特開 2023-144721 角度調整テーブル

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023144721

(43)【公開日】2023-10-11

(54)【発明の名称】角度調整テーブル

(51)【国際特許分類】

   F16H 25/10 20060101AFI20231003BHJP

   F16H 25/24 20060101ALI20231003BHJP

【ＦＩ】

F16H25/10

F16H25/24 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022051840

(22)【出願日】2022-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所

(72)【発明者】

【氏名】和田 賢一郎

【テーマコード（参考）】

3J062

【Ｆターム（参考）】

3J062AB22

3J062AC07

3J062BA14

3J062CD02

3J062CD22

3J062CG83

(57)【要約】

【課題】ロストモーションを抑え、対象物を高精度に位置決めすることが可能な角度調整テーブルを提供する。
【解決手段】クロスローラ軸受１７によってベース１１上に回転可能に支持された旋回テーブル１３を回転させて目標位置へ位置決めする位置決め機構１５を備え、位置決め機構１５は、ベース１１に支持されて旋回テーブル１３の接線方向に直線移動可能なブラケット３１と、ブラケット３１を直線移動させるボールねじ装置３３と、ブラケット３１に対してブラケット３１の直線移動方向と直交する方向に直線移動可能に支持され、ブラケット３１と旋回テーブル１３のアーム２３とを連結してブラケット３１の直線運動を旋回テーブル１３の回転運動に変換する連結部３５と、ブラケット３１と旋回テーブル１３とを、旋回テーブル１３の軸線との交差方向における互いに反する方向へ付勢する板バネ９１と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ベースと、
前記ベースに対して軸受によって回転可能に支持された旋回テーブルと、
前記ベースに対して前記旋回テーブルを回転させて目標位置へ位置決めする位置決め機構と、
を備えた角度調整テーブルであって、
前記位置決め機構は、
前記ベースに支持されて前記旋回テーブルの接線方向に直線移動可能なブラケットと、
前記ブラケットを直線移動させる駆動部と、
前記ブラケットに対して前記ブラケットの直線移動方向と直交する方向に直線移動可能に支持され、前記ブラケットと前記旋回テーブルとを連結して前記ブラケットの直線運動を前記旋回テーブルの回転運動に変換する連結部と、
前記ブラケットと前記旋回テーブルとを、前記旋回テーブルの軸線との交差方向における互いに反する方向へ付勢する付勢部材と、
を備える、
角度調整テーブル。

【請求項2】

前記付勢部材は、板バネからなり、
前記板バネは、一端が前記旋回テーブルの外周縁から延在するアームに接続され、他端が前記ブラケットに接続されている、
請求項１に記載の角度調整テーブル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、角度調整テーブルに関する。

【背景技術】

【0002】

対象物を旋回させて目標位置に配置させる角度調整テーブルは、旋回テーブルを回転させて位置決めする位置決め機構を備えている。

【0003】

特許文献１～３には、リニアガイドによって旋回テーブルの接線方向に直線運動するブラケットと、旋回テーブルのアームとブラケットとの間に設けられてブラケットの直線運動を旋回テーブルのアームに伝達させて旋回テーブルの回転運動に変換する連結部と、を備える位置決め機構が示されている。また、特許文献３には、ボールねじ装置のナットに立設された突出駒を、旋回テーブルのアームに設けられたカムフォロアが圧縮バネによって挟み込んで支持する連結部の構造が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００５－２２１０４４号公報

【特許文献2】特開２００２－３４１０７６号公報

【特許文献3】特開２０００－２３８２３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上記特許文献１～３のような旋回テーブルを回転させる角度調整テーブルでは、旋回テーブルを回転させる際に大きな起動トルクを要する。このため、位置決め機構を構成する連結部の剛性が不十分であると、旋回テーブルの回転方向の反転時に、旋回テーブルのアームとブラケットとの間でロストモーションが生じ、位置決め精度が低下するおそれがある。

【0006】

そこで本発明は、ロストモーションを抑え、対象物を高精度に位置決めすることが可能な角度調整テーブルを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は下記構成からなる。
ベースと、
前記ベースに対して軸受によって回転可能に支持された旋回テーブルと、
前記ベースに対して前記旋回テーブルを回転させて目標位置へ位置決めする位置決め機構と、
を備えた角度調整テーブルであって、
前記位置決め機構は、
前記ベースに支持されて前記旋回テーブルの接線方向に直線移動可能なブラケットと、
前記ブラケットを直線移動させる駆動部と、
前記ブラケットに対して前記ブラケットの直線移動方向と直交する方向に直線移動可能に支持され、前記ブラケットと前記旋回テーブルとを連結して前記ブラケットの直線運動を前記旋回テーブルの回転運動に変換する連結部と、
前記ブラケットと前記旋回テーブルとを、前記旋回テーブルの軸線との交差方向における互いに反する方向へ付勢する付勢部材と、
を備える、
角度調整テーブル。

【発明の効果】

【0008】

本発明の角度調整テーブルによれば、ロストモーションを抑え、対象物を高精度に位置決めすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本実施形態に係る角度調整テーブルの平面図である。

【図2】本実施形態に係る角度調整テーブルの図１におけるＡ矢視図である。

【図3】本実施形態に係る角度調整テーブルの一部を断面視した図１におけるＢ矢視図である。

【図4】位置決め機構を構成する連結部の正面図である。

【図5】位置決め機構を構成する連結部の一部を断面視した側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本実施形態に係る角度調整テーブル１００の平面図である。図２は、本実施形態に係る角度調整テーブル１００の図１におけるＡ矢視図である。図３は、本実施形態に係る角度調整テーブル１００の一部を断面視した図１におけるＢ矢視図である。

【0011】

図１～図３に示すように、本実施形態に係る角度調整テーブル１００は、ベース１１と、旋回テーブル１３と、位置決め機構１５と、を備えている。旋回テーブル１３は、ベース１１上に回転可能に支持されており、位置決め機構１５は、ベース１１上の旋回テーブル１３を回転させて位置決めする。

【0012】

角度調整テーブル１００は、旋回テーブル１３の上部に、例えば、半導体ウェハ等の対象物が載置される。この状態で、位置決め機構１５によって旋回テーブル１３が回転されることにより、旋回テーブル１３上に載置された対象物が、検査位置や加工位置に位置決めされる。

【0013】

ベース１１と旋回テーブル１３との間には、クロスローラ軸受（軸受）１７が設けられており、旋回テーブル１３は、クロスローラ軸受１７によってベース１１上で回転可能に支持されている。

【0014】

ベース１１は、その一側部に側方へ張り出す張出部１１ａを有しており、このベース１１の張出部１１ａに位置決め機構１５が設けられている。旋回テーブル１３は、外周縁から位置決め機構１５側へ延在するアーム２３を有している。

【0015】

位置決め機構１５は、ブラケット３１と、ボールねじ装置（駆動部）３３と、連結部３５と、を備えている。

【0016】

ブラケット３１は、ベース１１の張出部１１ａにリニアガイド４１によって支持されている。リニアガイド４１は、旋回テーブル１３の径方向と直交する接線方向に沿ってベース１１の張出部１１ａに固定されたガイドレール４３と、ブラケット３１に固定されてガイドレール４３に対して移動可能に設けられたスライダ４５と、を有している。スライダ４５には、ガイドレール４３と対向する部分に複数の転動体（図示略）が転動可能に保持されており、転動体が転動することにより、ガイドレール４３に対して低摩擦で相対的に直線運動可能とされている。そして、ブラケット３１は、リニアガイド４１によって、旋回テーブル１３の接線方向へ直線移動可能に支持されている。

【0017】

ボールねじ装置３３は、ベース１１の張出部１１ａ上に支持されたモータ５１と、モータ５１によって回転されるねじ軸５３と、ブラケット３１に固定されてねじ軸５３が螺合されたナット５５と、から構成されている。

【0018】

ボールねじ装置３３では、ねじ軸５３の外周面に形成された螺旋状ボール溝と、ナット５５の内周面に形成された螺旋状ボール溝とによって形成される螺旋状転動空間（図示略）にボール（図示略）が転動自在に配置されている。そして、ボールねじ装置３３では、モータ５１によってねじ軸５３が回転されると、ねじ軸５３の回転運動が複数のボールに伝達され、これらの複数のボールが螺旋状転動空間に沿って循環することにより、ナット５５がねじ軸５３に沿って往復移動する。これにより、リニアガイド４１によってベース１１の張出部１１ａに支持されたブラケット３１が旋回テーブル１３の接線方向へ直線移動される。

【0019】

図４は、位置決め機構１５を構成する連結部３５の正面図である。図５は、位置決め機構１５を構成する連結部３５の一部を断面視した側面図である。

【0020】

図４及び図５に示すように、連結部３５は、ブラケット３１と旋回テーブル１３のアーム２３との間に設けられ、ブラケット３１とアーム２３とを連結する。連結部３５は、リニアガイド７１と、板部材７３と、回転軸７５と、環状ハウジング７７と、転がり軸受７９と、を備えている。

【0021】

板部材７３は、リニアガイド７１を介してブラケット３１に支持されている。リニアガイド７１は、ブラケット３１の移動方向と直交する方向に沿ってブラケット３１に固定されたガイドレール８１と、板部材７３に固定されてガイドレール８１に対して移動可能に設けられたスライダ８３と、を有している。スライダ８３には、ガイドレール８１と対向する部分に複数の転動体（図示略）が転動可能に保持されており、転動体が転動することにより、ガイドレール８１に対して低摩擦で相対的に直線運動可能とされている。そして、板部材７３は、ブラケット３１に対してブラケット３１の移動方向と直交する方向へ直線移動可能に支持されている。

【0022】

回転軸７５は、板部材７３に立設されており、環状ハウジング７７に挿通されている。環状ハウジング７７は、旋回テーブル１３のアーム２３に固定されている。転がり軸受７９は、回転軸７５と環状ハウジング７７との間に設けられており、回転軸７５は、転がり軸受７９によって環状ハウジング７７に対して回転可能とされている。これにより、回転軸７５は、旋回テーブル１３のアーム２３に対して回転可能とされている。

【0023】

連結部３５は、板バネ（付勢部材）９１を有している。板バネ９１は、例えば、炭素鋼、ステンレス、ニッケル合金あるいはチタン合金等の金属材料からなるもので、板状に形成されている。板バネ９１は、下端部分がブラケット３１の端面３１ａに接続され、上端部分がアーム２３の端面２３ａに接続されている。この板バネ９１は、両端部分に対して中間部分の幅狭に形成されている。

【0024】

上記構成の角度調整テーブル１００では、ボールねじ装置３３のモータ５１が駆動してねじ軸５３が回転されると、ブラケット３１に固定されたナット５５がねじ軸５３に沿って往復移動する。これにより、リニアガイド４１によってベース１１の張出部１１ａに支持されたブラケット３１が旋回テーブル１３の接線方向に沿って直線運動する。すると、このブラケット３１の直線運動が、連結部３５の回転軸７５を介して、旋回テーブル１３のアーム２３を揺動させる旋回運動として伝達される。これにより、対象物が搭載された旋回テーブル１３が回転運動し、旋回テーブル１３上の対象物の角度が調整されて目標位置に位置決めされる。

【0025】

また、アーム２３が揺動される際に、回転軸７５は、ブラケット３１の移動方向に沿って移動するとともに、ブラケット３１の移動方向と直交する方向にもわずかに変位する。この変位は、板部材７３がリニアガイド７１によってブラケット３１の移動方向と直交する方向へ直線移動することで吸収される。これにより、角度調整テーブル１００では、ブラケット３１、回転軸７５、アーム２３等に無理な力が加わること無く、旋回テーブル１３を回動させることができる。

【0026】

なお、角度調整テーブル１００では、平面視において、旋回テーブル１３のアーム２３の端面２３ａとブラケット３１の端面３１ａとが平行な状態において、旋回テーブル１３が原点位置Ｏとされている（図１参照）。そして、原点位置Ｏの旋回テーブル１３は、ボールねじ装置３３が駆動することにより、平面視において、時計回り（図１中矢印α方向）、または反時計回り（図１中矢印β方向）に回転される。

【0027】

ところで、旋回テーブル１３には、大型で大重量の対象物が搭載されるため、ベース１１に対して旋回テーブル１３を支持する軸受として、クロスローラ軸受１７が用いられる。このクロスローラ軸受１７は、摺動抵抗が大きいため、旋回テーブル１３を回転させる際には、大きな起動トルクが必要となる。このため、連結部３５における剛性が低いと、連結部３５の回転軸７５に微小な傾きが生じるおそれがあり、この回転軸７５の傾きは、旋回テーブル１３の回転方向の反転時に変動する。

【0028】

本実施形態に係る角度調整テーブル１００では、ボールねじ装置３３によって直線運動するブラケット３１の端面３１ａと回転運動する旋回テーブル１３のアーム２３の端面２３ａとに接続された板バネ９１を備えている。この板バネ９１は、旋回テーブル１３が原点位置Ｏから時計回り（α方向）または反時計回り（β方向）へ回転されると、旋回テーブル１３の回転に伴って僅かに捻られるように弾性変形する。すると、この板バネ９１の弾性変形の反力からなる付勢力が旋回テーブル１３のアーム２３とブラケット３１に作用する。

【0029】

この板バネ９１からの付勢力は、旋回テーブル１３の軸線と交差する方向において、ブラケット３１と旋回テーブル１３のアーム２３とを互いに反する方向へ付勢するように付与される。また、板バネ９１からの付勢力は、平面視において、旋回テーブル１３が原点位置Ｏから目標位置へ向かって時計回り（α方向）に回転する間及び目標位置から原点位置Ｏへ向かって反時計回り（β方向）に回転する間は常に一方向へ作用する。また、板バネ９１からの付勢力は、平面視において、旋回テーブル１３が原点位置Ｏから目標位置へ向かって反時計回り（β方向）に回転する間及び目標位置から原点位置Ｏへ向かって時計回り（α方向）に回転する間は常に他方向へ作用する。つまり、板バネ９１からの付勢力は、旋回テーブル１３の原点位置Ｏを境に作用する向きが反転する。

【0030】

したがって、原点位置Ｏ以外の位置において、時計回り（α方向）から反時計回り（β方向）に旋回テーブル１３の回転方向が反転した場合、または、反時計回り（β方向）から時計回り（α方向）に旋回テーブル１３の回転方向が反転した場合、クロスローラ軸受１７の摺動抵抗の向きは反転するが、板バネ９１から付与される付勢力の向きは変わらないこととなる。つまり、クロスローラ軸受１７における摺動抵抗の向きの反転に関わらず、板バネ９１の付勢力は、同一方向に付与される。このため、摺動抵抗の向きの反転に伴う連結部３５の回転軸７５の傾きの変動によって生じるロストモーションが、板バネ９１からの付勢力によって抑えられる。

【0031】

以上、説明したように、本実施形態に係る角度調整テーブル１００によれば、旋回テーブル１３が回転されると、直線運動するブラケット３１と回転運動する旋回テーブル１３のアーム２３との間の板バネ９１が捻られて弾性変形する。これにより、ブラケット３１と旋回テーブル１３との間に、弾性変形する板バネ９１の反力からなる付勢力が予圧として付与される。したがって、ブラケット３１と旋回テーブル１３とを連結する連結部３５におけるロストモーションを低減でき、旋回テーブル１３の位置決め精度を向上できる。

【0032】

しかも、アーム２３とブラケット３１とに接続される板バネ９１を付勢部材として設けた簡略的な構造であるので、低コストでロストモーションを低減させて旋回テーブル１３の位置決め精度を向上できる。

【0033】

なお、上記実施形態では、板バネ９１からなる付勢部材を設けたが、アーム２３及びブラケット３１に付勢力を付与する付勢部材としては板バネ９１に限らない。

【0034】

また、上記実施形態では、ボールねじ装置３３によってブラケット３１を移動させる構造としたが、ブラケット３１を移動させる駆動部としては、ボールねじ装置３３に限らず、例えば、リニアアクチュエータ等でもよい。

【0035】

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

【0036】

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） ベースと、
前記ベースに対して軸受によって回転可能に支持された旋回テーブルと、
前記ベースに対して前記旋回テーブルを回転させて目標位置へ位置決めする位置決め機構と、
を備えた角度調整テーブルであって、
前記位置決め機構は、
前記ベースに支持されて前記旋回テーブルの接線方向に直線移動可能なブラケットと、
前記ブラケットを直線移動させる駆動部と、
前記ブラケットに対して前記ブラケットの直線移動方向と直交する方向に直線移動可能に支持され、前記ブラケットと前記旋回テーブルとを連結して前記ブラケットの直線運動を前記旋回テーブルの回転運動に変換する連結部と、
前記ブラケットと前記旋回テーブルとを、前記旋回テーブルの軸線との交差方向における互いに反する方向へ付勢する付勢部材と、
を備える、角度調整テーブル。
この構成の角度調整テーブルによれば、ブラケットと旋回テーブルとを、旋回テーブルの軸線との交差方向における互いに反する方向へ付勢する付勢部材を備える。これにより、ブラケットと旋回テーブルとの間に付勢部材の付勢力が予圧として付与されるので、ブラケットと旋回テーブルとを連結する連結部におけるロストモーションを低減でき、旋回テーブルの位置決め精度を向上できる。

【0037】

（２） 前記付勢部材は、板バネからなり、
前記板バネは、一端が前記旋回テーブルの外周縁から延在するアームに接続され、他端が前記ブラケットに接続されている、（１）に記載の角度調整テーブル。
この構成の角度調整テーブルによれば、旋回テーブルが回転されると、直線運動するブラケットと回転運動する旋回テーブルのアームとの間の板バネが捻られて弾性変形する。これにより、ブラケットと旋回テーブルとの間に、弾性変形する板バネの反力からなる付勢力が予圧として付与される。したがって、ブラケットと旋回テーブルとを連結する連結部におけるロストモーションを低減でき、旋回テーブルの位置決め精度を向上できる。
しかも、アームとブラケットとに接続される板バネを付勢部材として設けた簡略的な構造であるので、低コストでロストモーションを低減させて旋回テーブルの位置決め精度を向上できる。

【符号の説明】

【0038】

１１ ベース
１３ 旋回テーブル
１５ 位置決め機構
１７ クロスローラ軸受（軸受）
２３ アーム
３１ ブラケット
３３ ボールねじ装置（駆動部）
３５ 連結部
９１ 板バネ（付勢部材）
１００ 角度調整テーブル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】