旋转台装置

摘要

旋转台装置(10)具备基座部(11a)、马达(12)、旋转驱动轴(21)、以及交叉滚子轴承(31)，在旋转驱动轴(21)的轴端部形成的小齿轮(24)与形成于外圈(33)的齿条(33c)啮合，将来自旋转驱动轴(21)的旋转驱动力传递至外圈(33)从而驱动外圈(33)旋转。外圈(33)形成为覆盖内圈(32)的侧面的中空圆筒形状，并且在中空圆筒形状的一侧具备能够载置外部构件的工作台部(33b)，并且与遍及中空圆筒形状的另一侧的整周而形成的齿条(33c)是一体的。通过具备该结构，能够提供高度小、外形紧凑且能够实现轻量化的旋转台装置。

权利要求

1.一种旋转台装置，其具备：

基座部，其成为安装基准；

作为驱动源的马达；

旋转驱动轴，其能够通过来自所述马达的旋转驱动力而旋转；以及交叉滚子轴承，其构成为具有固定设置于所述基座部的呈圆环形的内圈、配置于该内圈的外周侧的外圈、以及滚动自如地配设于在所述内圈与所述外圈之间遍及周向而形成的轨道空间的多个滚动体，在所述旋转驱动轴的轴端部形成的小齿轮与形成于所述外圈的齿条啮合，将来自所述旋转驱动轴的旋转驱动力传递至所述外圈从而驱动所述外圈旋转，其特征在于，

所述外圈形成为覆盖所述内圈的侧面的中空圆筒形状，并且在所述中空圆筒形状的一侧具备能够载置外部构件的工作台部，并且所述外圈与遍及所述中空圆筒形状的另一侧的整周而形成的所述齿条是一体的。

2.根据权利要求1所述的旋转台装置，其特征在于，所述小齿轮与所述齿条在形成有所述小齿轮的所述旋转驱动轴的旋转中心轴相对于形成有所述齿条的所述外圈的旋转中心轴偏移规定量地配置的状态下啮合。

3.根据权利要求1或2所述的旋转台装置，其特征在于，所述基座部具备用于固定设置所述内圈的由带台阶的形状构成的肩部。

4.根据权利要求3所述的旋转台装置，其特征在于，在将所述齿条的内径尺寸设为D1，将所述肩部的直径尺寸设为D2时，如下的不等式的条件成立，D1＞D2。

5.根据权利要求1或2所述的旋转台装置，其特征在于，在将所述齿条的内径尺寸设为D1，将所述外圈的内径尺寸设为D3时，如下的不等式的条件成立，D1≥D3。

6.根据权利要求1或2所述的旋转台装置，其特征在于，所述旋转台装置具备：

第一密封构件，其配置于所述内圈与所述外圈之间且呈圆环形；以及第二密封构件，其配置于所述旋转驱动轴且呈圆环形，所述第一密封构件具有与所述外圈接触的外侧唇部，且设置于所述内圈，所述第二密封构件具有与所述旋转驱动轴接触的内侧唇部，且设置于支承所述旋转驱动轴的轴承的附近。

说明书

旋转台装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种旋转台装置。

背景技术

[0002] 一直以来，已知构成为能够通过来自作为驱动源的马达的驱动力而使支承于轴承的工作台旋转的旋转台装置。例如，在下述专利文献1中公开了如下的旋转台装置：旋转台经由轴承转动自如地支承于基部，通过由线性马达产生的旋转驱动力而使旋转台旋转。

[0003] 在先技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2002-354778号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的课题

[0007] 然而，在上述的专利文献1所记载的旋转台装置中，马达配置于旋转台与基部之间，因此存在该装置的高度变高的课题。另外，在上述的专利文献1所记载的旋转台装置中，为了支承供旋转台固定设置的旋转轴而需要多个轴承，因此存在部件数量多、装置尺寸大的课题。

[0008] 本发明是鉴于上述的课题的存在而完成的，其目的在于提供高度小、外形紧凑且能够实现轻量化的旋转台装置。

[0009] 用于解决课题的方案

[0010] 本发明所涉及的旋转台装置具备：基座部，其成为安装基准；作为驱动源的马达；旋转驱动轴，其能够通过来自所述马达的旋转驱动力而旋转；以及交叉滚子轴承，其构成为具有固定设置于所述基座部的呈圆环形的内圈、配置于该内圈的外周侧的外圈、以及滚动自如地配设于在所述内圈与所述外圈之间遍及周向而形成的轨道空间的多个滚动体，在所述旋转驱动轴的轴端部形成的小齿轮与形成于所述外圈的齿条啮合，将来自所述旋转驱动轴的旋转驱动力传递至所述外圈从而驱动所述外圈旋转，其特征在于，所述外圈形成为覆盖所述内圈的侧面的中空圆筒形状，并且在所述中空圆筒形状的一侧具备能够载置外部构件的工作台部，并且所述外圈与遍及所述中空圆筒形状的另一侧的整周而形成的所述齿条是一体的。

[0011] 发明效果

[0012] 根据本发明，能够提供高度小、外形紧凑且能够实现轻量化的旋转台装置。

附图说明

[0013] 图1是从正面上方侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的外观立体图。

[0014] 图2是从上表面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图。

[0015] 图3是从右侧面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图。

[0016] 图4是从前面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图。

[0017] 图5是示出图2中的V-V剖面的纵剖面右视图。

[0018] 图6是用于对本实施方式所涉及的旋转台装置所具备的交叉滚子轴承进行说明的图，图中的分图(a)示出俯视图，图中的分图(b)是示出分图(a)中的VI-VI剖面的纵剖视图。

[0019] 图7是示出本发明所涉及的旋转台装置能够采取的多种变形方式的一例的图。

[0020] 图8是从前面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图，是与图4对应的图，并且是用于对制造上的设计条件进行说明的图。

[0021] 图9是例示本发明所涉及的旋转台装置的改良方式的图。

具体实施方式

[0022] 以下，利用附图对用于实施本发明的优选实施方式进行说明。需要说明的是，以下的实施方式并不限定各技术方案所涉及的发明，另外，在实施方式中说明的特征的组合并不全部是发明的解决手段所必需的。

[0023] 首先，使用图1～图6对本实施方式所涉及的旋转台装置的具体的结构进行说明。在此，图1是从正面上方侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的外观立体图。另外，图2是从上表面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图，图3是从右侧面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图，图4是从前面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图。并且，图5是示出图2中的V-V剖面的纵剖面右视图。另外，图6是用于对本实施方式所涉及的旋转台装置所具备的交叉滚子轴承进行说明的图，图中的分图(a)示出俯视图，图中的分图(b)是示出分图(a)中的VI-VI剖面的纵剖视图。需要说明的是，在本说明书中，为了便于说明，通过对图1记载“前后、上下、左右”的方向，从而定义本实施方式所涉及的旋转台装置10的方向。但是，该方向不限定本实施方式所涉及的旋转台装置10的使用状态。

[0024] 如图1～图3所示，本实施方式所涉及的旋转台装置10由外部轮廓形状呈大致立方体形状的壳体11构成。而且，在壳体11的前方侧配置有交叉滚子轴承31，在壳体11的后方侧配置有作为驱动源的马达12，并且，交叉滚子轴承31和马达12以在前后方向上横向排列的方式并排配置。

[0025] 马达12收纳于壳体11的内部，将马达驱动轴12a配置为从壳体11的右侧面向右方向突出。在马达驱动轴12a的轴端部设置有带轮13。能够在该带轮13卷挂设置带14。

[0026] 在马达12的前方侧的、马达12与交叉滚子轴承31之间设置有能够通过来自马达12的旋转驱动力而旋转的旋转驱动轴21(参照图4)。旋转驱动轴21是其轴线方向配置为与马达12所具备的马达驱动轴12a的轴线方向平行的轴状构件。在旋转驱动轴21的右侧的轴端部设置有带轮23，对于该带轮23也能够卷挂设置带14。即，在设置于马达驱动轴12a的轴端部的带轮13、设置于旋转驱动轴21的右侧的轴端部的带轮23之间，以具有规定的张力的状态架设有圆环形状的带14，因此当马达12驱动时，马达12所产生的旋转驱动力向马达驱动轴12a、带轮13、带14、带轮23传递，从而使旋转驱动轴21旋转。需要说明的是，在作为旋转体的马达驱动轴12a、带轮13、带14以及带轮23的外周设置有罩11b，通过遮蔽作为旋转体的马达驱动轴12a、带轮13、带14以及带轮23，从而采取了安全上的对策措施和维持旋转台装置10的稳定的运转的措施。

[0027] 如图4所示，本实施方式所涉及的旋转驱动轴21被设置于壳体11内的两个角接触球轴承22以能够旋转状态轴支承。对于上述两个角接触球轴承22，设置为各自的接触角方向为不同的方向，因此即使对旋转驱动轴21施加某一方向的载荷，也能够同时支承任意方向的载荷。因此，在本实施方式中，成为旋转驱动轴21能够在壳体11内稳定地旋转运动的结构。

[0028] 另外，在本实施方式所涉及的旋转驱动轴21的左侧的轴端部、即与带轮23设置侧相反的一侧的轴端部形成有小齿轮24。该小齿轮24构成为与后述的交叉滚子轴承31的外圈33连接。

[0029] 交叉滚子轴承31是设置于在壳体11的内部形成且成为安装基准的基座部11a的构件(参照图4)。即，本实施方式所涉及的交叉滚子轴承31构成为具有：内圈32，其固定设置于基座部11a且呈圆环形；外圈33，其配置于该内圈32的外周侧；以及多个作为滚动体的滚子35，其滚动自如地配设于在内圈32与外圈33之间遍及周向而形成的一列轨道空间34。

[0030] 参照图6对本实施方式所涉及的交叉滚子轴承31的具体的结构具体地进行说明，该交叉滚子轴承31具有：内圈32，其在外周面具有剖面大致倒L字形状的内侧轨道槽32a；外圈33，其在内周面具有剖面大致倒L字形状的外侧轨道槽33a；以及多个作为滚动体的滚子35，其能够滚动地交叉排列在由内侧轨道槽32a和外侧轨道槽33a形成的剖面大致矩形的轨道空间34之间，从而内圈32以及外圈33在周向上进行相对的旋转运动。

[0031] 内圈32通过将被上下分割为两部分的圆环形状的开合构件组合而构成，上述两个开合构件通过未图示的螺栓等紧固机构而进行紧固固定。

[0032] 另一方面，外圈33形成为覆盖内圈32的外周侧的侧面的中空圆筒形状，并且在轨道空间34的形成位置、即外侧轨道槽33a的上方侧具备能够载置外部构件的工作台部33b，并且遍及中空圆筒形状的下表面侧的整周具备齿条33c。通过在外圈33的下表面侧整周形成的齿条33c与在旋转驱动轴21的左侧的轴端部形成的小齿轮24啮合，从而将来自旋转驱动轴21的旋转驱动力向外圈33传递，根据该结构，外圈33进行旋转驱动。需要说明的是，本实施方式所涉及的小齿轮24和齿条33c具备双曲线齿轮结构，小齿轮24与齿条33c在形成有小齿轮24的旋转驱动轴21的旋转中心轴相对于形成有齿条33c的外圈33的旋转中心轴偏移规定量地配置的状态下啮合(参照图2以及图4)。在该双曲线齿轮结构中，由于多个齿啮合而对于齿的负载分散，因此实现了具有高耐久性并且能够安静地进行工作的动力传递机构。

[0033] 上述的交叉滚子轴承31通过固定于成为将内圈32形成于壳体11的内部的安装基准的基座部11a而设置。在基座部11a中的供内圈32安装的位置形成有用于固定设置内圈32的由带台阶的形状构成的肩部15。该肩部15在图4以及图5中详细示出。通过将内圈32从上侧嵌入由肩部15形成的带台阶的形状，从而能够以内圈32的下表面侧和内周面侧与肩部15无间隙地接触的方式进行载置。需要说明的是，作为将本实施方式所涉及的交叉滚子轴承31固定于基座部11a的步骤，首先在壳体11外组装交叉滚子轴承31单体，并且，从基座部11a的上侧嵌入交叉滚子轴承31而使内圈32的下表面侧和内周面侧与肩部15无间隙地接触。之后，以按压内圈32的上表面侧的方式通过螺栓17将压板16固定于基座部11a的上表面，从而完成内圈32相对于基座部11a的固定。

[0034] 在本实施方式所涉及的旋转台装置10中，还具备用于稳定的运转的结构。即，如图4所示，在本实施方式所涉及的内圈32与外圈33之间配置有上下两个第一密封构件36。该第一密封构件36是呈圆环形的构件，设置为能够嵌入在内圈32的上表面侧外周和下表面侧外周形成的凹陷形状。另外，第一密封构件36在设置于内圈32的情况下构成为在外周面具有与外圈33接触的外侧唇部36a。需要说明的是，上述两个第一密封构件36在将内圈32固定设置于基座部11a时，成为被肩部15和压板16夹持的状态，因此即使在外侧唇部36a与外圈33接触的状态下与内圈32一起进行旋转运动，也维持相对于内圈32的稳定可靠的固定状态。
这样，在本实施方式中，在内圈32与外圈33之间设置有第一密封构件36，因此例如存在于交叉滚子轴承31的内部的润滑油等不会向外部漏出，另外，能够适当地防止灰尘等异物从交叉滚子轴承31的外部进入内部，因此能够长期得到稳定的运转状态。

[0035] 并且，在本实施方式所涉及的旋转台装置10中，在供旋转驱动轴21配置的位置设置有呈圆环形的第二密封构件38。该第二密封构件38是构成为在圆环形的内周面具有与旋转驱动轴21接触的内侧唇部38a的构件，设置在支承旋转驱动轴21的两个角接触球轴承22的附近、即形成于旋转驱动轴21的小齿轮24和两个角接触球轴承22的设置位置的中间位置。对于该第二密封构件38，设置为被壳体11的内部结构和角接触球轴承22夹持，因此维持稳定可靠的固定状态。另外，内侧唇部38a始终具有规定的弹力与旋转驱动轴21的表面接触，因此能够特别适当地防止灰尘、金属粉等异物从小齿轮24侧进入角接触球轴承22侧。

[0036] 以上，对本实施方式所涉及的旋转台装置10的具体的结构进行了说明。在本实施方式所涉及的旋转台装置10中，如上述那样，构成交叉滚子轴承31的外圈33同时兼具备作为驱动力传递机构的齿条33c、作为旋转台机构的交叉滚子轴承31以及工作台部33b这三个功能，因此能够得到装置的紧凑化、轻量化的作用效果。另外，在本实施方式所涉及的旋转台装置10中，作为旋转台机构而采用了交叉滚子轴承31。对于该交叉滚子轴承31，滚子列以多个滚子35的负载方向交替地更换的方式正交排列，因此能够负载任意方向的载荷。也就是说，通过旋转台机构采用交叉滚子轴承31，能够通过滚动自如地配设于一列轨道空间34的一列滚子35组来承受任意方向的载荷，且能够得到高旋转精度，并且能够减小旋转台装置10的高度尺寸。因此，通过本实施方式所涉及的旋转台装置10所具有的交叉滚子轴承31，能够得到装置的紧凑化、轻量化的作用效果。

[0037] 以上，对本发明的优选实施方式进行了说明，但本发明的技术范围不限于上述实施方式所记载的范围。能够对上述实施方式施加各种变更或者改善。例如，在使用图1～图6说明的本实施方式所涉及的旋转台装置10中，肩部15的带台阶的形状形成得较深，并且外圈33中的外侧轨道槽33a和齿条33c的形成部位构成为朝向下方笔直地延伸的裙边形状。然而，对于上述肩部、外圈等构成本发明所涉及的旋转台装置的构件的形状，能够在不阻碍旋转台装置的轻量化、紧凑化的作用效果的范围内任意地变更。在图7中示出这种本发明能够采取的变形方式的一例。在此，图7是示出本发明所涉及的旋转台装置能够采取的多种变形方式的一例的图。需要说明的是，在关于图7的说明中，对于与上述的实施方式相同或者类似的结构，标注相同的附图标记并省略说明。

[0038] 如图7所示，在变形方式所涉及的旋转台装置100中，在设置有内圈132的基座部111a形成的肩部115的带台阶的形状形成得较浅，设置为内圈132相对于基座部111a的侧壁面伸出。另外，外圈133中的外侧轨道槽133a和齿条133c的形成部位不朝向下方笔直地延伸，而构成为剖面大致L字形，并且构成为外圈133的内周面包围以从基座部111a的侧壁面伸出的方式设置的内圈132的周围。根据图7所示的变形方式所涉及的旋转台装置100，以堵塞交叉滚子轴承131的轨道空间134的下方侧的方式配置外圈133，因此例如能够省略上述的实施方式所涉及的第一密封构件36向内圈132的设置，能够得到部件数量的削减效果。

[0039] 需要说明的是，对于本发明所涉及的肩部的带台阶的形状、交叉滚子轴承的外圈和齿条的内径尺寸等的设计条件，存在以下所示的设计上的数值的限制。即，如图7所示，在[0040] ·将齿条133c的内径尺寸设为D1

[0041] ·将肩部115的直径尺寸设为D2时，

[0042] 必需满足如下不等式的条件。

[0043] D1＞D2···(数学式1)

[0044] 另外，对于肩部115的直径尺寸D2，根据由申请人的经验导出的安全上的基准，需要满足如下数学式条件。

[0045] D2＝dp-2×D×cos45°···(数学式2)

[0046] 其中，D：滚子直径，dp：滚子节圆直径。

[0047] 而且，需要以满足将(数学式2)带入(数学式1)得到的如下不等式的方式设计本发明所涉及的旋转台装置。

[0048] D1＞dp-2×D×cos45°···(数学式3)

[0049] 如以上那样，对于本发明所涉及的肩部的带台阶的形状、交叉滚子轴承的外圈和齿条的内径尺寸等的设计条件，需要满足上述的(数学式3)的不等式条件，并且还存在基于制造上的观点的条件。于是，接下来，参照图8，对本发明所涉及的旋转台装置的制造上的设计条件进行说明。在此，图8是从前面侧观察本实施方式所涉及的旋转台装置的情况下的局部透视图，是与图4对应的图，并且是用于对制造上的设计条件进行说明的图。

[0050] 本发明所涉及的旋转台装置的设计上的数值的限制如使用图7说明那样，但在考虑了制造上的制约条件的实际的设计中，有时齿条33c的内径尺寸D1与外圈33的内径尺寸D3不同。即，在上述的实施方式中说明的在外圈33的下表面侧整周形成的齿条33c无需形成于外圈33的下表面整面，由于制造技术上的制约，有时以残留有外圈33的下表面侧整周且下表面的周向的一部分的方式形成。或者，有时仅外圈33的下表面侧的形成有齿条33c的位置形成为与外圈33的内径尺寸D3不同的直径尺寸。于是，由于外圈33的加工技术上的制约，必需满足如下的不等式的条件。

[0051] D1≥D3···(数学式4)

[0052] 以上，如使用图7以及图8说明那样，在本发明所涉及的旋转台装置中，需要满足上述的(数学式3)以及(数学式4)的条件。换言之，在满足该两个不等式条件的范围内，能够对本发明所涉及的旋转台装置的装置结构进行各种变形。

[0053] 以上，对本发明所涉及的旋转台装置能够采取的各种方式例进行了说明。然而，发明人对本发明所涉及的旋转台装置实施了进一步的改良。使用图9对该改良结构进行说明。在此，图9是例示本发明所涉及的旋转台装置的改良方式的图。

[0054] 在图9中，在上方描绘的分图(α)是在使用图1～图8说明的本实施方式以及变形方式所涉及的旋转台装置10、100中采用的方式。在上述方式例中，沿着小齿轮24的周围以较小的间隙形成有对在小齿轮24的周围形成的基座部11a、111a加工形成的锪孔空间91。具体而言，本实施方式以及变形方式所涉及的锪孔空间91沿着小齿轮24的外形而形成。然而，在这种锪孔空间91的情况下，小齿轮24的齿为螺旋的形状，因此当使该螺旋齿高速旋转时，由于螺旋泵的作用，存在发生齿轮内部的润滑脂向外部漏出的不良情况的可能性。

[0055] 于是，如图9中的分图(β)所示，发明人将对在小齿轮24的周围形成的基座部11a、111a加工形成的锪孔空间191加工得较大，从而在小齿轮24的周围形成较大的空间。即，改良方式所涉及的锪孔空间191形成为与小齿轮24的外形大幅不同的形状，且构成为在远离小齿轮24的外形的方向上具有空间较大的形状。而且，像这样形成为较大的空间的锪孔空间191作为用于释放从小齿轮24对小齿轮24的周围施加的压力的空间而发挥作用。即，通过将小齿轮24的周围锪孔加工得较大，能够减弱螺旋泵的作用，因此根据图9所示的改善例，能够消除使齿轮内部的润滑脂向外部漏出这样的不良情况。

[0056] 附图标记说明

[0057] 10、100旋转台装置，11壳体，11a、111a基座部，11b罩，12马达，12a马达驱动轴，13、23带轮，14带，15、115肩部，16压板，17螺栓，21旋转驱动轴，22角接触球轴承，24小齿轮，31、
131交叉滚子轴承，32、132内圈，32a内侧轨道槽，33、133外圈，33a、133a外侧轨道槽，33b工作台部，33c、133c齿条，34、134轨道空间，35滚子，36第一密封构件，36a外侧唇部，38第二密封构件，38a内侧唇部，91、191锪孔空间。