JPH08201229A - 回転テーブル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転テーブル体が基体に片当たりしてかじり
が発生するのを回避し、回転テーブル体のスムーズな回
転を保証すること。 【構成】 基体２３に回転可能に支持された回転テーブ
ル体２０と、回転テーブル体２０の従動歯車２０ａの中
心軸線を隔てた両側位置にて各々当該従動歯車と噛合す
る少なくとも一対の駆動歯車１８、１９と、この一対の
駆動歯車に回転力を与える駆動源１と、この駆動源１と
一対の駆動歯車１８、１９との間に配置され、各々の駆
動歯車１８、１９にトルクを伝達する差動歯車機構２４
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種の試験装置、測定
装置において試料、被検物を保持する回転テーブル装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】光学レンズのＭＴＦ測定などを行う光学
性能測定装置には、被検レンズを光軸周りに回転させる
ために、被検レンズのマウント台として回転テーブル装
置が使用される。

【０００３】図５は光学性能測定装置の一例を示してい
る。この光学性能測定装置では、恒温恒湿槽３４内に縦
型の回転テーブル装置３６とチャート３３とを設置し、
回転テーブル装置３６に被検レンズ３２を取り付け、被
検レンズ３２を回転テーブル装置３６によって回転さ
せ、恒温恒湿槽３４外に設置された測定器３５により被
検レンズ３２の光学性能を測定する。恒温恒湿槽３４
は、温度の設定可能範囲が−３０〜＋７０℃、湿度の設
定可能範囲が１５〜１００％Ｒ．Ｈ程度とされている。
この恒温恒湿槽３４を有する光学性能測定装置では種々
の温度、湿度条件下で光学性能の測定を行うことができ
る。たとえば、温度変化による光学性能の変化が硝子製
光学レンズより大きいプラスチック製光学レンズの光学
性能の温度依存性を測定する場合に使用できる。

【０００４】図６は従来の縦型回転テーブル装置の一般
的構造を示している。縦型回転テーブル装置は縦置きの
基体２３を有し、基体２３はテーブル支持孔２３ａにて
回転テーブル体２２を水平軸線周りにすべり回転できる
ように支持している。回転テーブル体２２は、テーブル
支持孔２３ａにすべり回転可能に嵌合する円筒状軸体２
２ｂと、円筒状軸体２２ｂの両側に基体２３を挟むよう
にして固定連結された従動平歯車２２ａと回転盤２２ｃ
とにより構成されている。被検レンズ３２は回転盤２２
ｃに固定される。

【０００５】この縦型回転テーブル装置においては、基
体２３の厚さ寸法に対して円筒状軸体２２ｂの軸長を調
整して、平歯車２２ａと回転盤２２ｃとの間の間隙（ス
ラストガタと呼ぶ）を最小必要限度に設定し、基体２３
のテーブル支持孔２３ａの内径と円筒状軸体２２ｂの外
径の寸法を適切に定めて径方向の間隙（ラジアルガタと
呼ぶ）を最小必要限度に設定する。

【０００６】基体２３にはモータ１が取り付けられてい
る。モータ１の出力軸１ａには平歯車３７が取り付けら
れており、平歯車３７には、軸３９によって基体２３よ
り回転可能に支持された平歯車３８が噛合している。こ
の駆動平歯車３８は回転テーブル体２２の従動平歯車２
２ａと噛合している。これにより回転テーブル体２２は
モータ１の出力トルクによってテーブル支持孔２３ａの
中心軸線周りに回転駆動される。

【０００７】このような回転テーブル装置では、回転中
に接触面にかじりが生じないように、基体２３をステン
レス鋼で構成し、円筒状軸体２２ｂを黄銅などの銅合金
により構成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の回
転テーブル装置では、回転テーブル体２２は、単一の駆
動平歯車３８によって片側だけから駆動されるから、回
転テーブル体２２に接線方向の力が一方向に作用し、回
転テーブル体２２は基体２３に押圧されながら回転す
る。このためテーブル支持孔２３ａと円筒状軸体２２ｂ
との間にかじりが発生し、回転テーブル体２２がスムー
ズに回転できなくなる。

【０００９】特に上述したようにかじり防止のために、
回転テーブル体２２の円筒状軸体２２ｂと基体２３とが
異種金属で形成される場合には、回転テーブル体２２と
基体２３とのラジアル方向の隙間は、熱膨張差による回
転テーブル体２２と基体２３のラジアル方向の隙間の変
化分を考慮して大きく設定されるから、回転駆動時に回
転テーブル体２２がかなり偏心する。このため、かじり
が発生しやすくなる上に、ラジアル方向のがたつきが大
きくなって測定精度が低下するおそれがある。

【００１０】また、モータ１やロータリエンコーダなど
の電気機器は恒温恒湿槽３４内に配置されて、高温、高
湿度の環境下で使用されるため、これら電気機器の動作
安定性、信頼性が低下し、耐久性も低下する。このため
耐熱性、耐湿性に優れた特別仕様の電気機器を使用する
必要が生じる。

【００１１】本発明は、回転テーブル体と基体との片当
たりによるかじりの発生を回避するようにした回転テー
ブル装置を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】一実施例を示す図１〜図
４に対応付けて本発明を説明すると、本発明は、基体２
３と、従動歯車２０ａを有し、基体２３に回転可能に支
持された回転テーブル体２０と、従動歯車２０ａの中心
軸線を隔てた両側位置にて各々当該従動歯車と噛合する
少なくとも一対の駆動歯車１８、１９と、この一対の駆
動歯車に回転力を与える駆動源１と、この駆動源１と前
記一対の駆動歯車１８、１９との間に配置され、各々の
駆動歯車１８、１９にトルクを伝達する差動歯車機構２
４とを備えることをにより、上述した目的を達成する。
請求項２の発明は、基体２３と回転テーブル体２０とが
同一材料により構成され、基体２３と回転テーブル体２
０との互いの接触面のうち一方の接触面が、これら部材
を構成する材料よりも低摩擦の材料により被覆されてい
ることを特徴とする。請求項３の発明は、駆動源１と差
動歯車機構２４とが密閉容器４１内に収納され、密閉容
器に常温のドライエアーを供給するドライエアー供給口
３０ａが設けられていることを特徴とする。

【００１３】

【作用】回転テーブル体２０は、従動歯車２０ａの中心
軸線を隔てた両側位置にて各々当該従動歯車と噛合する
一対の駆動歯車１８、１９により両側２箇所から駆動さ
れる。この両側駆動により、回転テーブル体２０に各歯
車噛合部にて作用する接線方向の力が相互に相殺され、
基体２３と回転テーブル体２０とが片当たりしなくな
る。差動歯車機構２４は、一つの駆動源により一対の駆
動歯車１８、１９へトルクを伝達するに際して、バック
ラッシュなどによって一対の駆動歯車１８、１９により
同時駆動の同期がとれない場合、回転テーブル体２０が
基体２３に片当たりして一方の駆動歯車（たとえば１
８）が停止しても、差動歯車機構の他方の出力軸が増速
回転して他方の駆動歯車（たとえば１９）により従動歯
車２０ａを回転駆動し、これにより、従動歯車２０ａを
両側から回転駆動して片当たりを生じる力を相殺する。
また、基体２３と回転テーブル体２０とが同一材料によ
り構成されると、温度変化による両者の熱膨張差が小さ
くなり、ラジアル方向のがた、スラスト方向のがたが小
さくできる。そして、基体２３と回転テーブル体２０と
が低摩擦の材料を介して接するから、同種金属によるか
じりを発生することなく回転テーブル体がスムーズに回
転する。さらに、駆動源１と差動歯車機構２４とが収納
された密閉容器４１内に、ドライエアー供給ポート３０
ａを介して常温のドライエアーが供給される。

【００１４】

【実施例】図１〜図５に基づいて本発明の一実施例を説
明する。なお、本発明の実施例において上述の従来例と
同一構成の部分は、上述の従来例に付した符号と同一の
符号を付してその説明を省略する。モータ（駆動源）１
の出力軸１ａには傘歯車２が取り付けられており、図４
に示すように、傘歯車２は差動歯車機構２４の傘歯車３
と噛合している。差動歯車機構２４は、傘歯車３と一体
接続されたケーシング２４ａと、取り付け軸２５により
ケーシング２４ａより回転可能に支持された二つの傘歯
車２６、２７と、ケーシング２４ａより回転可能に支持
されて各々傘歯車２６、２７と噛合する傘歯車歯車２
８、２９とにより構成され、傘歯車２８、２９の各々に
左右の伝動軸４、５が連結されている。

【００１５】伝動軸４と５は回転テーブル体２０の径方
向に互いに反対方向に延在しており、各々の先端部には
ウォームギヤ６、８が取り付けられている。ウォームギ
ヤ６、８は軸７ａ、９ａの一端に取り付けられたウォー
ムホイール７、９と各々噛合している。ウォームギヤ６
とウォームホイール７の減速比と、ウォームギヤ８とウ
ォームホイール９の減速比は互いに同一であり、例えば
１／３０程度に設定されている。

【００１６】軸７ａ、９ａの他端には傘歯車１０、１１
が取り付けられており、傘歯車１０、１１は軸１２ａ、
１３ａの一端に取り付けられた傘歯車１２、１３と各々
噛合している。軸１２ａと１３ａは回転テーブル体２０
の中心軸線を隔てた両側に互いに平行に対称に配置され
ており、軸１２ａ、１３ａの他端には傘歯車１４、１５
が取り付けられている。傘歯車１４、１５は軸１６ａ、
１７ａに取り付けられた傘歯車１６、１７と各々噛合し
ている。軸１６ａ、１７ａも回転テーブル体２０の中心
軸線を隔てた両側に互いに平行に対称に配置されてお
り、この軸１６ａと１７ａには各々回転テーブル体２０
の従動平歯車２２と各々噛合する駆動平歯車１８、１９
が取り付けられている。

【００１７】駆動平歯車１８と１９は、従動平歯車２０
ａの中心軸線を隔てた両側に互いに１８０度回転変位し
た位置にて従動平歯車２０ａと噛合している。駆動平歯
車１８、１９の回転方向は互いに同一であり、このため
にウォームギヤ６とウォームギヤ８のねじれ方向が左右
逆向きに設定されている。

【００１８】上述の部品の多くはステンレス鋼により構
成されている。特に回転テーブル体２０と基体２３とは
共に１８−８系の同材質のステンレス鋼により構成され
ている。回転テーブル体２０と基体２３とが同種金属に
より構成れているから、この両者間で熱膨張差が生じる
ことがなく、これにより、スラスト方向の間隙とラジア
ル方向の間隙を各々２μｍ程度の微少値に設定すること
が可能になる。

【００１９】円筒状軸体２０ｂの外周面には、同種金属
によるかじり防止のために、多孔質の無電解ニッケルメ
ッキが施され、そのメッキ膜の微細孔にフッ素樹脂を含
浸させた処理（商品名ニダックス，金属表面化学株式会
社）がさらに施されている。すなわち、円筒状軸体２０
ｂの外周面には低摩擦材が被覆されている。

【００２０】モータ１や差動歯車機構２４は取付台４０
のモータ収容室４１内に配置されており、モータ収容室
４１は、蓋板４３と基体２３により閉じられ、密閉室を
なしている。取付台４０と蓋板４３との接合面と、取付
台４０と基体２３との接合面には各々気密用のＯリング
３１ａ、３１ｂが設けられている。

【００２１】図３に示すように、蓋板４３にはモータ収
容室４１に連通するドライエアー供給ニップル３０ａが
設けられており、また取付台４０にはモータ収容室４１
に連通したドライエアー排出ニップル３０ｂが設けられ
ている。ドライエアー供給ニップル３０ａは、不図示の
ホースによって不図示のドライエアー供給源に接続さ
れ、このドライエアー供給源から除湿された常温のドラ
イエアーがモータ収容室４１に供給される。

【００２２】つぎに上述の構成による回転テーブル装置
の動作を説明する。モータ１の回転は、傘歯車２から差
動歯車機構２４の傘歯車３に伝えられる。このモータ１
からのトルクは差動歯車機構２４により左右の伝動軸
４、５の各々へ伝達される。伝動軸４、５の回転方向は
同一である。伝動軸４、５の回転は各々、ウォームギヤ
６、８によりウォームホイール７、９へ伝えられる。ウ
ォームホイール７、９の回転は、ウォームホイール７、
９と同軸に固定されている傘歯車１０、１１により傘歯
車１２、１３に伝えられ、そしてこの傘歯車１２、１３
の回転は、傘歯車１２、１３と同軸に固定されている傘
歯車１４、１５により傘歯車１６、１７に伝えられる。
傘歯車１６、１７の回転は、同軸配置の駆動平歯車１
８、１９に各々に伝えられ、駆動平歯車１８、１９が各
々従動平歯車２０ａを同一方向へ回転駆動する。

【００２３】これにより、回転テーブル体２０は従動平
歯車２０ａの中心軸線を隔てた両側位置にて各々従動平
歯車２０ａと噛合する二つの駆動平歯車１８、１９によ
り両側２箇所から駆動されることになる。この両側駆動
により、回転テーブル体２０に各歯車噛合部にて作用す
る接線方向の力、すなわちラジアル方向の力が相互に相
殺され、基体２３と回転テーブル体２０ａとが片当たり
しなくなる。

【００２４】例えば図３において、回転テーブル体２０
を時計廻り方向へ回転駆動する際には、駆動平歯車１
８、１９は共に反時計廻り方向へ回転しており、駆動平
歯車１８は従動平歯車２０ａとの噛合によって回転テー
ブル体２０に図３において上向きに回転力を与え、これ
に対し駆動平歯車１９は従動平歯車２０ａとの噛合によ
って回転テーブル体２０に図３において下向きに回転力
を与える。したがって、この二つの回転力によるラジア
ル方向の力は向きが互いに反対で相殺されるから、回転
テーブル体２０が上下いずれか一方に押し付けられるこ
とがない。

【００２５】差動歯車機構２４は、駆動平歯車１８、１
９が従動平歯車２０ａにトルクを伝えるときに片当たり
することを防止して回転テーブル体２０を滑らかに回転
させるために設けられている。

【００２６】駆動平歯車１８、１９は各々従動平歯車２
０ａに噛み合っているが、バックラッシュのために同時
に歯当たりすることはない。例えば、図３にて駆動平歯
車１８が時計回転方向に回転して駆動平歯車１９より先
に従動平歯車２０ａを反時計回転方向に回転させようと
すると、従動平歯車２０ａにはトルクが与えられると同
時に下方に押しつけられる力が作用する。これにより円
筒状軸体２０ｂは下向きに押しつけられ、基体２３との
間に摩擦が発生する。この摩擦はトルクを減らす方向に
働き、トルクの増大に比例して増加する。軸受径（基体
２３のテーブル支持孔２３の内径）に対して従動平歯車
２０ａの直径を大きくできない場合、すべり軸受ではか
じりが発生し、回転が止まってしまう。このように回転
が止まると、差動歯車機構２４がなければ、ロック状態
になり、モータ１が止まり、もう一方の駆動平歯車１９
も止まり、従動平歯車２０ａにトルク伝達が全く行われ
なくなり、このロック状態より脱出することができなく
なる。

【００２７】差動歯車機構２４があれば、伝動軸４の回
転が止まっても、差動歯車機構２４の差動作用により伝
動軸５は増速回転し、モータ１の出力トルクの全てが伝
動軸５に伝えられ、駆動平歯車１９が図３にて時計回転
方向に回転し、従動平歯車２０ａにトルク伝達が行われ
る。このようにして従動平歯車２０ａにトルク伝達が行
われと同時に従動平歯車２０ａには上向きの力が働くの
で、駆動平歯車１８からの下向きの力とバランスが取
れ、片当たりが解消して従動平歯車２０ａは回転するこ
とになる。従動平歯車２０ａが回転すると、伝動軸４が
回転し、伝動軸４と伝動軸５とは互いに等速度で回転
し、回転テーブル体２０はスムーズに回転する。

【００２８】なお、駆動平歯車１８の側で回転が止まっ
た場合について説明したが、駆動平歯車１９の側で止ま
った場合でも同じである。

【００２９】基体２３と回転テーブル体２０とが同一材
料により構成され、温度変化による両者の熱膨張差が小
さくなるから、この両者のスラスト方向の間隙とラジア
ル方向の間隙が各々２μｍ程度の微少値に設定できる。
したがって、回転テーブル体２０のラジアルがた、スラ
ストがたが少なくなり、回転テーブル体２０を回転させ
て行う各種試験、検査の測定精度が向上する。

【００３０】また、基体２３と回転テーブル体２０とが
同一材料により構成されても、円筒状軸体２０ｂの外周
面には、多孔質の無電解ニッケルメッキのメッキ膜の微
細孔にフッ素樹脂を含浸させた処理により低摩擦材が被
覆されているから、同種金属によるかじるが発生するこ
とがない。

【００３１】さらに、ドライエアー供給ニップル３０ａ
からモータ収容室４１内に常温のドライエアーが供給さ
れるので、回転テーブル装置が高温、高湿度状態に設定
される恒温恒湿槽３４内で使用されても、モータ収容室
４１内はほぼ常温の低湿度状態に保たれ、モータ１など
の電気機器の動作安定性、信頼性が向上し、同時にこれ
ら電気機器の耐久性が向上する。

【００３２】なお、上述の実施例では、基体２３と回転
テーブル体２０とを同一材料に構成したが、回転テーブ
ル装置が常温下で使用され、熱膨張差を考慮する必要が
ないような場合には、基体２３と回転テーブル体２０と
を特に同一材料にする必要はない。この場合、同種金属
によるかじりを防止するために、鉄系金属と銅系合金と
の組み合わせなど、異種金属により構成するのが望まし
く、そうすれば低摩擦材は不要になる。

【００３３】また、回転テーブル装置が常温下で使用さ
れる場合には、モータ１をモータ収容室４１内に配置し
てモータ収容室４１内にドライエアーを供給することも
不要になる。

【００３４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、回転テー
ブル体は従動歯車の中心軸線を隔てた両側位置の２箇所
から回転駆動されるから、回転テーブル体の回転駆動に
より回転テーブル体に作用する接線方向の力が相互に相
殺され、基体と回転テーブル体とが片当たりしなくな
り、回転テーブル体がかじりを生じることなく滑らかに
回転するようになる。また、一つの駆動源により二つの
駆動歯車へトルクを伝達するに際して、バックラッシュ
などによって二つの駆動歯車が従動歯車に回転力を伝達
するタイミングがずれても、差動歯車機構によりに回転
テーブル体の駆動系がロックすることがなく、回転テー
ブル体の回転が保証される。さらに、基体と回転テーブ
ル体とを同一材料により構成すれば、両者の熱膨張差が
小さくなり、両者のラジアル方向のがた、スラスト方向
のがたを小さくできる。この場合、基体と回転テーブル
体とを低摩擦材料を介して接触させることにより、同種
金属の使用にともなうかじりを防止できる。さらにま
た、駆動源と差動歯車機構を密閉容器内に収納し、この
容器内に常温のドライエアーを供給すれば、駆動源の動
作安定性、信頼性が向上し、同時にこれらの耐久性が向
上する。以上のように、本発明による回転テーブル装置
を用いた試験装置、測定装置では、測定環境に左右され
ずに精度の高い測定を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による回転テーブル装置の一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】本発明による回転テーブル装置の一実施例を示
す右側面図である。

【図３】本発明による回転テーブル装置の一実施例を示
す左側面図である。

【図４】本発明による回転テーブル装置に組み込まれる
差動歯車機構の詳細を示す断面図である。

【図５】回転回転テーブル装置が組み込まれた光学性能
測定装置の一例を示す概略構成図である。

【図６】従来の回転テーブル装置を示す縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１ モータ １８、１９ 駆動平歯車 ２０ 回転テーブル体 ２０ａ 従動平歯車 ２３ 基体 ２４ 差動歯車機構 ３０ａ ドライエアー供給ニップル ３０ｂ ドライエアー排出ニップル ３２ 被検レンズ ３４ 恒温恒湿槽 ３６ 回転テーブル装置 ４０ 取付台 ４１ モータ収容室

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体と、 従動歯車を有し、前記基体に回転可能に支持された回転
   テーブル体と、 前記従動歯車の中心軸線を隔てた両側位置にて各々当該
   従動歯車と噛合する少なくとも一対の駆動歯車と、 この一対の駆動歯車に回転力を与える駆動源と、 この駆動源と前記一対の駆動歯車との間に配置され、各
   々の駆動歯車にトルクを伝達する差動歯車機構とを備え
   ることを特徴とする回転テーブル装置。
2. 【請求項２】 前記基体と前記回転テーブル体とが同一
   材料により構成され、前記基体と前記回転テーブル体と
   の互いの接触面のうち一方の接触面が、これら部材を構
   成する材料よりも低摩擦の材料により被覆されているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置。
3. 【請求項３】 前記駆動源と前記差動歯車機構とが密閉
   容器内に収納され、前記密閉容器に常温のドライエアー
   を供給するドライエアー供給口が設けられていることを
   特徴とする請求項１に記載の回転テーブル装置。