回転ステージ
【課題】 剛性が高く、且つ小型で安価な回転ステージを提供すること。
【解決手段】 回転テーブル１１がベース１２に対し回転する回転ステージ１０において、回転テーブルにアリ１４が、ベースに上記アリに嵌合するアリ溝１５が形成されると共に、回転テーブルの回転軸Ｏが当該回転テーブルのテーブル面１３内に設定され、アリ及びアリ溝の互いに接触する斜面（アリ斜面１８、アリ溝斜面１９及び２０）が、上記回転テーブルの回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されたものである。
【解決手段】 回転テーブル１１がベース１２に対し回転する回転ステージ１０において、回転テーブルにアリ１４が、ベースに上記アリに嵌合するアリ溝１５が形成されると共に、回転テーブルの回転軸Ｏが当該回転テーブルのテーブル面１３内に設定され、アリ及びアリ溝の互いに接触する斜面（アリ斜面１８、アリ溝斜面１９及び２０）が、上記回転テーブルの回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されたものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転テーブルがベースに対し、回転軸を中心に回転する回転ステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器や精密加工機器、レーザー機器などには、回転テーブルが微小角度回転可能な回転ステージが設置されたものがある。上記回転ステージの回転テーブルに試料や光学系の部品が載置されて、これらの試料などが微小角度回転される。
【０００３】
従来の回転ステージは、一般に、回転テーブルとベースとの間にリング形状のベアリングが介在され、このベアリングを介して回転テーブルがベースに対し回転する構成となっている。
【０００４】
一方、アリとアリ溝の嵌合によって２つの部材を結合させる技術としては、例えば特許文献１及び２に記載のように、アリを介してアリ溝の延在方向に両部材を相対移動（スライド）させるものがほとんどである。
【特許文献１】特開平８‐３０４００４号公報
【特許文献２】特開２００２‐６２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ベアリングを用いた従来の回転ステージでは、剛性が高く回転テーブルを安定して回転させることができるものの、回転テーブルとベースとの間にベアリングが介在される分だけ厚さが増して大型化してしまい、更に高価な構造となっている。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、剛性が高く、且つ小型で安価な回転ステージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、回転テーブルがベースに対し、回転軸を中心に回転する回転ステージにおいて、上記回転テーブルと上記ベースの一方にアリが、他方に上記アリに嵌合するアリ溝が形成され、これらのアリ及びアリ溝の互いに接触する斜面が、上記回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記回転テーブルの回転軸が、当該回転テーブルのテーブル面内に設定されたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記回転テーブルと上記ベースの一方に形成されるアリと、他方に形成されるアリ溝との互いに接触する斜面が、上記回転テーブルの回転軸を挟む対向位置に分離して配置されたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記アリ溝における斜面の少なくとも一部が、回転テーブルの回転軸方向に移動可能なスラスト調整部材に形成され、このスラスト調整部材が、上記アリ溝が形成されるベースまたは回転テーブルに一体に取り付けられたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記ベースには回転テーブルを支持する支持面が、当該回転テーブルの回転軸に垂直に設けられ、この支持面は、アリ及びアリ溝の斜面が延びる湾曲形状と略平行な円弧面形状に形成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、上記アリの円錐面形状の斜面は、当該アリが形成される回転テーブルまたはベースの、それぞれテーブル面、ベース面の方向に先細り状に設定されたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに螺合するナットがそれぞれ配設され、これらの送りねじ及びナットを有する送りねじ機構によって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに当接する当接部がそれぞれ設けられた送りねじ機構と、上記回転テーブルと上記ベースとの間に配設された弾性部材とによって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、２、６、７または８に記載の発明によれば、回転テーブルとベースの一方にアリが、他方に上記アリに嵌合するアリ溝が形成され、これらのアリ及びアリ溝の互いに接触する斜面が、上記回転テーブルの回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されることから、回転テーブルに作用する荷重がアリとアリ溝の互いに接触する斜面によって支持されて、当該回転テーブルにおける回転軸の振れが抑制されるので、この回転テーブルのベースに対する剛性を高めることができる。
【００１６】
また、回転テーブルとベースとの間にベアリング等の他部材が介在されず、これらの回転テーブルとベースの一方にアリが、他方にアリ溝が形成されただけなので、回転ステージを薄肉化して小型化でき、安価な構成とすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、アリとアリ溝の互いに接触する斜面が、回転テーブルの回転軸を挟む対向位置に分離して配置されたことから、回転テーブルをベースに対して所定角度回転させることで、アリの斜面とアリ溝の斜面との接触状態を解除して、アリとアリ溝との嵌合を外すことができるので、回転テーブルとベースとの組付け性を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、アリ溝の斜面の少なくとも一部が、回転テーブルの回転軸方向に移動可能なスラスト調整部材に形成されたことから、このスラスト調整部材の上記移動によって、アリとアリ溝の両斜面の隙間を適正に調整することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、ベースに設けられた回転テーブルを支持する支持面が、アリ及びアリ溝の斜面が延びる湾曲形状と略平行な円弧面形状に形成されたことから、回転テーブルの回転時に生ずる、当該回転テーブルと上記支持面との接触抵抗(負荷)を一定にできるので、回転テーブルを回転させるための回転トルクを一定トルクに設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
〔Ａ〕第１の実施の形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係る回転ステージの第１の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図１（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。図２は図１の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図１（Ａ）のそれぞれIIＤ矢視図、IIＥ矢視図、IIＦ‐IIＦ線に沿う断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示す回転ステージ１０は、光学機器や精密加工機器、レーザー機器などに設置されて、微小角度回転可能な回転ステージであり、回転テーブル１１がベース１２に対し微小角度回転可能に設けられる。上記ベース１２のテーブル面１３に、例えば試料や光学系の部材が載置される。回転テーブル１１の回転軸Ｏは、回転テーブル１１のテーブル面１３の面内、本実施の形態ではテーブル面１３の中央位置に設置されている。
【００２２】
図２（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、回転テーブル１１には、テーブル面１３と反対の面にアリ１４が形成され、またベース１２には、上記アリ１４に嵌合するアリ溝１５が、ベース１２の裏面であるベース面１６と反対の面に形成される。このアリ溝１５の一部は、ベース１２に一体に取り付けられるスラスト調整部材１７に形成される。
【００２３】
アリ１４のアリ斜面１８と、ベース１２に形成されるアリ溝１５のアリ溝斜面１９、及びスラスト調整部材１７に形成されるアリ溝１５のアリ溝斜面２０とは、それぞれ図３（Ａ）及び（Ｅ）、図４（Ｃ）及び（Ｅ）に示すように、回転テーブル１１の回転軸Ｏを囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成される。このとき、アリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とは、それぞれ回転テーブル１１のテーブル面１３の方向に先細り状に設定される。従って、これらのアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とは、アリ１４とアリ溝１５とを嵌合させた状態で、互いに面接触するよう構成される。
【００２４】
更に、アリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とは、それぞれ上記回転軸Ｏを挟む対向位置に分離して配置される。このアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とのそれぞれの分離配置により、回転テーブル１１をベース１２に対し所定角度（例えば約９０度）回転させたとき、回転テーブル１１のアリ斜面１８とベース１２のアリ斜面１９及びスラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０との接触状態が解除されて、回転テーブル１１のアリ１４とベース１２及びスラスト調整部材１７のアリ溝１５との嵌合が外れ、回転テーブル１１がベース１２及びスラスト調整部材１７から離脱し得るよう構成される。これにより、回転テーブル１１、ベース１２及びスラスト調整部材１７の組付け性が確保される。
【００２５】
ここで、回転テーブル１１に形成されるアリ斜面１８、ベース１２に形成されるアリ溝斜面１９、及びスラスト調整部材１７に形成されるアリ溝斜面２０は、同一の斜面研削用カッターを用いて加工されて、アリ斜面１８、アリ溝斜面１９及び２０が同一精度の斜面に形成される。
【００２６】
前記スラスト調整部材１７は、図１（Ａ）、図２（Ｆ）及び図５に示すように略３日月形状を有し、内側の湾曲面に前記アリ溝斜面２０が形成される。このアリ溝斜面２０と反対の外側の面に押え面２１が形成される。ベース１２には、図３に示すように、スラスト調整部材１７が配置される側の側壁２４に複数のネジ穴２２が形成され、各ネジ穴２２にアジャストねじ２３が、図１（Ａ）に示すように螺合される。
【００２７】
これらのアジャストねじ２３をネジ穴２２にねじ込むことによって、各アジャストねじ２３の先端がスラスト調整部材１７の押え面２１を押圧し、このスラスト調整部材１７は、回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向に移動可能とされる。アジャストねじ２３のねじ込み量の調整により、ベース１２の固定状態のアリ溝斜面１９とスラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０との幅方向距離が変更されて、スラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０及びベース１２のアリ溝斜面１９と回転テーブル１１のアリ斜面１８との隙間が適正に調整される。
【００２８】
この状態で、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との面接触が最適化され、回転テーブル１１のテーブル面１３に荷重が作用した場合にも、この荷重がアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０によって支持されるので、回転中の回転テーブル１１における回転軸Ｏの振れ（図２（Ｆ）の矢印Ｐで示す）が抑制され、回転ステージ１０の剛性が高められる。また、アリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０とアリ１４のアリ斜面１８との隙間が適正に調整された状態で、アリ溝斜面２０を備えるスラスト調整部材１７は、回転テーブル１１のアリ１４とベース１２の側壁２４との間に挟持され、ベース１２に一体に取り付けられる。
【００２９】
図１（Ａ）、図３（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）に示すように、ベース１２のアリ溝１５と側壁２４においては、ベース面１６と反対側の面に、支持面２５、２６がそれぞれ形成される。これらの支持面２５及び２６は、回転テーブル１１の回転軸Ｏに対し垂直に形成されて回転テーブル１１に接触し、この回転テーブル１１の荷重を支持する。更に、この支持面２５及び２６は、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０とのそれぞれが延在する湾曲形状とほぼ平行な円弧面に形成される。支持面２５及び２６が上記円弧面に形成されたことで、回転時の回転テーブル１１と支持面２５及び２６との間に発生する接触抵抗（負荷）がほぼ一定となり、従って、回転テーブル１１を回転させるためのトルクを一定に設定することが可能となる。
【００３０】
また、図１（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、ベース１２には、ベース面１６と反対の面であって、アリ溝１５のアリ溝斜面１９における仮想延長位置にストッパ用ねじ穴２７が、また、ベース１２に配置されるスラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０における仮想延長位置にストッパ用ねじ穴２８がそれぞれ形成される。これらのストッパ用ねじ穴２７、２８のそれぞれにストッパ２９、３０がネジ止めされる。ベース１２及びスラスト調整部材１７に形成されたアリ溝１５に回転テーブル１１のアリ１４が嵌合した状態で、回転テーブル１１がベース１２及びスラスト調整部材１７に対し回転したとき、アリ１４がストッパ３０に当接することで回転テーブル１１の正転が位置規制され、アリ１４がストッパ２９に当接することで回転テーブル１１の逆転が位置規制される。
【００３１】
これらのストッパ３０、２９は回転テーブル１１の正転、逆転をそれぞれ位置規制可能な位置に設けられていれば足り、ストッパ２９は、ベース１２において、スラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０における仮想延長位置で、ストッパ３０と反対側の位置に設けられてもよい。
【００３２】
回転テーブル１１をベース１２及びスラスト調整部材１７に対し正転または逆転させる送りねじ機構３１は、図１及び図２に示すように、回転テーブル１１とベース１２との間に配置され、送りねじ３２及びナット３３を有して構成される。送りねじ３２がねじ受け台３４を介してベース１２に設置され、ナット３３がナット軸３５を介して回転テーブル１１に枢支される。
【００３３】
つまり、ねじ受け台３４は、図６にも示すように、挿通溝３６、ビス穴３７及び取付ボルト穴３８を有する。挿通溝３６に、送りねじ３２の胴部３９（図１（Ａ））が回転（自転）自在に挿通される。また、取付ボルト穴３８に取付ボルト４０（図２（Ｄ））が螺装されて、ねじ受け台３４がベース１２に取り付けられる。また、ビス穴３７には押え調整ビス４１が螺装され（図１（Ａ）及び（Ｃ））、この押え調整ビス４１の先端のテーパ部により、送りねじ３２の胴部３９が挿通溝３６内の適正位置に押圧して保持される。
【００３４】
また、図２及び図７に示すナット軸３５は、回転テーブル１１の長穴４２に回転（自転）可能に挿通され、このナット軸３５にナット３３が回転一体に固定される。上記長穴４２の長手方向は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、送りねじ３２の軸方向に直交し、回転テーブル１１の回転軸Ｏから離反する方向に延びる。そして、ナット３３の雌ネジ４３に送りねじ３２が螺合される。
【００３５】
従って、送りねじ３２の軸回りの回転（自転）により、ナット３３及びナット軸３５を介して回転テーブル１１がベース１２に対し回転軸Ｏを中心に回転し、例えば送りねじ３２の正転により回転テーブル１１がベース１２に対し正転し、送りねじ３２の逆転により回転テーブル１１がベース１２に対し逆転する。このとき、送りねじ３２は、ナット軸３５と共に、長穴４２内で自転し、且つ、この長穴４２の長手方向に移動して、回転テーブル１１のベース１２に対する回転が円滑に実施される。
【００３６】
以上のように構成されたことから、上記第１の実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）回転テーブル１１にアリ１４が、ベース１２及びこのベース１２に一体化されるスラスト調整部材１７に上記アリ１４に嵌合するアリ溝１５が形成されると共に、回転テーブル１１の回転軸Ｏが当該回転テーブル１１のテーブル面１３内に設定され、上記アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０とが互いに接触し、これらのアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とのそれぞれが回転軸Ｏを囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されたことから、回転テーブル１１に作用する荷重が、互いに接触するアリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０によって支持されて、当該回転テーブル１１における回転軸Ｏの振れ（図２（Ｆ）のＰ方向）が抑制されるので、この回転テーブル１１のベース１２に対する剛性を高めることができる。
【００３７】
（２）回転テーブル１１とベース１２との間にベアリング等の他部材が介在されず、これらの回転テーブル１１にアリ１４が、ベース１２及びこのベース１２に一体化されるスラスト調整部材１７にアリ溝１５が形成されただけなので、回転ステージ１０を薄肉化して小型化でき、安価な構成とすることができる。
【００３８】
（３）互いに接触するアリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０が、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に分離して配置されたことから、回転テーブル１１をベース１２に対し所定角度回転させることで、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との接触状態を解除して、アリ１４とアリ溝１５との嵌合を外すことができるので、回転テーブル１１とベース１２との着脱性が高まり、これら回転テーブル１１とベース１２との組付け性を向上させることができる。
【００３９】
（４）アリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０のうちのアリ溝斜面２０が、回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向に移動可能なスラスト調整部材１７に形成されたことから、このスラスト調整部材１７の上記移動によって、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との隙間を適正に調整することができる。
【００４０】
（５）ベース１２に設けられて回転テーブル１１を支持する支持面２５及び２６が、アリ１４のアリ斜面１８及びアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０が延びる湾曲形状とほぼ平行な円弧面形状に形成されたことから、回転テーブル１１の回転時に生ずる、当該回転テーブル１１と上記支持面２５及び２６との接触抵抗（負荷）を一定にできるので、回転テーブルを回転させるための回転トルクを一定トルクに設定することができる。
【００４１】
［Ｂ］第２の実施の形態
図８は、本発明に係る回転ステージの第２の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。図９は図８の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれIXＤ矢視図、IXＥ矢視図、IXＦ‐IXＦ線に沿う断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４２】
この第２の実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる点は、回転テーブル１１とベース１２との間に送りねじ機構５０と、弾性部材としての駆動ばね５１とを有することである。つまり、送りねじ機構５０は、送りねじ５２を螺装するブラケット５３が、ベース１２にねじ固定されて取り付けられ、また、この送りねじ５２の先端部５２Ａが当接する当接部５４が、回転テーブル１１にねじ固定されて取り付けられたものである。
【００４３】
送りねじ５２が回転されてその先端部５２Ａが当接部５４を押圧することにより、回転テーブル１１がベース１２に対し回転する。上記駆動ばね５１は回転テーブル１１とベース１２との間に介在されて、上記送りねじ機構５０による回転テーブル１１の回転時に伸長し、回転テーブル１１を当該回転方向αと反対の方向βに付勢するばね力を当該回転テーブル１１に付与する。従って、送りねじ５２及び当接部５３を有する送りねじ機構５０と上記駆動ばね５１とにより、回転テーブル１１がベース１２に対し正転または逆転可能に構成される。
【００４４】
上記第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏する。
【００４５】
［Ｃ］第３の実施の形態（図１０、図１１）
図１０は、本発明に係る回転ステージの第３の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）、（Ｄ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図、Ｄ矢視図である。図１１は、図１０の回転ステージを示し、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれXIＥ矢視図、XIＦ矢視図、XIＧ‐XIＧ線に沿う断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４６】
この第３の実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる点は、ナット３３のうちのナット軸３５が回転テーブル１１の長穴に挿通されず、回転テーブル１１の真円形状の挿通穴６０に回転（自転）自在に挿通されると共に、ベース１２にビス固定されたねじ受け台６２の挿通溝６１に送りねじ３２が挿通され、更に、回転テーブル１１とベース１２との間に弾性部材としての駆動ねじ６３が設けられたことである。
【００４７】
ねじ受け台６２の挿通溝６１の長手方向は、図１０（Ｃ）に示すように、回転テーブル１１の回転軸Ｏに対し直交し、且つベース１２の内側へ向かって延在して形成される。従って、送りねじ３２を回転しナット３３及びナット軸３５を介して回転テーブル１１をベース１２に対し回転させるとき、送りねじ３２の胴部３９がねじ受け台６２の挿通溝６１内を当該挿通溝６１の長手方向γへ移動し、回転テーブル１１の上記回転が円滑に実施される。
【００４８】
また、上記駆動ばね６３は、送りねじ３２及びナット３３による回転テーブル１１のベース１２に対する回転軸Ｏ回りの回転一方向（例えばα方向）の回転時に伸長し、回転テーブル１１における上記一方向と反対方向（例えばβ方向）の回転時に収縮して、付勢力により当該方向（β方向）の回転をアシストする。
【００４９】
従って、この第３の実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏する。
【００５０】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記第１〜第３の各実施の形態では、アリ１４が回転テーブル１１に形成され、アリ溝１５がベース１２及びこのベース１２に一体化されるスラスト調整部材１７に形成されるものを述べたが、図１２に示すように、アリ１４がベース１２に形成され、アリ溝１５が回転テーブル１１及びこの回転テーブル１１に一体化されるスラスト調整部材１７に形成されて、これらのアリ１４とアリ溝１５とが互いに嵌合するものでもよい。この場合には、ベース１２におけるアリ１４のアリ斜面１８は、ベース１２のベース面１６の方向に先細り状に設定される。
【００５１】
また、上記第１〜第３の各実施の形態では、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に設けられたアリ溝１５のうちの、一方の側のアリ溝斜面２０がスラスト調整部材１７に形成され、このスラスト調整部材１７の上記回転軸Ｏ方向への移動によりアリ溝１５のアリ溝斜面１９と上記アリ溝斜面２０との幅方向距離が変更されて、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との隙間が調整されるものを述べたが、アリ溝１５の対向する両斜面１９及び２０は、共に、スラスト調整部材１７と同様に回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向へ移動可能なスラスト調整部材に形成されて、回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向に互いに接近または離反するよう構成されてもよい。
【００５２】
更に、上記第１〜第３の各実施の形態では、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に、円錐面形状のアリ斜面１８を備えるアリ１４が分離して設けられ、更に、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に、円錐面形状のアリ溝斜面１９及び２０を備えるアリ溝１５が分離して設けられるものを述べたが、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との少なくとも一方が回転テーブル１１の回転軸Ｏを囲むほぼ全周に延びるよう構成されてもよい。
【００５３】
また、上記第１及び第３の実施の形態では、送りねじ３２がベース１２に、ナット３３が回転テーブル１１に設けられるものを述べたが、送りねじ３２が回転テーブル１１に、ナット３３がベース１２にそれぞれ設けられてもよい。更に、上記第２の実施の形態においても、送りねじ５２が回転テーブル１１に、当接部５４がベース１２に設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る回転ステージの第１の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図１（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。
【図２】図１の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図１（Ａ）のそれぞれIIＤ矢視図、IIＥ矢視図、IIＦ‐IIＦ線に沿う断面図である。
【図３】図１のベースを示し、（Ａ）が平面図、（Ｄ）が裏面図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）が図３（Ａ）のそれぞれＢ矢視図、Ｃ矢視図、Ｅ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図４】図１の回転テーブルを示し、（Ａ）が平面図、（Ｃ）が裏面図、（Ｂ）、（Ｆ）が図４（Ａ）のそれぞれＢ‐Ｂ線に沿う断面図、Ｆ部拡大図、（Ｄ）、（Ｅ）が図４（Ｃ）のそれぞれＤ矢視図、Ｅ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図５】図１のスラスト調整部材を示し、（Ａ）が平面図、（Ｄ）が裏面図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）が図５（Ａ）のそれぞれＢ矢視図、Ｃ矢視図、Ｅ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図６】図１のねじ受け台を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）、（Ｃ）が図６（Ａ）のそれぞれＢ矢視図、Ｃ矢視図である。
【図７】図１のナット軸を示す正面図である。
【図８】本発明に係る回転ステージの第２の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。
【図９】図８の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれIXＤ矢視図、IXＥ矢視図、IXＦ‐IXＦ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明に係る回転ステージの第３の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）、（Ｄ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図、Ｄ矢視図である。
【図１１】図１０の回転ステージを示し、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれXIＥ矢視図、XIＦ矢視図、XIＧ‐XIＧ線に沿う断面図である。
【図１２】本発明に係る回転ステージの変形例を示す断面図である
【符号の説明】
【００５５】
１０ 回転ステージ
１１ 回転テーブル
１２ ベース
１３ テーブル面
１４ アリ
１５ アリ溝
１６ ベース面
１７ スラスト調整部材
１８ アリ斜面
１９、２０ アリ溝斜面
２３ アジャストねじ
２５、２６ 支持面
３１ 送りねじ機構
３２ 送りねじ
３３ ナット
５０ 送りねじ機構
５１ 駆動ばね
５２ 送りねじ
５４ 当接部
Ｏ 回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転テーブルがベースに対し、回転軸を中心に回転する回転ステージに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学機器や精密加工機器、レーザー機器などには、回転テーブルが微小角度回転可能な回転ステージが設置されたものがある。上記回転ステージの回転テーブルに試料や光学系の部品が載置されて、これらの試料などが微小角度回転される。
【０００３】
従来の回転ステージは、一般に、回転テーブルとベースとの間にリング形状のベアリングが介在され、このベアリングを介して回転テーブルがベースに対し回転する構成となっている。
【０００４】
一方、アリとアリ溝の嵌合によって２つの部材を結合させる技術としては、例えば特許文献１及び２に記載のように、アリを介してアリ溝の延在方向に両部材を相対移動（スライド）させるものがほとんどである。
【特許文献１】特開平８‐３０４００４号公報
【特許文献２】特開２００２‐６２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、ベアリングを用いた従来の回転ステージでは、剛性が高く回転テーブルを安定して回転させることができるものの、回転テーブルとベースとの間にベアリングが介在される分だけ厚さが増して大型化してしまい、更に高価な構造となっている。
【０００６】
本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、剛性が高く、且つ小型で安価な回転ステージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、回転テーブルがベースに対し、回転軸を中心に回転する回転ステージにおいて、上記回転テーブルと上記ベースの一方にアリが、他方に上記アリに嵌合するアリ溝が形成され、これらのアリ及びアリ溝の互いに接触する斜面が、上記回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記回転テーブルの回転軸が、当該回転テーブルのテーブル面内に設定されたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、上記回転テーブルと上記ベースの一方に形成されるアリと、他方に形成されるアリ溝との互いに接触する斜面が、上記回転テーブルの回転軸を挟む対向位置に分離して配置されたことを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明において、上記アリ溝における斜面の少なくとも一部が、回転テーブルの回転軸方向に移動可能なスラスト調整部材に形成され、このスラスト調整部材が、上記アリ溝が形成されるベースまたは回転テーブルに一体に取り付けられたことを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明において、上記ベースには回転テーブルを支持する支持面が、当該回転テーブルの回転軸に垂直に設けられ、この支持面は、アリ及びアリ溝の斜面が延びる湾曲形状と略平行な円弧面形状に形成されたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明において、上記アリの円錐面形状の斜面は、当該アリが形成される回転テーブルまたはベースの、それぞれテーブル面、ベース面の方向に先細り状に設定されたことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに螺合するナットがそれぞれ配設され、これらの送りねじ及びナットを有する送りねじ機構によって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８に記載の発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明において、上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに当接する当接部がそれぞれ設けられた送りねじ機構と、上記回転テーブルと上記ベースとの間に配設された弾性部材とによって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１、２、６、７または８に記載の発明によれば、回転テーブルとベースの一方にアリが、他方に上記アリに嵌合するアリ溝が形成され、これらのアリ及びアリ溝の互いに接触する斜面が、上記回転テーブルの回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されることから、回転テーブルに作用する荷重がアリとアリ溝の互いに接触する斜面によって支持されて、当該回転テーブルにおける回転軸の振れが抑制されるので、この回転テーブルのベースに対する剛性を高めることができる。
【００１６】
また、回転テーブルとベースとの間にベアリング等の他部材が介在されず、これらの回転テーブルとベースの一方にアリが、他方にアリ溝が形成されただけなので、回転ステージを薄肉化して小型化でき、安価な構成とすることができる。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、アリとアリ溝の互いに接触する斜面が、回転テーブルの回転軸を挟む対向位置に分離して配置されたことから、回転テーブルをベースに対して所定角度回転させることで、アリの斜面とアリ溝の斜面との接触状態を解除して、アリとアリ溝との嵌合を外すことができるので、回転テーブルとベースとの組付け性を向上させることができる。
【００１８】
請求項４に記載の発明によれば、アリ溝の斜面の少なくとも一部が、回転テーブルの回転軸方向に移動可能なスラスト調整部材に形成されたことから、このスラスト調整部材の上記移動によって、アリとアリ溝の両斜面の隙間を適正に調整することができる。
【００１９】
請求項５に記載の発明によれば、ベースに設けられた回転テーブルを支持する支持面が、アリ及びアリ溝の斜面が延びる湾曲形状と略平行な円弧面形状に形成されたことから、回転テーブルの回転時に生ずる、当該回転テーブルと上記支持面との接触抵抗(負荷)を一定にできるので、回転テーブルを回転させるための回転トルクを一定トルクに設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。
〔Ａ〕第１の実施の形態（図１〜図７）
図１は、本発明に係る回転ステージの第１の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図１（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。図２は図１の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図１（Ａ）のそれぞれIIＤ矢視図、IIＥ矢視図、IIＦ‐IIＦ線に沿う断面図である。
【００２１】
図１及び図２に示す回転ステージ１０は、光学機器や精密加工機器、レーザー機器などに設置されて、微小角度回転可能な回転ステージであり、回転テーブル１１がベース１２に対し微小角度回転可能に設けられる。上記ベース１２のテーブル面１３に、例えば試料や光学系の部材が載置される。回転テーブル１１の回転軸Ｏは、回転テーブル１１のテーブル面１３の面内、本実施の形態ではテーブル面１３の中央位置に設置されている。
【００２２】
図２（Ｅ）及び（Ｆ）に示すように、回転テーブル１１には、テーブル面１３と反対の面にアリ１４が形成され、またベース１２には、上記アリ１４に嵌合するアリ溝１５が、ベース１２の裏面であるベース面１６と反対の面に形成される。このアリ溝１５の一部は、ベース１２に一体に取り付けられるスラスト調整部材１７に形成される。
【００２３】
アリ１４のアリ斜面１８と、ベース１２に形成されるアリ溝１５のアリ溝斜面１９、及びスラスト調整部材１７に形成されるアリ溝１５のアリ溝斜面２０とは、それぞれ図３（Ａ）及び（Ｅ）、図４（Ｃ）及び（Ｅ）に示すように、回転テーブル１１の回転軸Ｏを囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成される。このとき、アリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とは、それぞれ回転テーブル１１のテーブル面１３の方向に先細り状に設定される。従って、これらのアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とは、アリ１４とアリ溝１５とを嵌合させた状態で、互いに面接触するよう構成される。
【００２４】
更に、アリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とは、それぞれ上記回転軸Ｏを挟む対向位置に分離して配置される。このアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とのそれぞれの分離配置により、回転テーブル１１をベース１２に対し所定角度（例えば約９０度）回転させたとき、回転テーブル１１のアリ斜面１８とベース１２のアリ斜面１９及びスラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０との接触状態が解除されて、回転テーブル１１のアリ１４とベース１２及びスラスト調整部材１７のアリ溝１５との嵌合が外れ、回転テーブル１１がベース１２及びスラスト調整部材１７から離脱し得るよう構成される。これにより、回転テーブル１１、ベース１２及びスラスト調整部材１７の組付け性が確保される。
【００２５】
ここで、回転テーブル１１に形成されるアリ斜面１８、ベース１２に形成されるアリ溝斜面１９、及びスラスト調整部材１７に形成されるアリ溝斜面２０は、同一の斜面研削用カッターを用いて加工されて、アリ斜面１８、アリ溝斜面１９及び２０が同一精度の斜面に形成される。
【００２６】
前記スラスト調整部材１７は、図１（Ａ）、図２（Ｆ）及び図５に示すように略３日月形状を有し、内側の湾曲面に前記アリ溝斜面２０が形成される。このアリ溝斜面２０と反対の外側の面に押え面２１が形成される。ベース１２には、図３に示すように、スラスト調整部材１７が配置される側の側壁２４に複数のネジ穴２２が形成され、各ネジ穴２２にアジャストねじ２３が、図１（Ａ）に示すように螺合される。
【００２７】
これらのアジャストねじ２３をネジ穴２２にねじ込むことによって、各アジャストねじ２３の先端がスラスト調整部材１７の押え面２１を押圧し、このスラスト調整部材１７は、回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向に移動可能とされる。アジャストねじ２３のねじ込み量の調整により、ベース１２の固定状態のアリ溝斜面１９とスラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０との幅方向距離が変更されて、スラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０及びベース１２のアリ溝斜面１９と回転テーブル１１のアリ斜面１８との隙間が適正に調整される。
【００２８】
この状態で、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との面接触が最適化され、回転テーブル１１のテーブル面１３に荷重が作用した場合にも、この荷重がアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０によって支持されるので、回転中の回転テーブル１１における回転軸Ｏの振れ（図２（Ｆ）の矢印Ｐで示す）が抑制され、回転ステージ１０の剛性が高められる。また、アリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０とアリ１４のアリ斜面１８との隙間が適正に調整された状態で、アリ溝斜面２０を備えるスラスト調整部材１７は、回転テーブル１１のアリ１４とベース１２の側壁２４との間に挟持され、ベース１２に一体に取り付けられる。
【００２９】
図１（Ａ）、図３（Ａ）、（Ｃ）及び（Ｅ）に示すように、ベース１２のアリ溝１５と側壁２４においては、ベース面１６と反対側の面に、支持面２５、２６がそれぞれ形成される。これらの支持面２５及び２６は、回転テーブル１１の回転軸Ｏに対し垂直に形成されて回転テーブル１１に接触し、この回転テーブル１１の荷重を支持する。更に、この支持面２５及び２６は、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０とのそれぞれが延在する湾曲形状とほぼ平行な円弧面に形成される。支持面２５及び２６が上記円弧面に形成されたことで、回転時の回転テーブル１１と支持面２５及び２６との間に発生する接触抵抗（負荷）がほぼ一定となり、従って、回転テーブル１１を回転させるためのトルクを一定に設定することが可能となる。
【００３０】
また、図１（Ａ）及び図３（Ａ）に示すように、ベース１２には、ベース面１６と反対の面であって、アリ溝１５のアリ溝斜面１９における仮想延長位置にストッパ用ねじ穴２７が、また、ベース１２に配置されるスラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０における仮想延長位置にストッパ用ねじ穴２８がそれぞれ形成される。これらのストッパ用ねじ穴２７、２８のそれぞれにストッパ２９、３０がネジ止めされる。ベース１２及びスラスト調整部材１７に形成されたアリ溝１５に回転テーブル１１のアリ１４が嵌合した状態で、回転テーブル１１がベース１２及びスラスト調整部材１７に対し回転したとき、アリ１４がストッパ３０に当接することで回転テーブル１１の正転が位置規制され、アリ１４がストッパ２９に当接することで回転テーブル１１の逆転が位置規制される。
【００３１】
これらのストッパ３０、２９は回転テーブル１１の正転、逆転をそれぞれ位置規制可能な位置に設けられていれば足り、ストッパ２９は、ベース１２において、スラスト調整部材１７のアリ溝斜面２０における仮想延長位置で、ストッパ３０と反対側の位置に設けられてもよい。
【００３２】
回転テーブル１１をベース１２及びスラスト調整部材１７に対し正転または逆転させる送りねじ機構３１は、図１及び図２に示すように、回転テーブル１１とベース１２との間に配置され、送りねじ３２及びナット３３を有して構成される。送りねじ３２がねじ受け台３４を介してベース１２に設置され、ナット３３がナット軸３５を介して回転テーブル１１に枢支される。
【００３３】
つまり、ねじ受け台３４は、図６にも示すように、挿通溝３６、ビス穴３７及び取付ボルト穴３８を有する。挿通溝３６に、送りねじ３２の胴部３９（図１（Ａ））が回転（自転）自在に挿通される。また、取付ボルト穴３８に取付ボルト４０（図２（Ｄ））が螺装されて、ねじ受け台３４がベース１２に取り付けられる。また、ビス穴３７には押え調整ビス４１が螺装され（図１（Ａ）及び（Ｃ））、この押え調整ビス４１の先端のテーパ部により、送りねじ３２の胴部３９が挿通溝３６内の適正位置に押圧して保持される。
【００３４】
また、図２及び図７に示すナット軸３５は、回転テーブル１１の長穴４２に回転（自転）可能に挿通され、このナット軸３５にナット３３が回転一体に固定される。上記長穴４２の長手方向は、図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、送りねじ３２の軸方向に直交し、回転テーブル１１の回転軸Ｏから離反する方向に延びる。そして、ナット３３の雌ネジ４３に送りねじ３２が螺合される。
【００３５】
従って、送りねじ３２の軸回りの回転（自転）により、ナット３３及びナット軸３５を介して回転テーブル１１がベース１２に対し回転軸Ｏを中心に回転し、例えば送りねじ３２の正転により回転テーブル１１がベース１２に対し正転し、送りねじ３２の逆転により回転テーブル１１がベース１２に対し逆転する。このとき、送りねじ３２は、ナット軸３５と共に、長穴４２内で自転し、且つ、この長穴４２の長手方向に移動して、回転テーブル１１のベース１２に対する回転が円滑に実施される。
【００３６】
以上のように構成されたことから、上記第１の実施の形態によれば、次の効果（１）〜（５）を奏する。
（１）回転テーブル１１にアリ１４が、ベース１２及びこのベース１２に一体化されるスラスト調整部材１７に上記アリ１４に嵌合するアリ溝１５が形成されると共に、回転テーブル１１の回転軸Ｏが当該回転テーブル１１のテーブル面１３内に設定され、上記アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０とが互いに接触し、これらのアリ斜面１８とアリ溝斜面１９及び２０とのそれぞれが回転軸Ｏを囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されたことから、回転テーブル１１に作用する荷重が、互いに接触するアリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０によって支持されて、当該回転テーブル１１における回転軸Ｏの振れ（図２（Ｆ）のＰ方向）が抑制されるので、この回転テーブル１１のベース１２に対する剛性を高めることができる。
【００３７】
（２）回転テーブル１１とベース１２との間にベアリング等の他部材が介在されず、これらの回転テーブル１１にアリ１４が、ベース１２及びこのベース１２に一体化されるスラスト調整部材１７にアリ溝１５が形成されただけなので、回転ステージ１０を薄肉化して小型化でき、安価な構成とすることができる。
【００３８】
（３）互いに接触するアリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０が、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に分離して配置されたことから、回転テーブル１１をベース１２に対し所定角度回転させることで、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との接触状態を解除して、アリ１４とアリ溝１５との嵌合を外すことができるので、回転テーブル１１とベース１２との着脱性が高まり、これら回転テーブル１１とベース１２との組付け性を向上させることができる。
【００３９】
（４）アリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０のうちのアリ溝斜面２０が、回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向に移動可能なスラスト調整部材１７に形成されたことから、このスラスト調整部材１７の上記移動によって、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との隙間を適正に調整することができる。
【００４０】
（５）ベース１２に設けられて回転テーブル１１を支持する支持面２５及び２６が、アリ１４のアリ斜面１８及びアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０が延びる湾曲形状とほぼ平行な円弧面形状に形成されたことから、回転テーブル１１の回転時に生ずる、当該回転テーブル１１と上記支持面２５及び２６との接触抵抗（負荷）を一定にできるので、回転テーブルを回転させるための回転トルクを一定トルクに設定することができる。
【００４１】
［Ｂ］第２の実施の形態
図８は、本発明に係る回転ステージの第２の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。図９は図８の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれIXＤ矢視図、IXＥ矢視図、IXＦ‐IXＦ線に沿う断面図である。この第２の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４２】
この第２の実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる点は、回転テーブル１１とベース１２との間に送りねじ機構５０と、弾性部材としての駆動ばね５１とを有することである。つまり、送りねじ機構５０は、送りねじ５２を螺装するブラケット５３が、ベース１２にねじ固定されて取り付けられ、また、この送りねじ５２の先端部５２Ａが当接する当接部５４が、回転テーブル１１にねじ固定されて取り付けられたものである。
【００４３】
送りねじ５２が回転されてその先端部５２Ａが当接部５４を押圧することにより、回転テーブル１１がベース１２に対し回転する。上記駆動ばね５１は回転テーブル１１とベース１２との間に介在されて、上記送りねじ機構５０による回転テーブル１１の回転時に伸長し、回転テーブル１１を当該回転方向αと反対の方向βに付勢するばね力を当該回転テーブル１１に付与する。従って、送りねじ５２及び当接部５３を有する送りねじ機構５０と上記駆動ばね５１とにより、回転テーブル１１がベース１２に対し正転または逆転可能に構成される。
【００４４】
上記第２の実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏する。
【００４５】
［Ｃ］第３の実施の形態（図１０、図１１）
図１０は、本発明に係る回転ステージの第３の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）、（Ｄ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図、Ｄ矢視図である。図１１は、図１０の回転ステージを示し、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれXIＥ矢視図、XIＦ矢視図、XIＧ‐XIＧ線に沿う断面図である。この第３の実施の形態において、前記第１の実施の形態と同様な部分は、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
【００４６】
この第３の実施の形態が前記第１の実施の形態と異なる点は、ナット３３のうちのナット軸３５が回転テーブル１１の長穴に挿通されず、回転テーブル１１の真円形状の挿通穴６０に回転（自転）自在に挿通されると共に、ベース１２にビス固定されたねじ受け台６２の挿通溝６１に送りねじ３２が挿通され、更に、回転テーブル１１とベース１２との間に弾性部材としての駆動ねじ６３が設けられたことである。
【００４７】
ねじ受け台６２の挿通溝６１の長手方向は、図１０（Ｃ）に示すように、回転テーブル１１の回転軸Ｏに対し直交し、且つベース１２の内側へ向かって延在して形成される。従って、送りねじ３２を回転しナット３３及びナット軸３５を介して回転テーブル１１をベース１２に対し回転させるとき、送りねじ３２の胴部３９がねじ受け台６２の挿通溝６１内を当該挿通溝６１の長手方向γへ移動し、回転テーブル１１の上記回転が円滑に実施される。
【００４８】
また、上記駆動ばね６３は、送りねじ３２及びナット３３による回転テーブル１１のベース１２に対する回転軸Ｏ回りの回転一方向（例えばα方向）の回転時に伸長し、回転テーブル１１における上記一方向と反対方向（例えばβ方向）の回転時に収縮して、付勢力により当該方向（β方向）の回転をアシストする。
【００４９】
従って、この第３の実施の形態においても、前記第１の実施の形態の効果（１）〜（５）と同様な効果を奏する。
【００５０】
以上、本発明を上記実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、上記第１〜第３の各実施の形態では、アリ１４が回転テーブル１１に形成され、アリ溝１５がベース１２及びこのベース１２に一体化されるスラスト調整部材１７に形成されるものを述べたが、図１２に示すように、アリ１４がベース１２に形成され、アリ溝１５が回転テーブル１１及びこの回転テーブル１１に一体化されるスラスト調整部材１７に形成されて、これらのアリ１４とアリ溝１５とが互いに嵌合するものでもよい。この場合には、ベース１２におけるアリ１４のアリ斜面１８は、ベース１２のベース面１６の方向に先細り状に設定される。
【００５１】
また、上記第１〜第３の各実施の形態では、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に設けられたアリ溝１５のうちの、一方の側のアリ溝斜面２０がスラスト調整部材１７に形成され、このスラスト調整部材１７の上記回転軸Ｏ方向への移動によりアリ溝１５のアリ溝斜面１９と上記アリ溝斜面２０との幅方向距離が変更されて、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との隙間が調整されるものを述べたが、アリ溝１５の対向する両斜面１９及び２０は、共に、スラスト調整部材１７と同様に回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向へ移動可能なスラスト調整部材に形成されて、回転テーブル１１の回転軸Ｏ方向に互いに接近または離反するよう構成されてもよい。
【００５２】
更に、上記第１〜第３の各実施の形態では、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に、円錐面形状のアリ斜面１８を備えるアリ１４が分離して設けられ、更に、回転テーブル１１の回転軸Ｏを挟む対向位置に、円錐面形状のアリ溝斜面１９及び２０を備えるアリ溝１５が分離して設けられるものを述べたが、アリ１４のアリ斜面１８とアリ溝１５のアリ溝斜面１９及び２０との少なくとも一方が回転テーブル１１の回転軸Ｏを囲むほぼ全周に延びるよう構成されてもよい。
【００５３】
また、上記第１及び第３の実施の形態では、送りねじ３２がベース１２に、ナット３３が回転テーブル１１に設けられるものを述べたが、送りねじ３２が回転テーブル１１に、ナット３３がベース１２にそれぞれ設けられてもよい。更に、上記第２の実施の形態においても、送りねじ５２が回転テーブル１１に、当接部５４がベース１２に設けられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る回転ステージの第１の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図１（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。
【図２】図１の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図１（Ａ）のそれぞれIIＤ矢視図、IIＥ矢視図、IIＦ‐IIＦ線に沿う断面図である。
【図３】図１のベースを示し、（Ａ）が平面図、（Ｄ）が裏面図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）が図３（Ａ）のそれぞれＢ矢視図、Ｃ矢視図、Ｅ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図４】図１の回転テーブルを示し、（Ａ）が平面図、（Ｃ）が裏面図、（Ｂ）、（Ｆ）が図４（Ａ）のそれぞれＢ‐Ｂ線に沿う断面図、Ｆ部拡大図、（Ｄ）、（Ｅ）が図４（Ｃ）のそれぞれＤ矢視図、Ｅ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図５】図１のスラスト調整部材を示し、（Ａ）が平面図、（Ｄ）が裏面図、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｅ）が図５（Ａ）のそれぞれＢ矢視図、Ｃ矢視図、Ｅ‐Ｅ線に沿う断面図である。
【図６】図１のねじ受け台を示し、（Ａ）が平面図、（Ｂ）、（Ｃ）が図６（Ａ）のそれぞれＢ矢視図、Ｃ矢視図である。
【図７】図１のナット軸を示す正面図である。
【図８】本発明に係る回転ステージの第２の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図である。
【図９】図８の回転ステージを示し、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）が図８（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれIXＤ矢視図、IXＥ矢視図、IXＦ‐IXＦ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明に係る回転ステージの第３の実施の形態を示し、（Ａ）が回転テーブルを省略した平面図、（Ｂ）が回転テーブルを装着した平面図、（Ｃ）、（Ｄ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のＣ矢視図、Ｄ矢視図である。
【図１１】図１０の回転ステージを示し、（Ｅ）、（Ｆ）、（Ｇ）が図１０（Ａ）において回転テーブルを装着した状態のそれぞれXIＥ矢視図、XIＦ矢視図、XIＧ‐XIＧ線に沿う断面図である。
【図１２】本発明に係る回転ステージの変形例を示す断面図である
【符号の説明】
【００５５】
１０ 回転ステージ
１１ 回転テーブル
１２ ベース
１３ テーブル面
１４ アリ
１５ アリ溝
１６ ベース面
１７ スラスト調整部材
１８ アリ斜面
１９、２０ アリ溝斜面
２３ アジャストねじ
２５、２６ 支持面
３１ 送りねじ機構
３２ 送りねじ
３３ ナット
５０ 送りねじ機構
５１ 駆動ばね
５２ 送りねじ
５４ 当接部
Ｏ 回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転テーブルがベースに対し、回転軸を中心に回転する回転ステージにおいて、
上記回転テーブルと上記ベースの一方にアリが、他方に上記アリに嵌合するアリ溝が形成され、これらのアリ及びアリ溝の互いに接触する斜面が、上記回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されることを特徴とする回転ステージ。
【請求項２】
上記回転テーブルの回転軸が、当該回転テーブルのテーブル面内に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の回転ステージ。
【請求項３】
上記回転テーブルと上記ベースの一方に形成されるアリと、他方に形成されるアリ溝との互いに接触する斜面が、上記回転テーブルの回転軸を挟む対向位置に分離して配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転ステージ。
【請求項４】
上記アリ溝における斜面の少なくとも一部が、回転テーブルの回転軸方向に移動可能なスラスト調整部材に形成され、このスラスト調整部材が、上記アリ溝が形成されるベースまたは回転テーブルに一体に取り付けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項５】
上記ベースには回転テーブルを支持する支持面が、当該回転テーブルの回転軸に垂直に設けられ、この支持面は、アリ及びアリ溝の斜面が延びる湾曲形状と略平行な円弧面形状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項６】
上記アリの円錐面形状の斜面は、当該アリが形成される回転テーブルまたはベースの、それぞれテーブル面、ベース面の方向に先細り状に設定されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項７】
上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに螺合するナットがそれぞれ配設され、これらの送りねじ及びナットを有する送りねじ機構によって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項８】
上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに当接する当接部がそれぞれ設けられた送りねじ機構と、上記回転テーブルと上記ベースとの間に配設された弾性部材とによって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項１】
回転テーブルがベースに対し、回転軸を中心に回転する回転ステージにおいて、
上記回転テーブルと上記ベースの一方にアリが、他方に上記アリに嵌合するアリ溝が形成され、これらのアリ及びアリ溝の互いに接触する斜面が、上記回転軸を囲む位置に湾曲して延びる円錐面形状に構成されることを特徴とする回転ステージ。
【請求項２】
上記回転テーブルの回転軸が、当該回転テーブルのテーブル面内に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の回転ステージ。
【請求項３】
上記回転テーブルと上記ベースの一方に形成されるアリと、他方に形成されるアリ溝との互いに接触する斜面が、上記回転テーブルの回転軸を挟む対向位置に分離して配置されたことを特徴とする請求項１または２に記載の回転ステージ。
【請求項４】
上記アリ溝における斜面の少なくとも一部が、回転テーブルの回転軸方向に移動可能なスラスト調整部材に形成され、このスラスト調整部材が、上記アリ溝が形成されるベースまたは回転テーブルに一体に取り付けられたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項５】
上記ベースには回転テーブルを支持する支持面が、当該回転テーブルの回転軸に垂直に設けられ、この支持面は、アリ及びアリ溝の斜面が延びる湾曲形状と略平行な円弧面形状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項６】
上記アリの円錐面形状の斜面は、当該アリが形成される回転テーブルまたはベースの、それぞれテーブル面、ベース面の方向に先細り状に設定されたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項７】
上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに螺合するナットがそれぞれ配設され、これらの送りねじ及びナットを有する送りねじ機構によって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転ステージ。
【請求項８】
上記回転テーブルと上記ベースの一方に送りねじが、他方に上記送りねじに当接する当接部がそれぞれ設けられた送りねじ機構と、上記回転テーブルと上記ベースとの間に配設された弾性部材とによって、上記回転テーブルが上記ベースに対し正転または逆転し得るよう構成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の回転ステージ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２１２８３（Ｐ２００６−２１２８３Ａ）
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２０１９９２（Ｐ２００４−２０１９９２）
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（５９２２５３７３６）シグマ光機株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月２６日（２００６．１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月８日（２００４．７．８）
【出願人】（５９２２５３７３６）シグマ光機株式会社 (46)
【Ｆターム（参考）】
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