溝７に掛止させる駆動ベルト６で回転円板
２を駆動するようにしてある。
ベルト６を掛止する溝７を回転円板２の円板厚さ中央に
周設し、この溝７に掛止させる駆動ベルト６で回転円板
２を駆動するようにしてある。
【００２２】次に図４は別の実施例で、上下面を平行面
１２ｂ、１２ｃとした回転円板１２は前記同様ハウジン
グ１１の中空室１１ａに摺嵌されて、前記実施例と同じ
ようにハウジング１１に配したポケット１３ａ、１３ｂ
によって静圧軸受でスラスト方向を拘束し、更に回転円
板１２の外周は、ハウジング１１の対向面に配したポケ
ット１８により静圧軸受でラジアル方向を拘束位置決め
し、更に、回転円板１２の中心には内歯々車１９を設け
て、この内歯々車１９には、ハウジング１１から中空室
１１ａに覗かせた回転軸２０に設けたピニオン２０ａを
噛合せて回転軸２０を回転することにより前記回転円板
１２を回転駆動する。
１２ｂ、１２ｃとした回転円板１２は前記同様ハウジン
グ１１の中空室１１ａに摺嵌されて、前記実施例と同じ
ようにハウジング１１に配したポケット１３ａ、１３ｂ
によって静圧軸受でスラスト方向を拘束し、更に回転円
板１２の外周は、ハウジング１１の対向面に配したポケ
ット１８により静圧軸受でラジアル方向を拘束位置決め
し、更に、回転円板１２の中心には内歯々車１９を設け
て、この内歯々車１９には、ハウジング１１から中空室
１１ａに覗かせた回転軸２０に設けたピニオン２０ａを
噛合せて回転軸２０を回転することにより前記回転円板
１２を回転駆動する。
【００２３】
【発明の効果】本発明は上述の構成により、スラスト方
向超精密回転精度の現実、回転駆動力変動スラスト精度
におよぼす誤差の削除、高剛性化、構成の単純化による
省空間設計の実現、などの効果がある。
向超精密回転精度の現実、回転駆動力変動スラスト精度
におよぼす誤差の削除、高剛性化、構成の単純化による
省空間設計の実現、などの効果がある。
【図１】従来の回転テーブルの縦断面図である。
【図２】本発明による運動学的拘束および駆動による回
転テーブルの縦断面図である。
転テーブルの縦断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線横断平面図である。
【図４】別の実施例の縦断面図である。
１、１１ ハウジング １ａ、１ａ 中空室 １ｂ 軸 １ｃ、１´ｃ 窓孔 ２、１２ 回転円板 ２ａ 軸孔 ２ｂ、２ｃ 平行面 ３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ スラスト軸受ポケッ
ト ４、１８ ラジアル軸受ポケット ５ 回転テーブル ６ 駆動ベルト ７ 溝 １９ 内歯々車 ２０ 回転軸 ２０ａ ピニオン
ト ４、１８ ラジアル軸受ポケット ５ 回転テーブル ６ 駆動ベルト ７ 溝 １９ 内歯々車 ２０ 回転軸 ２０ａ ピニオン
Claims (1)
- 【請求項１】 回転円板の支持駆動機構において、円板
の両面を３対の、また、円板の外周または内周を２対
の、それぞれ静圧軸受によりスラストおよびラジアル方
向に５点において拘束位置決めすることにより、６運動
自由度のうち回転自由度のみを残した運動学的拘束を現
実し、かつ円板厚さ中央すなわちラジアル軸受と同一平
面内に回転駆動部を配置したことを特徴とする回転円板
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13992997A JPH10331853A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 運動学的拘束および駆動による回転円盤装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13992997A JPH10331853A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 運動学的拘束および駆動による回転円盤装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10331853A true JPH10331853A (ja) | 1998-12-15 |
Family
ID=15256960
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13992997A Pending JPH10331853A (ja) | 1997-05-29 | 1997-05-29 | 運動学的拘束および駆動による回転円盤装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10331853A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108327234A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-07-27 | 芜湖夏鑫新型材料科技有限公司 | 保护膜生产旋盘机构 |
-
1997
- 1997-05-29 JP JP13992997A patent/JPH10331853A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108327234A (zh) * | 2018-03-30 | 2018-07-27 | 芜湖夏鑫新型材料科技有限公司 | 保护膜生产旋盘机构 |
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