JPS5813845B2 - 回転載置装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特に測定器に使用される回転載置装置に関する
ものである。

例えば円形工作物の真円度を測定する為に、載置装置と
この載置装置を回転自在に支承するテーブルとから成る
テーブル組立体上に工作物を支承する事は公知である。

更に詳細には、公知の載置装置はディスク状を成し、こ
のディスクをテーブルに対して回動自在に支承する為の
放射方向軸受と、このディスクを軸方向に支承する為に
デイスクとテーブルと対向面間に配置された空気静力学
的軸受とを備えている。

通常の操作の場合、工作物をディスクの上に載置し、デ
ィスクを手またはモータで回転させて、工作物の真円度
の測定の為、その外周部を定置測定装置、例えばゲージ
を通過させる。

比較的重い工作物を使用した場合でも、上記の空気静力
学的軸受により、ディスクはテーブルの上に実際上摩擦
なしに支承される。

その結果、ディスクは容易に平滑な動作で回転させられ
、この回転運動の同心性を制御する放射方向軸受は比較
的小直径とする事ができ、従って正確にディスクの中心
を支承する事ができる。

従来、この種のテーブルは、多くの場合、比較的小さい
径、例えば５０ｃＩｒＬ以下の径、に限定されていた。

これは、より大きい組立体を作る事が望ましい時、ディ
スクとテーブルの対向面を許容される平面性公差内に製
造する事が困難であるからである。

空気静力学的軸受の浮上り高さ、即ち空気圧がディスク
をテーブルから持上げる距離が表面摩擦を避けるのに必
要程度以上になる事は望ましくなく、例えば０．００２
５ｍｍ以上になるのは望ましくない事は理解されよう。

対向二面の平面性公差はこの必要持上げ高さより小でな
げればならない。

そうでなげれば、これらの二面はディスクの回転に際し
て相互に摩擦するからである。

平面性公差を小さくするにはテーブルとディスクの厚さ
を大きくする必要があるから、大直径組立体の場合、こ
れらの機素は非常に重くなる。

その結果、ディスクは回転に関して望ましくない程度に
高い慣性を持つ事になり、また組立体全体は扱いにくい
程に重くなる。

更に、回転組立体によって支承された工作物に対して座
標測定器の測定器具を使用する場合、この測定器の黒鉛
テーブルの上に回転組立体を配置するのが通例であるが
、この回転組立体が非常に重い場合、これを持上げて黒
鉛テーブルの上に脱着させる事が困難になる１またこの
回転組立体は厚いテーブルとディスクを有するので、装
置が高くなり、これはディスク上に載置された工作物と
測定器の頭上構造との間の頭上ギャップの問題を生じる
。

この様な理由から測定操作の為に比較的大きい回転組立
体を製造し使用する事は、経費がかさみまた困難である
事が発見された。

この様な問題を克服しまたは軽減スる事が本発明の目的
である。

本発明によれば、平滑な上面を備えたテーブルの上に載
置される回転載置装置において、二個の相対回転部材を
有する放射方向軸受と、上記テーブルの平滑な上面に載
置装置を係合させる平滑な支承面をそれぞれ備え、これ
らの各平滑支承面は圧搾空気源と接続したくぼみをそれ
ぞれ備える様にした複数の工作物支承部材と、上記の各
支承部材を上記の放射方向軸受の一方の回転部材に連接
する連結手段とを有する回転載置装置が提供される。

上記の支承部材の支承面は上記ディスクの単一支承面に
比して小であるから、これらの支承面を十分な平面性公
差に製造する事は比較的容易である。

また上記連結部材を備える事により、上記ディスクの様
な大型構造の必要がない。

好ましくは、上記の連結部材はその長手力向において剛
性とするが、上記軸受の軸線方向において、即ち上記テ
ーブルの面に対して垂直方向において可撓性とする。

連結部材は、この垂直方向可撓性の故に、上記テーブル
の面に対する上記支承部材の面の高さの小変動を吸収す
る事ができる。

この様な高さの変動は製造公差によって生じるが、空気
静力学的軸受の定格に対して過大である。

しかし、この様な高さ変動は、適当な寸法の連結部材が
その素材、例えばバネ鋼、の弾性限界内で彎曲する能力
に比較して小である。

この連結部材は、中実または筒状の、円形または正方形
断面の、棒状またはロツド状部材とし、その素材の固有
弾性を利用する。

しかし、”可撓性連結部材”という用語は、枢転継手を
有する連結部材を包含するものとする。

実際の製造公差と、連結部材に要求される対応の曲げ量
は、各要素の製造精度と、載置装置の回転中に運動する
支承部材が適合しなければならないテーブル平面性とに
依存している。

しかし本発明によれば、比較的粗大な公差を使用する事
が可能であり、従って単一ディスク部材に比して製造が
経済的になる事は明白である。

また本発明によれば、上記の回転載置装置と上記の平面
テーブルとの組立体が提供され、上記放射方向軸受の他
方の部材は上記テーブルに固着される。

このテーブルは、その平らな上面と下側との間に延びた
孔を有する黒鉛テーブルとし、この孔は放射方向軸受の
上記他方の部材を黒鉛テーブルに固着する為のねじを収
容し、また支承部材の上記くぼみに対して圧搾空気を供
給する為のダクトを収容している。

上記の載置装置は、放射方向クリアランスを介して上記
の一方の軸受部材を包囲するリングと、このリングを上
記の一方の軸受部材に連接する部材と、上記の一方の軸
受部材に対してリングの放射方向位置を調節する手段と
を有し、また上記の連結部材は、上記のリングと調節手
段とを介して上記の一方の軸受部材に固着されている。

以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明す
る。

第１図、第２図、及び第３図について述べれば図示の載
置装置１０は４個の支承部材またはパツド１１を有し、
各パッドは平らな支承面１２を備え、この平らな支承面
１２はくぼみ１３を備え、このくぼみは圧搾空気供給ダ
クト２２に接続されている。

これらのパツド１１は、それぞれの支承面がテーブル１
５の平面１４上に配置されて共通面に入る様に配設され
ている。

テーブル１５は、花崗岩で作られた精密表面加工テーブ
ルであって公知の座標測定器２５の一部を成す。

パツド１１は、それぞれの連結部材またはアーム１６に
よって、放射方向軸受１７に連接され、この軸受１７に
よって、それぞれのアーム１６と対応のパツド１１は、
テーブル面１４に対して垂直の軸線１８を中心として回
動する事ができる。

検査されるべき工作物Ｗは図示の様にパツド１１によっ
て支承されている。

各パッドの支承面１２とくぼみ１３は、テーブル面１４
と共に、空気静力学的軸受１９を形成する様に成されて
いる。

この型の軸受は支承面１２と１４の間において良好な平
行性を必要とする。

この様にする為、すべてのパツド１１の支承面１２を工
作物の荷重下にテーブル支承面１４と全面接触させる為
、アーム１６は軸線１８の方向において十分可撓性に成
されている。

基本的に言って、このアーム可撓性は、載置装置１０全
体の製造公差による各パツド１１のテーブル支承面１４
上方の高さ変動を収容するのに十分であればよい。

この様な高さ変動はアームの曲げ能力に対して比較的小
である。

アームが長い程、所定の工作物重量に対して、パッドが
テーブル支承面１４に平らに接触する様にアームを曲げ
る事がそれだけ容易になるのは明白である。

しかし、非常に短いアームでも（板バネの形に作る事が
できる）、あらゆる実際的状況に適合する事が可能であ
る。

テーブル支承面１４に対するパツド１１の上記以外の不
整合状態は、パッドとアームとの面の枢着によって除去
する事が可能である。

この実施例においては、この枢着はアームを円形断面と
しこのアームの軸線を中心としてパッドを回転させる事
によって実施されうるが、他の圧意の枢着形状、例えば
球形軸受も使用する事ができる。

軸受１７の内側部または固定部２０はテーブル１５に固
着され、またその外側部または回転部２１はリング２１
Ａによって包囲され、このリングに対してアームが固着
されている。

軸受内側部２０から、ねじ山を備えたスピゴツ｝２０Ａ
がテーブル中の孔２０Ｂの中まで延長され、このスピゴ
ットはテーブルの下側にナツ｝２０Ｃによって固着され
ている。

ダクト２２は、スピゴット２０Ａの内部を通り、軸受内
側部２０と外側部２１の中間のパッキン押え２４の中を
通り、軸受外側部２１とリング２１Ａとの間の放射方向
間隙２１Ｂを通って、筒状のアーム１６内部に接続して
いる。

各アーム１６は穴１６Ａを有し、これによって圧搾空気
がくぼみ１３に送られる。

軸受外側部２１は内側部２０に対して軸方向に可動であ
る。

軸受外側部２１とリング２１Ａは、ゲージ２１Ｃによっ
て、軸方向相対運動しない様に拘束されている。

リング２１Ａはテーブル支承面１４上に空気静力学的軸
受２１Ｄによって支承されている。

本発明の載置装置の寸法はテーブル１５０寸法のみによ
って制限される。

なぜかならば、アーム１６は必要に応じて、単位長を連
結する事により任意の長さとする事は容易だからである
。

それぞれのアーム上に任意適当数のパッドを装着する事
ができる。

この載置装置は環状工作物の真円度と同心度の測定に特
に応用される。

この測定の為、工作物は、測定器２４（第１図）に接続
された定置プローブ２６を過ぎる様に回転させられる。

工作物はパッド上に載置され圧搾空気流が供給されてい
る時、軸線１８を中心としてこの工作物を回転させるの
に要する力は最小限であり、工作物を滑らかな浮上り状
態で回転させる事ができる。

軸受１７そのものが高精度の空気静力学的軸受であって
、工作物を回転させる際の放射方向誤差を最小限度とす
る事ができる。

工作物の放射位置は、二本の角度的に隣接したアーム１
６に備えられた２個のネジ１６Ｂによって調節可能であ
る。

各ネジ１６Ｂは対応のアームの内部に長手方向に配設さ
れ、またその放射方向外側末端においてハンドノブ１６
Ｃを備えている。

ねじ山を備えたネジの内側末端１６Ｄはリング２１Ａの
中にねじ込まれて、回転部材２１の外周に係合している
。

ハンドノブ１６Ｃによってねじ１６Ｂを回転させると、
リング２１Ａが放射方向に移動させられ、これにより４
本のアーム１６を全部、軸線１８に対して放射方向に移
動させる。

ねじ１６Ｂと直径対向位置において軸受回転部材２１と
リング２１Ａとの間に配置されたバネ１６Ｅによって、
ねじ１６Ｂと外側回転部材２１が相互に係合状態に保持
されている。

真円度と同心度の測定の如き操作が軸線１８を中心とす
る工作物の同心性の微調整を必要とする事は理解されよ
う。

ねじ１６Ｂを配置した事により、工作物を空気静力学的
軸受１９によって支承したままでこの微調整を実施する
事ができるので，調整は工作物の回転と同様の簡単さで
実施する事ができる。

これは、同心性の調節に際して最適位置に達するまで、
工作物の回転と微調整を交互に何回も実施しなげればな
らないが故に重要な事である。

本発明によれば、この様な操作は極めて容易である。

アーム１６は軸線１８の方向において可撓である必要が
あるが、工作物の軸線１８に対する放射方向位置を保持
する為に、これらのアームは放射方向において剛性でな
ければならない。

この様な剛性は、放射方向荷重が圧縮荷重として生じる
様に、即ち、アーム１１が本質的に強い方向の荷重とし
て生じる様にアームを適度に整嘆とする事によって与え
られる。

勿論、パツド１１はアーム１６の上を運動自在であって
はならないので、パッドをアームに固着する為にクラン
プＩＩＡが備えられている。

これらのクランプは脱着自在であって、パッドを工作物
に対する調整の為にアームに沿って摺動させる事ができ
る。

しかし、これらのパツドは締付けられた時に、アーム軸
線を中心としてパッドを枢転させる事ができ、上述の枢
着を成す。

第４図と第５図に図示の載置部材は９個の空気静力学的
軸受パッド３０を有し、これらのパッドは、平面図にお
いて正方形を成す様に相互に連結され、また中心パツド
３０の中に備えられた中心軸受３１を中心として回転自
在である。

すべてのパッドと中心軸受３１に対する空気の供給は軸
受３１に対する給気ダクト３２によって実施される。

中心パツド３０の中の軸受３１の中心部材３３は、すべ
てのパッドを載置した黒鉛テーブル３４に固着されてい
る。

軸受中心部材３３は環状くぼみ謳を有し、このくぼみに
対してダクト３２から空気が供給される。

このくぼみ３５から出た空気は、軸受回転部材３６と中
心パツド３０との間の放射方向空気静力学的軸受を成す
。

またくぼみ３５は隣接４個のパッド３０に対してそれぞ
れ空気を送り、これらの隣接パッドが他の４個の隅のパ
ッドに空気を送る。

中心パツド３０からの給気はパイプ３７によって実施さ
れ、この管３７の両端は、隣接のパッド３０間において
一定量の垂直運動を許しながら密封を成す様に、０形リ
ングシール羽によって密封されている。

パイプ３７を通った空気は通路３９を通過し、下向き通
路４０を通って、それぞれのパッドと花崗岩支承面３４
との間の空気静力学的軸受に給気される。

同形のパツド３７が４個の隣接パツド３０をそれぞれ中
心バツド３０と接続し、また他の同形のパイプ３７が各
コーナパツド３０をその隣接パツド３０と接続している
。

中心パッド３０は各隣接パッド３０に対して２本の可撓
リンク４１によって連接され、これらのリンクは支承面
３４の面の中における隣接パッド間の相対運動を防止す
るが、各パッド３０を隣接パツド３０に対して垂直方向
に移動させる事ができる。

各ストリップ４１は隣接パッド３０の中に備えられたみ
ぞ穴の中に挿入されて、このみぞ穴の中に、各パツド３
０の中のねじ４２によって締付けられている。

第４図は、中心パソド３０と各隣穎パツド３０との間の
二本のリンク４１を示している。

すべての隣接パッド３００間に同形のリンク４１を備え
る事ができるが、４個の隣接パツド３０に跨って４本の
リンクを限定したバネ部材４１Ａを使用して、９個のパ
ッドを相互に連結する事ができる。

第６図においては、６個の六角形パッド５０を同じく六
角形の中心パツド５０の周囲に配置した構造を示す。

中心パッドは、第４図に図示のものと類似の回転自在軸
受３１を有し、また同形の給気パイプ３７が中心パツド
５０を各隣接パッド５０に接続し、また各隣接パッド間
を接続している。

また第４図のリンク４１と同様に、可撓性リンク４１が
三個の隣接リンク５０を相互に連接する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による載置装置を備えた測定器の立面図
、第２図は第１図の平面図、第３図は第２図の■一■線
に沿った断面図、第４図は本発明による他の載置装置の
平面図、第５図は第４図のｖ−Ｖ線に沿った断面図、ま
た第６図は本発明による他の載置装置の平面図である。 Ｗ・・・・・・工作物、１０・・・・・・載置装置、１
１・・・・・・パッド（工作物支承部材）、１２・・・
・・・パッドの支承面、１３・・・・・べぼみ、１４・
・・・・・テーブルの支承面、１５・・・・・・テーブ
ル、１６・・・・・・アーム（連結部材）、１６Ａ・・
・・・・穴、１６Ｂ・・・・・・ネジ、１６Ｃ・・・・
・・ハンドルノブ、１７・・・・・・放射方向軸受、１
８・・・・・・軸線、１９・・・・・・空気静力学的軸
受、２０・・・・・・軸受の内１則部材、２０Ａ・・・
・・・スピゴット、２０Ｂ・・・・・・孔、２０Ｃ・・
・・・・ナット、２１・・・・・・軸受の外側部材、２
１Ａ・・・・・・リング、２１Ｂ・・・・・・間隙、２
１Ｃ・・・・・・ゲージ、２１Ｄ・・・・・・空気静力
学的軸受、２２・・・・・ダクト、２５・・・・・・測
定器、２６・・・・・・グローブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平面の上面を有するテーブル上に使用される回転載
   置装置において、二個の相対回転部材を有する放射方向
   軸受と、上記テーブルの平面の上面に上記回転載置装置
   を係合させる平面の支承面をそれぞれ備え、これらの各
   支承面に圧搾空気供給源に接続されたくぼみをそれぞれ
   備え、そのくぼみとテーブルの上面との間によって空気
   軸受を形成するようにした複数の工作物支承部材と、上
   記各支承部材を上記放射方向軸受の一方の部材に連接す
   る連結部材とを有する事を特徴とする回転載置装置。 ２ 上記連結部材はその長手方において剛性であるが、
   上記軸受の軸線方向において可撓性である事を特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載の回転載置装置。 ３ 放射方向間隙をもって上記の一方の軸受部材を包囲
   するリングと、このリングを上記の一方の軸受部材に連
   接する部材と、上記の一方の軸受部材に対してリングの
   放射方向位置を調節する手段とを有し、また上記の各連
   結部材は、上記のリングと上記の調節手段とを介して、
   上記の一方の軸受部材に連結されている事を特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の回転載置装置。 ４ 上記平面テーブルと組合され、上記放射方向軸受の
   他方の部材が上記テーブルに固着されている事を特徴と
   する特許請求の範囲第１項に記載の回転載置装置。 ５ 上記平面テーブルはその平面の上面とその下側との
   間に配設された孔を有し、この孔は、上記放射方向軸受
   の他方の部材をテーブルに固着する為のネジを収容し、
   また上記各支承部材のくぼみに対して圧搾空気を供給す
   る為のダクトを収容している事を特徴とする特許請求の
   範囲第４項に記載の回転載置装置。