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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Getriebe und ein Messinstrument,
welches das Getriebe aufweist.
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Beschreibung des betreffenden
Standes der Technik
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Es
ist ein Messinstrument bekannt, welches aufweist: Ein Messelement
zum Messen eines zu messenden Gegenstandes und einen Bewegungsmechanismus,
welcher eine Vielzahl von Bewegungsachsen hat und das Messelement
in den Richtungen der Bewegungsachsen bewegt (z. B. ungeprüfte
japanische Patentveröffentlichung
JP-A-2005-300318 ).
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In
einem solchen Messinstrument hat der Bewegungsmechanismus einen
Mikrobewegungsmechanismus zum Feinbewegen des Messelementes in den
Bewegungsachsenrichtungen. Der Mikrobewegungsmechanismus weist ein
Getriebe auf welches die Eingangsdrehgeschwindigkeit reduziert und die
reduzierte Drehgeschwindigkeit ausgibt, und das Messelement wird
durch den Ausgang des Getriebes feinbewegt.
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In
einem Oberflächeneigenschaft-Messinstrument, offenbart
in der
JP-A-2005-300318 ,
weist der Bewegungsmechanismus insbesondere eine Säule auf,
welche in einer bestimmten Bewegungsachse gleitbar ist. Das Messelement
ist mit der Säule verbunden und wird entsprechend der Gleitbewegung der
Säule bewegt. Der Mikrobewegungsmechanismus weist auf:
Einen Handgriff, welcher von dem Benutzer gedreht wird, um das Messelement
feinzubewegen; eine Förderschnecke, welche sich längs
der Bewegungsrichtung der Säule erstreckt und mit dem Handgriff
verbunden ist; und eine Mutter, welche mit der Förderschnecke
verschraubt ist. Die Säule ist mit der Mutter verbunden.
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Wenn
der Handgriff gedreht wird, wird die Förderschnecke entsprechend
der Drehung des Handgriffs gedreht, um die Mutter zu bewegen. Wenn die
Mutter bewegt wird, wird das Messelement durch die Säule
bewegt. Der Mikrobewegungsmechanismus des Oberflächeneigenschaft-Messinstruments, offenbart
in der
JP-A-2005-300318 ,
reduziert die Geschwindigkeit durch Umwandeln der Drehgeschwindigkeit
des Handgriffs in die Bewegungsgeschwindigkeit der Mutter, um hierdurch
das Messelement feinzubewegen. In dem Mikrobewegungsmechanismus des
Oberflächeneigenschaft-Messinstruments, offenbart in der
JP-A-2005-300318 ,
weist ein Getriebe die Förderschnecke und die Mutter auf,
und sein Geschwindigkeitsreduktionsverhältnis wird durch
die Ganghöhe der Förderschnecke bestimmt.
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Als
anderer Typ des Mikrobewegungsmechanismus ist ein Lineargetriebetyp
bekannt, bei welchem eine Antriebswelle, verbunden mit einem Handgriff,
axial bewegt wird und ein Messelement entsprechend der Bewegung
der Antriebswelle feinbewegt wird.
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Darüber
hinaus ist ein Schneckengetriebetyp bekannt, bei welchem ein Zahnrad
durch ein Schneckenzahnrad, verbunden mit einem Handgriff, gedreht
wird, und ein Messelement entsprechend der Drehung des Zahnrads
feinbewegt wird.
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14 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Mikrobewegungsmechanismus
des Lineargetriebetyps zeigt.
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Wie
in 14 gezeigt, weist der Mikrobewegungsmechanismus 100 des
Lineargetriebetyps auf: Einen Handgriff 101, welcher durch
den Benutzer gedreht wird, um ein Messelement feinzubewegen; eine säulenförmige
Antriebswelle 103, welche mit dem Handgriff 101 über
einen Draht 102 verbunden ist; eine Vielzahl von Lagern 104,
welche derart angeordnet sind, dass sie die Antriebswelle 103 umgeben; und
zwei Tragebauteile 105, welche in 14 jeweils in
der unteren und oberen Seite angeordnet sind und die Lager 104 tragen.
Das Messelement wird entsprechend der Bewegung der Antriebswelle 103 bewegt.
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Die
Lager 104 sind so angeordnet, dass sie gegen die Oberfläche
der Antriebswelle 103 stoßen in einem Zustand,
in welchem die Lager um einen bestimmten Winkel im Verhältnis
zu einer Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle 103 geneigt
sind.
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Wenn
der Handgriff 101 gedreht wird, wird die Antriebswelle 103 entsprechend
der Drehung des Drahtes 102 gedreht und axial um eine bestimmte Strecke
bewegt, welche den Neigungen der Lager 104 entspricht.
Der Mikrobewegungsmechanismus 100 reduziert die Geschwindigkeit
durch Umwandeln der Drehgeschwindigkeit des Handgriffs 101 in
die Bewegungsgeschwindigkeit der Antriebswelle 103, um
das Messelement feinzubewegen. In dem Mikrobewegungsmechanismus 100 wird
ein Getriebe von der Antriebswelle 103 und den Lager 104 gebildet, und
sein Reduktionsverhältnis wird durch den Durchmesser der
Antriebswelle 103 und die Neigungen der Lager 104 bestimmt.
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15 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Mikrobewegungsmechanismus
des Schneckengetriebetyps zeigt.
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Wie
in 15 gezeigt, weist der Mikrobewegungsmechanismus 110 des
Schneckengetriebetyps auf: Einen Handgriff 111, welcher
durch den Benutzer gedreht wird, um ein Messelement feinzubewegen; ein
Schneckenzahnrad 113, welches mit dem Handgriff 111 über
einen Draht 112 verbunden ist; und ein Zahnrad 114, welches
mit dem Schneckenzahnrad 113 kämmt. Ein säulenartiger
Wellenabschnitt 114A, welcher eine Drehachse hat, welche
die gleiche ist wie die Drehachse des Zahnrades 114, ist
auf dem Zahnrad 114 geformt.
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Der
Mikrobewegungsmechanismus 110 enthält weiter:
Ein Lager 115, welches dem Wellenabschnitt 114A des
Zahnrades 114 gegenüberliegt; ein Tragebauteil 116,
welches das Lager 115 trägt; ein Antriebsbauteil 118,
welches mit dem Tragebauteil 116 und einem befestigenden
Abschnitt 117 verbunden ist; und eine säulenförmige
Führungsschiene 119, welche zwischen dem Wellenabschnitt 114A des
Zahnrads 114 und dem Lager 115 angeordnet ist und
sich längs einer bestimmten Bewegungsachsenrichtung erstreckt.
Das Messelement wird entsprechend der Bewegung des Mikrobewegungsmechanismus 110 bewegt.
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Das
Tragebauteil 116 ist ein plattenförmiges Bauteil,
welches in eine im wesentlichen T-förmige Form im Grundriss
geformt ist. Das Lager 115 ist an einem Endabschnitt des
Bauteils befestigt, welches auf der rechten Seite in 15 angeordnet
ist, und das Antriebsbauteil 118 ist mit einem Endabschnitt des
Bauteils verbunden, welcher sich auf der unteren Seite in 15 befindet.
In dem Tragebauteil 116 ist ein im Wesentlichen mittlerer
Abschnitt durch einen Stift 116A befestigt, so dass das
Tragebauteil um den Stift 116A drehbar ist.
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Das
Antriebsbauteil 118 spannt den unteren Endabschnitt des
Tragebauteils 116 gegen den befestigenden Abschnitt 117 vor.
Eine Drehkraft, welche im Gegenuhrzeigersinn in 15 um
den Stift 116A wirkt, wird auf das Tragebauteil 116 aufgebracht.
Die Führungsschiene 119 wird durch den Wellenabschnitt 114A des
Zahnrades 114 und das Lager 115 eingeklemmt.
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Wenn
der Handgriff 111 gedreht wird, wird das Schneckenzahnrad
entsprechend der Drehung des Drahtes 112 gedreht, und das
Zahnrad 114 wird entsprechend der Drehung des Schneckenzahnrads 113 gedreht.
Wenn das Zahnrad 114 gedreht wird, werden der Wellenabschnitt 114A und
das Lager 115 gedreht, und der Mik robewegungsmechanismus 110 wird
längs der axialen Richtung der Führungsschiene 119 bewegt.
In dem Mikrobewegungsmechanismus 110 wird die Drehgeschwindigkeit
des Handgriffes 111 reduziert durch Umwandeln in die Bewegungsgeschwindigkeit
des Mikrobewegungsmechanismus 110, um das Messelement feinzubewegen.
In dem Mikrobewegungsmechanismus 110 wird ein Getriebe durch
das Schneckenzahnrad 113 und das Zahnrad 114 gebildet,
und sein Reduktionsverhältnis wird bestimmt durch die Anzahl
der Zähne des Schneckenzahnrads 113 und des Zahnrads 114.
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In
dem Getriebe des Mikrobewegungsmechanismus des Oberflächeneigenschaft-Messinstruments,
offenbart in der
JP-A-2005-300318 ,
oder in dem des Mikrobewegungsmechanismus
100, muss jedoch
die axiale Länge der Förderschnecke oder der Antriebswelle
103 entsprechend
der bewegbaren Strecke eingestellt werden. In dem Falle, in welchem das
Getriebe für ein Messinstrument vorgesehen ist, welches
einen Bewegungsmechanismus einer langen bewegbaren Strecke hat,
entsteht ein Problem dahingehend, dass die Größe
des Getriebes vergrößert wird.
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Darüber
hinaus muss in dem Getriebe des Mikrobewegungsmechanismus des Oberflächeneigenschaft-Messinstruments,
offenbart in der
JP-A-2005-300318 ,
oder in dem Getriebe des Mikrobewegungsmechanismus
110 eine
Förderschnecke eine hohe Geradlinigkeit haben oder das
Schneckenzahnrad
113 und das Getriebe
114 müssen
sehr genau sein, und demzufolge entsteht das Problem, dass die Herstellungskosten
erhöht werden.
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Da
der Aufbau des Getriebes des Mikrobewegungsmechanismus 110 kompliziert
ist, erfordern Prozesse wie der Zusammenbau und die Einstellung einen
verlängerten Zeitabschnitt. Daher entsteht ein Problem
dahingehend, dass die Produktionskosten weiter erhöht werden.
Wenn ein Getriebe unter Verwendung der Zahnräder wie in
dem Mikrobewegungsmechanismus 110 ausgebildet ist, entsteht
ein weiteres Problem dahingehend, dass Spiel auftritt.
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Wenn
ein Getriebe unter Verwendung eines Drahtes wie in den Mikrobewegungsmechanismen 100, 110 ausgebildet
ist, wird weiterhin Spiel verursacht entsprechend der Länge
und Elastizität des Drahtes.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Im
Hinblick auf die obigen Probleme ist es ein Ziel der Erfindung,
ein Getriebe und ein Messinstrument zu schaffen, bei welchem die
Größe entsprechend der bewegbaren Strecke nicht
erhöht ist und die Produktionskosten reduziert werden können.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird ein Getriebe geschaffen, aufweisend:
Ein
Lager mit einem inneren Laufring, einem äußeren Laufring
und einer Vielzahl von Wälzelementen, welche zwischen dem
inneren Laufring und dem äußeren Laufring angeordnet
sind;
eine Eingangswelle, welche einen Einführungsabschnitt
hat, welcher in den inneren Laufring eingeführt ist und
um eine Drehachse des Wälzlagers gedreht wird und den inneren
Laufring dreht;
ein Haltebauteil, welches einen Halteabschnitt
aufweist, welcher durch die Wälzelemente gehalten wird und
um die Drehachse entsprechend dem Rollen der Wälzelemente
gedreht wird; und
eine Ausgangswelle, welche mit dem Haltebauteil verbunden
ist und um die Drehachse entsprechend der Drehung des Haltebauteils
gedreht wird.
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Gemäß der
Konfiguration, wenn die Eingangswelle gedreht wird, wird der innere
Laufring entsprechend der Drehung der Eingangswelle gedreht, und
die Wälzelemente rollen zwischen dem inneren Laufring und
dem äußeren Laufring entsprechend der Drehung
des inneren Laufrings. Das heißt, die Drehgeschwindigkeit
der Eingangswelle wird in die Wälzgeschwindigkeit der Wälzelemente
umgewan delt. Hierbei wird die Wälzgeschwindigkeit der Wälzelemente
kleiner gemacht als die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle.
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Die
Wälzelemente drehen sich dann, das Haltebauteil wird um
die Drehachse des Wälzlagers gedreht entsprechend dem Rollen
der Wälzelemente und die Ausgangswelle wird um die Drehachse
des Wälzlagers entsprechend der Drehung des Haltebauteils
gedreht. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle wird daher kleiner
als diejenige der Eingangswelle gemacht.
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Das
Reduktionsverhältnis wird bestimmt durch die Durchmesser
des inneren Laufrings, des äußeren Laufrings und
der Wälzelemente.
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Da
das Getriebe dieses Aspekts der Erfindung Drehbewegung ausgibt,
kann das Getriebe dieses Aspekts der Erfindung anstelle des Schneckenzahnrads
in den Mikrobewegungsmechanismus 110 des Schneckengetriebetyps
einverleibt werden. Da es nicht notwendig ist, eine solch lange
Antriebswelle des Mikrobewegungsmechanismus 100 des Lineargetriebetyps
zu verwenden, wird der Mikrobewegungsmechanismus, welcher das Getriebe
dieses Aspekts der Erfindung verwendet, nicht groß, selbst wenn
die geforderte bewegbare Länge groß ist.
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Weiterhin
kann das Getriebe dieses Aspekts der Erfindung ausgebildet werden
durch Verwenden eines Allzweckwälzlagers, und die Produktionskosten
können daher reduziert werden. Darüber hinaus werden
in dem Getriebe keine Drähte oder Zahnräder verwendet,
und daher tritt niemals Spiel auf.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass
eine
Vielzahl der Wälzlager vorgesehen ist, welche in der Drehachse
zueinander gegenüberliegen,
wobei das Haltebauteil
aufweist:
ein Ausgangshaltebauteil, mit welchem die Ausgangswelle
verbunden ist; und
Verbindungsglied-Haltebauteile, welche unter
den Wälzlagern vorgesehen sind, und
jedes der Verbindungsglied-Haltebauteile
aufweisend:
einen Halteabschnitt, welcher die Wälzelemente
eines der gegenüberliegenden Wälzlager hält;
und
einen Einführungsabschnitt, welcher in den inneren Laufring
des anderen der gegenüberliegenden Wälzlager eingeführt
ist,
wobei das Verbindungsglied-Haltebauteil um die Drehachse
gedreht wird und den inneren Laufring des anderen der gegenüberliegenden
Wälzlager dreht.
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Gemäß diesem
Aspekt wird die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle durch jedes
der Wälzlager reduziert. Das heißt, das Reduktionsverhältnis
kann durch die Anzahl der Wälzlager eingestellt werden.
Daher kann im Vergleich zu dem Fall, in welchem das Reduktionsverhältnis
eingestellt wird durch die Durchmesser des inneren Laufrings, des äußeren
Laufrings und der Wälzelemente gemäß diesem
Aspekt der Erfindung das Reduktionsverhältnis in großem
Umfang verändert werden.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass
ein äußerer
Durchmesser des Einführungsabschnittes geringfügig
größer als der innere Durchmesser des inneren
Laufrings ist und
der Einführungsabschnitt einen Presssitz
in dem inneren Laufring hat.
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In
einem Wälzlager besteht ein Spalt, welcher radialer Spalt
genannt wird, zwischen dem inneren Laufring, dem äußeren
Laufring und den Wälzelementen. Daher gibt es den Fall,
in welchem, selbst wenn der innere Laufring gedreht wird entsprechend der
Drehung der Eingangswelle, die Wälzelemente rutschen und
die Ausgangswelle nicht mit dem erwarteten Reduktionsverhältnis
gedreht werden kann.
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Gemäß dem
Aspekt der Erfindung, in welchem der Einführungsabschnitt
in den inneren Laufring eingeführt ist, wird der innere
Laufring geringfügig ausgedehnt und die Wälzelemente
können durch den inneren Laufring gepresst werden. Wenn
der innere Laufring entsprechend der Drehung der Eingangswelle gedreht
wird, ist es daher möglich, das Rutschen der Wälzelemente
zu unterdrücken, und die Ausgangswelle kann mit dem erwarteten
Reduktionsverhältnis gedreht werden.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung ist es vorzuziehen, dass das
Getriebe weiter aufweist
ein Abdeckbauteil, welches im Wesentlichen
eine zylindrische Form hat, um den äußeren Laufring
abzudecken, und welches mit dem äußeren Laufring
integriert ist.
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In
dem Getriebe des Aspektes der Erfindung, wenn der äußere
Laufring gedreht wird, rollen die Wälzelemente zwischen
dem inneren Laufring und dem äußeren Laufring
gemäß der Drehung des äußeren
Laufrings. Die Drehgeschwindigkeit des äußeren
Laufrings wird demzufolge in die Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente
umgewandelt. Die Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente ist
gleich der Drehgeschwindigkeit des äußeren Laufrings.
Wenn die Wälzelemente rollen, wird das Haltebauteil um
die Drehachse des Wälzlagers gemäß dem
Rollen der Wälzelemente gedreht, und die Ausgangswelle
wird um die Drehachse des Wälzlagers gemäß der
Drehung des Haltebauteils gedreht. Die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle
ist daher gleich derjenigen des äußeren Laufrings.
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Gemäß der
Erfindung ist das Abdeckbauteil mit dem äußeren
Laufring integriert, und der äußere Laufring kann
daher durch Drehen des Abdeckbauteils gedreht werden. Selbst in
dem Fall, in welchem das Getriebe durch eine Vielzahl von Wälzlagern
gebildet wird, wenn das Abdeckbauteil gedreht wird, können
alle äußeren Laufringe gleichzeitig gedreht werden.
Wenn die Eingangswelle gedreht wird, kann die Drehgeschwindigkeit
der Ausgangswelle daher kleiner gemacht werden als diejenige der
Eingangswelle, und wenn das Abdeckbauteil gedreht wird, kann die
Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle gleich derjenigen des äußeren
Laufrings gemacht werden. Mit anderen Worten kann die Ausgangswelle in
dem Getriebe feinbewegt werden durch Drehen der Eingangswelle, und
die Ausgangswelle kann grobbewegt werden durch Drehen des Abdeckbauteils.
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Gemäß einem
noch weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Messinstrument vorgesehen,
aufweisend:
Ein Messelement zum Messen eines zu messenden Gegenstandes;
einen
Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Messelementes; und
ein
Getriebe, welches das Messelement gemäß der Drehung
der Ausgangswelle bewegt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche die Gesamtheit eines dreidimensionalen Messinstrumentes
einer Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Ansicht eines Y-Achsenfödermechanismus der Ausführungsform,
gesehen von der Seite der –X-Achsenrichtung;
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3 ist
eine Ansicht des Y-Achsenfördermechanismus der Ausführungsform,
gesehen von der Seite der +Y-Achsenrichtung;
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht, welche einen Verbindungszustand
eines Förderbandes und eines Getriebes der Ausführungsform
zeigt;
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5 ist
eine Ansicht eines Z-Achsenfördermechanismus der Ausführungsform,
gesehen von der Seite der +Y-Achsenrichtung;
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6 ist
eine Ansicht des Z-Achsenfördermechanismus der Ausführungsform,
gesehen von der Seite der –X-Achsenrichtung;
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7 ist
eine vergrößerte Ansicht, welche einen Verbindungszustand
einer Förderwelle und des Getriebes der Ausführungsform
zeigt;
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8 ist
eine Schnittansicht, welche einen detaillierten Aufbau des Getriebes
der Ausführungsform zeigt;
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9 ist
eine perspektivische Ansicht, welche Verbindungszustände
einer Eingangswelle, eines Kugellagers und eines Verbindungsglied-Haltebauteils
der Ausführungsform zeigt;
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10A und 10B sind
Schnittansichten eines Verbindungszustandes der Eingangswelle und des
Kugellagers der Ausführungsform;
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11A bis 11D sind
schematische Darstellungen, welche ein Beispiel der Beziehungen zwischen
der Drehung eines inneren Laufrings und dem Rollen der Wälzelemente
zeigen;
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12 ist
eine Schnittansicht, welche einen detaillierten Aufbau des Getriebes
in einem Zustand zeigt, in welchem Luft in eine Luftkammer eingeführt ist;
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13 ist
eine grafische Darstellung, welche die Positionierungsempfindlichkeit
zeigt, wenn ein Feinbewegungshandgriff gedreht wird;
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14 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Mikrobewegungsmechanismus
des Lineargetriebetyps zeigt; und
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15 ist
eine schematische Darstellung, welche einen Mikrobewegungsmechanismus
des Schneckengetriebetyps zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Hiernach
wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Grundstruktur des dreidimensionalen Messinstrumentes
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1 ist
eine schematische Darstellung, welche die Gesamtheit eines dreidimensionalen Messinstrumentes 1 zeigt,
welches eine Ausführungsform der Erfindung ist. In 1 ist
die obere Richtung als eine +Z-Achsenrichtung gezeigt und zwei Achsen
senkrecht zu der Z-Achse sind jeweils als X- und Y-Achse gezeigt.
Das Gleiche gilt für die nachfolgenden Figuren.
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Wie
in 1 gezeigt ist, weist das dreidimensionale Messinstrument 1 auf:
Einen Messfühler 2, welcher ein Messelement 2A auf
der Spitzenendseite (der Seite der –Z-Achsenrichtung) hat;
einen Bewegungsmechanismus 3, welcher die Basisendseite
(die Seite der +Z-Achsenrichtung) des Messfühlers 2 hält
und den Messfühler 2 bewegt; und eine Oberflächenplatte 4,
auf welcher der Bewegungsmechanismus 3 steht. Das Messelement 2A stößt
gegen eine Oberfläche des gemessenen Gegenstandes.
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Der
Bewegungsmechanismus 3 weist auf: Einen Gleitmechanismus 5,
welcher die Basisendseite des Messfühlers 2 hält
und den Messfühler 2 in die Lage versetzt, gleitend
bewegt zu werden; und einen Antriebsmechanismus 6, welcher
den Gleitmechanismus 5 bewegt, um den Messfühler 2 zu
bewegen.
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Der
Gleitmechanismus 5 weist auf: Zwei Balkentragebauteile 51,
welche sich in der +Z-Achsenrichtung von den beiden Enden der Oberflächenplatte 4 in
der X-Achsenrichtung erstrecken und in der Y-Achsenrichtung gleitbar
angeordnet sind; einen Balken 52, welcher durch die Balkentragebauteile 51 getragen
wird und sich in der X-Achsenrichtung erstreckt; eine Säule 53,
welche in einer rechteckigen rohrförmigen Form ausgebildet
ist, welche sich in der Z-Achsenrichtung erstreckt, und welche gleitbar
auf dem Balken 52 in der X-Achsenrichtung angeordnet ist;
und eine rechteckige rohrförmige Spindel 54, welche
in die Säule 53 eingeführt ist und gleitbar
in der Säule 53 in der Z-Achsenrichtung angeordnet
ist.
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Der
Bewegungsmechanismus 3 hat eine Vielzahl von Bewegungsachsen,
in welchen der Messfühler 2 in der X-, Y- und
Z-Achsenrichtung bewegt wird. Die Spindel 54 hält
die Basisendseite des Messfühlers 2 in einem Endabschnitt
auf der Seite der Z-Achsenrichtung. Vielzählige Arten von
Messfühlern werden als Messfühler 2 vorgehalten,
und einer der Messfühler kann ausgewählt werden,
um von der Spindel 54 gehalten zu werden.
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Der
Antriebsmechanismus 6 weist auf: Einen Y-Achsenantriebsabschnitt 61Y,
welcher das –X-Achsenrichtung-Balkentragebauteil 51 der Balkentragebauteile 51 trägt
und das Tragebauteil in der Y-Achsenrichtung gleitend bewegt; einen
X-Achsenantriebsabschnitt 61X, welcher auf den Balken 52 geschoben
wird, um die Säule 53 in der X-Achsenrichtung
zu bewegen; einen Z-Achsenantriebsabschnitt 61Z, welcher
in der Säule 53 verschoben wird, um die Spindel 54 in
der Z-Achsenrichtung zu bewegen. Entsprechend den Instruktionen
eines Host-Computers, welcher mit dem dreidimensionalen Messinstrument 1 verbunden
ist, treiben z. B. die Antriebsabschnitte 61X, 61Y, 61Z die
Balkentragebauteile 51, die Säule 53 und
die Spindel 54 an.
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Die
Antriebsabschnitte 61X, 61Y, 61Z weisen
einen X-Achsenfördermechanismus 62X, Y-Achsenfördermechanismus 62Y und
Z-Achsenfördermechanismus 62Z auf, welche eine
Feinförderung oder Grobförderung auf den Balkentragebauteilen 51,
der Säule 53 und der Spindel 54 durchführen.
In der nachfolgenden Beschreibung werden der Y-Achsenfördermechanismus 62Y und
der Z-Achsenfördermechanismus 62Z beschrieben,
und die Beschreibung des X-Achsenfördermechanismus 62X wird
unterlassen.
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Grundaufbau des Fördermechanismus
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2 ist
eine Ansicht des Y-Achsenfördermechanismus 62Y,
gesehen von der Seite der –X-Achsenrichtung, und 3 ist
eine Ansicht des Y-Achsenfördermechanismus 62Y,
gesehen von der Seite der +Y-Achsenrichtung.
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Der
Y-Achsenantriebsabschnitt 61Y führt eine Feinförderung
oder Grobförderung auf dem Balkentragebauteil 51 durch.
Wie in den 2 und 3, gezeigt
weist der Y-Achsenantriebsabschnitt 61Y auf: Einen konvexen
Abschnitt 41, welcher auf der Oberflächenplatte 4 in
der Y-Achsenrichtung ausgebildet ist und eine rechteckige Querschnittform
hat; und Klemmabschnitte 511, welche in einem Endabschnitt
des Balkentragebauteils 51 in der –Z-Achsenrichtung
und in beiden Enden in der X-Achsenrichtung angeordnet sind und
den konvexen Abschnitt 41 klemmen.
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Jeder
der Klemmabschnitte 511 weist drei Luftpolster 511A auf,
welche den Seitenflächen des konvexen Abschnittes 41 jeweils
auf den Seiten der –X-, +X- und +Z-Achsenrichtung gegenüberliegen. Die
Luftkissen 511A blasen Luft gegen den konvexen Abschnitt 41,
um die geforderte Antriebskraft des Y-Achsenantriebsabschnittes 61Y,
welche ausgeübt wird zum Bewegen des Balkentragebauteils 51,
zu reduzieren.
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Der
Y-Achsenfördermechanismus 62Y weist auf: Ein Förderband 621,
welches zwischen dem konvexen Abschnitt 41 und dem Balkentragebauteil 51 angeordnet
ist und sich längs der Y-Achsenrichtung erstreckt; Förderband-Trageabschnitte 622, 623,
welche in beiden Enden des konvexen Abschnittes 41 in der
Y-Achsenrichtung angeordnet sind; und ein Getriebe 7.
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Der
Förderband-Trageabschnitt 622 ist an einem Endabschnitt
des konvexen Abschnittes 41 in der –Y-Achsenrichtung
befestigt und trägt das Förderband 621.
Der Förderband-Trageabschnitt 623 ist an dem Endabschnitt
des konvexen Abschnittes 41 in der +Y-Achsenrichtung befestigt,
trägt das Förderband 621 und beaufschlagt
das Förderband 621 durch eine Feder 623A mit
einer Spannung.
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4 ist
eine vergrößerte Ansicht, welche einen Verbindungszustand
des Förderbandes 621 und des Getriebes 7 zeigt.
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Wie
in den 2 bis 4 gezeigt, weist das Getriebe 7 auf:
Einen Handgriff 71, welcher auf dem Balkentragebauteil 51 angeordnet
ist; eine Ausgangswelle 72, welche gemäß der
Drehung des Handgriffes 71 gedreht wird und eine im Wesentlichen
säulenförmige Form hat; und ein Kugellager 73, welches
der Ausgangswelle 72 in einer radialen Richtung gegenüberliegt
und eine Drehachse hat, welche im Wesentlichen parallel zur Drehachse
der Ausgangswelle 72 ist. In dem Getriebe 7 klemmen
die Ausgangswelle 72 und das Kugellager 73 das
Förderband 621, wodurch das Getriebe mit dem Förderband 621 verbunden
wird. Wenn die Ausgangswelle 72 entsprechend der Drehung
des Handgriffes 71 gedreht wird, wird auch das Kugellager 73 entsprechend
der Drehung der Ausgangswelle 72 gedreht und das Balkentragebauteil 51 wird
längs der Y-Achsenrichtung bewegt.
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5 ist
eine Ansicht des Z-Achsenfördermechanismus 62Z,
gesehen von der Seite der +Y-Achsenrichtung, und 6 ist
eine Ansicht des Z-Achsenfördermechanismus 62Z,
gesehen von der Seite der –X-Achsenrichtung.
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Der
Z-Achsenantriebsabschnitt 61Z führt eine Feinförderung
oder Grobförderung auf der Spindel 54 aus. Wie
in 5 und 6 gezeigt, weist der Z-Achsenantriebsabschnitt 61Z Klemmabschnitte 531 auf,
welche an zwei Stellen in der Säule 53 angeordnet
sind und die Spindel 54 klemmen.
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Jeder
der Klemmabschnitte 531 weist eine Vielzahl von Luftkissen 531A auf,
welche den vier Seitenflächen der Spindel 54 gegenüberliegen.
Die Luftkissen 531A blasen Luft gegen die Spindel 54, um
die geforderte Antriebskraft des Z-Achsenantriebsabschnittes 61Z,
welche ausgeübt wird zum Bewegen der Spindel 54,
zu reduzieren.
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Der
Z-Achsenfördermechanismus 62Z weist auf: Eine
säulenförmige Förderwelle 624,
welche zwischen der Säule 53 und der Spindel 54 angeordnet
ist und sich längs der Z-Achsenrichtung erstreckt; einen
Förderwelle-Trageabschnitt 625, wel cher auf der
Spindel 54 angeordnet ist und einen Endabschnitt der Förderwelle 624 in
der +Z-Achsenrichtung trägt; und ein Getriebe 7A.
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Der
Förderwelle-Trageabschnitt 625 weist auf Eine
Trageabschnitt-Haupteinheit 626, welche an der Spindel 54 befestigt
ist; eine Unterlegscheibe 627, welche an dem Endabschnitt
der Förderwelle 624 in der +–Z-Achsenrichtung
befestigt ist; eine Unterlegscheibe 628, welche an einer
Position befestigt ist, in welcher sie von der Unterlegscheibe 627 durch einen
bestimmten Abstand in der –Z-Achsenrichtung getrennt ist;
und eine Feder 629, welche auf der Förderwelle 624 angeordnet
ist und zwischen der Trageabschnitt-Haupteinheit 626 und
der Unterlegscheibe 628 platziert ist.
-
Ein
Durchgangsloch (nicht gezeigt) ist in der Trageabschnitt-Haupteinheit 626 vorgesehen.
Das Durchgangsloch passiert die Haupteinheit längs der Z-Achsenrichtung
und passiert auch die Förderwelle 624. Das Durchgangsloch
ist ausgebildet, um in der X-Achsenrichtung breiter zu sein. Die
Förderwelle 624 wird daher getragen durch den
Förderwelle-Trageabschnitt 625, um in der X-Achsenrichtung schwingbar
zu sein.
-
7 ist
eine vergrößerte Ansicht, welche einen Verbindungszustand
der Förderwelle 624 und des Getriebes 7A zeigt.
-
Wie
in den 5 bis 7 gezeigt, weist das Getriebe 7A auf:
Eine Ausgangswelle 72A, welche entsprechend der Drehung
des Handgriffes 71 gedreht wird und eine im Wesentlichen
säulenförmige Form hat; und ein Kugellager 73A,
welches der Ausgangswelle 72A in einer radialen Richtung
gegenüberliegt und eine Drehachse hat, die im Wesentlichen
parallel zur Drehachse der Ausgangswelle 72A ist. Eine
Aussparung, welche zu der Oberfläche der Förderwelle 624 gehalten
ist und eine halbkreisförmige Querschnittform hat, ist
in der Ausgangswelle 72A und dem Kugellager 73A ausgebildet.
In dem Getriebe 7A klemmen die Ausgangswelle 72A und das
Kugellager 73A die Förderwelle 624, wodurch das
Getriebe mit der Förderwelle 624 verbunden wird.
Wenn die Ausgangswelle 72A entsprechend der Drehung des
Handgriffes 71 gedreht wird, wird auch das Kugellager 73A entsprechend
der Drehung der Ausgangswelle 72A gedreht, und die Spindel 54 wird
längs der Z-Achsenrichtung bewegt.
-
Das
Getriebe 7A ist in der gleichen Art ausgebildet wie das
Getriebe 7, ausgenommen die Formen der Ausgangswelle 72A und
des Kugellagers 73A. Im Nachfolgenden werden die Aufbauten
der Getriebe 7, 7A im Einzelnen unter Bezugnahme
auf das Getriebe 7 beschrieben.
-
Detaillierter Aufbau des Getriebes
-
8 ist
eine Querschnittansicht, welche den detaillierten Aufbau des Getriebes 7 zeigt.
-
Wie
oben beschrieben, weist das Getriebe 7 den Handgriff 71 auf.
Wie in 8 gezeigt, wird der Handgriff 71 gebildet
durch einen Feinbewegungshandgriff 711 zum Feinbewegen
der Ausgangswelle 72 und einen Grobbewegungshandgriff 712 zum Grobbewegen
der Ausgangswelle 72.
-
Zusätzlich
zum Handgriff 71, der Ausgangswelle 72 und dem
Kugellager 73 weist das Getriebe 7 weiter auf:
Eine Eingangswelle 74, welche mit dem Feinbewegungshandgriff 711 verbunden
ist; eine Geschwindigkeitsvariationseinheit 8, welche zwischen der
Ausgangswelle 72 und der Eingangswelle 74 angeordnet
ist; und ein äußeres Gehäuse 9.
-
Die
Geschwindigkeitsvariationseinheit 8 weist auf: Drei Kugellager 81A, 81B, 81C,
welche gegenüberliegend in der Drehachsenrichtung angeordnet
sind und als Kugellager arbeiten; zwei Verbindungsglied-Haltebauteile 82,
welche zwischen den Kugellagern 81A, 81B, 81C angeordnet
sind; ein Ausgangshaltebauteil 83, mit welchem die Ausgangswelle 72 verbunden
ist; und ein Abdeckbauteil 84, welches die Kugellager 81A, 81B, 81C abdeckt.
-
9 ist
eine perspektivische Ansicht, welche Verbindungszustände
der Eingangswelle 74, des Kugellagers 81A und
des Verbindungsglied-Haltebauteils 82 zeigt.
-
Wie
in 9 gezeigt, hat das Kugellager 81A einen
inneren Laufring 811, einen äußeren Laufring 812 und
eine Vielzahl von Wälzelementen 813, welche zwischen
dem inneren Laufring 811 und dem äußeren
Laufring 812 angeordnet sind. Die anderen Kugellager 73, 81B, 81C sind
in der gleichen Weise wie das Kugellager 81A ausgebildet.
-
Die
Eingangswelle 74 hat einen Einführungsabschnitt 741,
welcher in einer im Wesentlichen säulenförmigen
Form ausgebildet ist und in den inneren Laufring 811 eingeführt
ist. Die Eingangswelle 74 wird um die Drehachse des Kugellagers 81A gedreht, wodurch
der innere Laufring 811 gedreht wird. Der Einführungsabschnitt 741 hat
einen äußeren Durchmesser, welcher geringfügig
größer als der innere Durchmesser des inneren
Laufrings 811 ist, und hat einen Presssitz im inneren Laufring 811.
-
10A und 10B sind
Querschnittansichten des Verbindungszustandes der Eingangswelle 74 und
des Kugellagers 81A. 10A ist
eine Ansicht, welche das Kugellager 81A in einem Zustand zeigt,
in welchem die Eingangswelle 74 nicht eingeführt
ist. 10B ist eine Ansicht, welche
das Kugellager 81A in einem Zustand zeigt, in welchem die Eingangswelle 74 eingeführt
ist.
-
In
dem Kugellager 81A, gezeigt in 10A, besteht
ein Spalt, welcher radialer Spalt genannt wird, zwischen dem inneren
Laufring 811, dem äußeren Laufring 812 und
den Wälzelementen 813. Wenn der Einführungsabschnitt 741 im
Press sitz in dem inneren Laufring 811 angeordnet ist, werden
die Wälzelemente 813 durch den inneren Laufring 811,
wie in 10B gezeigt, gepresst.
-
11A bis 11D sind
schematische Darstellungen, welche ein Beispiel der Beziehungen zwischen
der Drehung des inneren Laufrings 811 und dem Rollen der
Wälzelemente 813 zeigen. 11A ist
eine Ansicht, welche den Anfangszustand zeigt. 11B ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt,
in welchem der innere Laufring 811 eine Drehung macht. 11C ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt,
in welchem der innere Laufring 811 zwei Drehungen macht. 11D ist eine Ansicht, welche einen Zustand zeigt,
in welchem der innere Laufring 811 drei Drehungen macht.
-
Wie
in den 11A bis 11D gezeigt,
rollen die Wälzelemente 813 zwischen dem inneren Laufring 811 und
dem äußeren Laufring 812 entsprechend
der Drehung des inneren Laufrings 811, wenn der innere
Laufring 811 gedreht wird. In diesem Falle wird die Rollgeschwindigkeit
der Wälzelemente 813 kleiner als die Drehgeschwindigkeit
des inneren Laufrings 811 gemacht. In dem in den 11A bis 11D gezeigten
Beispiel machen die Wälzelemente 813 im Wesentlichen
eine Umdrehung, wenn der innere Laufring 811 drei Drehungen
macht. Das Reduktionsverhältnis ist daher 1/3.
-
Das
Reduktionsverhältnis wird bestimmt durch die Durchmesser
des inneren Laufrings 811, des äußeren
Laufrings 812 und der Wälzelemente 813.
In der Ausführungsform werden Kugellager als Kugellager 81A, 81B, 81C verwendet,
in welchen die Durchmesser des inneren Laufrings 811, des äußeren
Laufrings 812 und der Wälzelemente 813 so
eingestellt werden können, dass, wenn der innere Laufring 811 ungefähr
2,63 Drehungen macht, die Wälzelemente 813 eine
Umdrehung machen.
-
Wie
in den 8 und 9 gezeigt, weist jedes der Verbindungsglied-Haltebauteile 82 auf:
Einen Halteabschnitt 821, welcher die Wälzelemente 813 der
Kugellager 81A oder 81B trägt; und einen Einführungsabschnitt 822,
welcher in den inneren Laufring 811 des anderen Kugellagers 81B oder 81C eingeführt
ist. Jedes der Verbindungsglied-Haltebauteile 82 wird um
die Drehachse des einen Kugellagers 81A oder 81B entsprechend
dem Rollen der Wälzelemente 813 gedreht, wodurch
der innere Laufring 811 des anderen Kugellagers 81B oder 81C gedreht
wird.
-
Der
Halteabschnitt 821 weist eine zylindrische Form auf, und
halbkreisförmige Ausschnittsabschnitte 821A sind
an Positionen ausgebildet, welche jeweils den Wälzelementen 813 gegenüberliegen.
-
In
einer ähnlichen Weise wie der Einführungsabschnitt 741 der
Eingangswelle 74 hat der Einführungsabschnitt 822 einen äußeren
Durchmesser, welcher geringfügig größer
als der innere Durchmesser des inneren Laufrings 811 ist,
und einen Presssitz im inneren Laufring 811.
-
Das
Ausgangshaltebauteil 83 weist auf: Einen Halteabschnitt 831,
welcher in der gleichen Weise wie die Halteabschnitte 821 des
Verbindungsglied-Haltebauteils 82 ausgebildet ist und durch
die Wälzelemente 813 des Kugellagers 81C gehalten wird;
und einen Befestigungsabschnitt 832, in welchem die Ausgangswelle 72 aufgenommen
und in einem Zustand befestigt ist, in welchem die Drehachse des
Kugellagers 81C im Wesentlichen koinzident mit der Mittelachse
der Ausgangswelle 72 ist. Das Ausgangshaltebauteil 83 wird
um die Drehachse des einen Kugellagers 81C entsprechend
dem Rollen der Wälzelemente 813 gedreht, wodurch
die Ausgangswelle 72 um die Drehachse des Kugellagers 81C gedreht
wird.
-
Das
Abdeckbauteil 84 hat eine im Wesentlichen zylindrische
Form, welche den äußeren Laufring 812 abdeckt
und mit dem äußeren Laufring 812 durch
ein Klebemittel integriert ist. Zwei Schraubenlöcher 841,
welche längs der Z-Achsenrichtung ausgebildet sind, sind
in einem Endabschnitt des Abdeckbauteils 84 in der +–Z-Achsenrichtung
angeordnet. In dem Grobbewegungshandgriff 712 sind Durchgangslöcher 712A an
Positionen ausgebildet, welche jeweils den Schraubenlöchern 841 gegenüberliegen.
Schrauben 85 werden zu den Schraubenlöchern 841 durch
die Durchgangslöcher 712A geschraubt, wodurch
der Grobbewegungshandgriff 712 und das Abdeckbauteil 84 miteinander
integriert werden.
-
Das äußere
Gehäuse 9 weist einen äußeren Gehäusekörper 91 auf,
welcher eine zylindrische Form hat, welche teilweise die Geschwindigkeitsvariationseinheit 8 und
die Ausgangswelle 72 abdeckt, und ein Lagertragebauteil 92,
welches das Kugellager 73 drehbar trägt.
-
Der äußere
Gehäusekörper 91 weist einen Großdurchmesser-Abschnitt 911 auf,
welcher in einem Endabschnitt in der +Z-Achsenrichtung ausgebildet
ist, und einen rechteckigen parallelepipedischen Befestigungsabschnitt 912,
welcher in einem Endabschnitt des Großdurchmesser-Abschnitts 911 in
der +X-Achsenrichtung angeordnet ist, an welchem das Lagertragebauteil 92 befestigt
ist.
-
Das
Lagertragebauteil 92 hat eine säulenförmige
Form, in welcher die Höhenrichtung mit der Y-Achsenrichtung
zusammenfällt, und hat eine im wesentlichen L-förmige
Querschnittform. Das Lagertragebauteil 92 weist auf: Ein
Paar von langgestreckten Abschnitten 921, welche eine plattenförmige Form
haben, die sich derart erstreckt, um den Befestigungsabschnitt 912 des äußeren
Gehäusekörpers 91 zu klemmen, und drehbar
durch einen Stift 93 getragen wird; einen Klemmmechanismus 94,
welcher zum Klemmen des Förderbandes 621 durch
die Ausgangswelle 72 und das Kugellager 73 benutzt
wird; ein Durchgangsloch 922 zum Tragen des Kugellagers 73;
und ein Durchgangsloch 923, welches längs der
Z-Achsenrichtung ausgebildet ist und zum Passieren durch den äußeren
Gehäusekörper 91 verwendet wird.
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Das
Durchgangsloch 922 ist längs der Z-Achsenrichtung
in einem Endabschnitt in der –Z-Achsenrichtung ausgebildet.
Der innere Laufring des Kugellagers 73 ist an dem Durchgangsloch über einen
Stift 95 befestigt. Entsprechend dieser Konfiguration wird
das Kugellager 73 durch das Lagerhaltebauteil 92 drehbar
gelagert.
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Der
Klemmmechanismus 94 weist auf: Eine Luftkammer 941,
welche in dem Lagertragebauteil 92 auf der Seite der +Z-Achsenrichtung
angeordnet ist; ein Druckbauteil 942, welches in der Luftkammer 941 angeordnet
ist und den äußeren Gehäusekörper drückt;
einen Hohlraum 943, welcher in einem Endabschnitt des Lagertragebauteils 92 in
der –X-Achsenrichtung angeordnet ist; ein Vorspannbauteil 944, welches
in dem Hohlraum 943 aufgenommen ist und den äußeren
Gehäusekörper 91 vorspannt. Ein Luftloch 941A,
durch welches die Luft von außerhalb eingeführt
oder nach außerhalb abgegeben wird, ist in der Luftkammer 941 ausgebildet.
-
In
einem Zustand, in welchem die Luft in der Luftkammer 941 durch
das Luftloch 941A abgegeben wird, wird das Druckbauteil 942 zu
der Seite der +X-Achsenrichtung bewegt, wie in 8 gezeigt.
In diesem Falle wird das Lagertragebauteil 92 in Bezug zu
dem äußeren Gehäusekörper 91 durch
die Vorspannkraft des Vorspannbauteils 944 um den Stift 93 in
einem Gegenuhrzeigersinn geschwungen, und das Kugellager 73 wird
in eine Richtung bewegt, längs welcher das Kugellager sich
der Ausgangswelle 72 nähert (Pfeil C in 8).
-
12 ist
eine Querschnittansicht, welche einen detaillierten Aufbau des Getriebes 7 in
einem Zustand zeigt, in welchem die Luft in die Luftkammer 941 eingeführt
wird.
-
In
einem Zustand, in welchem die Luft in die Luftkammer 941 durch
das Luftloch 941A eingeführt wird, wird das Druckbauteil 942 zu
der Seite der –X-Achsenrichtung bewegt, wie in 12 gezeigt.
In diesem Falle wird das Lagertragebauteil 92 in Bezug zu
dem äußeren Gehäusekörper 91 durch
die Presskraft des Druckbauteils 942 um den Stift 93 im
Uhrzeigersinn geschwungen, und das Kugellager 73 wird in
eine Richtung bewegt, längs welcher das Kugellager von
der Ausgangswelle 72 getrennt wird (Pfeil UC in 8).
-
Verfahren zum Betreiben des
Fördermechanismus
-
Im
Nachfolgenden wird das Verfahren zum Betreiben des Y-Achsenfördermechanismus 62Y beschrieben.
Die Verfahren des Betreibens der anderen Fördermechanismen 62X, 62Z sind
identisch mit dem Verfahren des Betreibens des Y-Achsenfördermechanismus 62Y.
-
Wenn
der Y-Achsenfördermechanismus 62Y betrieben wird,
wird die Luft der Luftkammer 941 unter Verwendung eines
Luftkompressors oder dergleichen abgegeben, und das Förderband 621 wird durch
die Ausgangswelle 72 und das Kugellager 73 geklemmt
(siehe 8).
-
Wenn
das Förderband 621 durch die Ausgangswelle 72 und
das Kugellager 73 geklemmt ist, wird der Feinbewegungshandgriff 711 oder
der Grobbewegungshandgriff 712 gedreht.
-
Wenn
der Y-Achsenfördermechanismus 62Y nicht betrieben
wird, oder die Balkentragebauteile 51, die Säule 53 und
die Spindel 54 durch die Antriebsabschnitte 61X, 61Y, 61Z entsprechend
den Instruktionen vom Host-Computer, welcher mit dem dreidimensionalen
Messinstrument 1 verbunden ist, angetrieben werden, wird
die Luft in die Luftkammer 941 eingeführt, und
die Ausgangswelle 72 und das Kugellager 73 werden
voneinander getrennt (siehe 12). Die
auf die Antriebsabschnitte 61X, 61Y, 61Z aufgebrachten
Belastungen können daher reduziert werden.
-
Wenn
die Balkentragebauteile 51 feinbewegt werden sollen, wird
der Feinbewegungshandgriff 711 gedreht. Wenn die Eingangswelle 74 durch
Drehen des Feinbewegungshandgriffes 711 gedreht wird, wird
der innere Laufring 811 des Kugellagers 81A entsprechend
der Drehung der Eingangswelle 74 gedreht, und die Wälzelemente 813 rollen
zwischen dem inneren Laufring 811 und dem äußeren
Laufring 812 entsprechend der Drehung des inneren Laufrings 811.
Die Drehge schwindigkeit der Eingangswelle 74 wird in die
Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente 813 umgewandelt.
-
Die
Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente 813 wird
kleiner gemacht als die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 74.
Ein Kugellager, in welchem die Durchmesser des inneren Laufrings 811, des äußeren
Laufrings 812 und der Wälzelemente 813 derart
eingestellt sind, dass, wenn der innere Laufring 811 ungefähr
2,63 Drehungen macht, die Wälzelemente 813 eine
Umdrehung machen, wird als Kugellager 81A verwendet, und
die Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente 813 ist
ungefähr 1/2,63 der Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 74.
-
Wenn
die Wälzelemente 813 des Kugellagers 81A rollen,
wird das Verbindungsglied-Haltebauteil 82 um die Drehachse
des Kugellagers 81A entsprechend dem Rollen der Wälzelemente 813 gedreht,
und der innere Laufring 811 des Kugellagers 81B wird
entsprechend der Drehung des Verbindungsglied-Haltebauteils 82 gedreht.
Die Drehgeschwindigkeit des inneren Laufrings 811 des Kugellagers 81B ist
ungefähr 1/2,63 der Drehgeschwindigkeit des inneren Laufrings 811 des
Kugellagers 81A (die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 74).
-
Wenn
der innere Laufring 811 des Kugellagers 81B gedreht
wird, wird der innere Laufring 811 des Kugellagers 81C durch
das Verbindungsglied-Haltebauteil 82 gedreht. Die Drehgeschwindigkeit
des inneren Laufrings 811 des Kugellagers 81C ist
ungefähr 1/2,63 der Drehgeschwindigkeit des inneren Laufrings 811 des
Kugellagers 81B.
-
Wenn
der innere Laufring 811 des Kugellagers 81C gedreht
wird, wird die Ausgangswelle 72 um die Drehachse des Kugellagers 81C entsprechend
der Drehung des Ausgangshaltebauteils 83 gedreht. Die Drehgeschwindigkeit
der Ausgangswelle 72 ist ungefähr 1/18,2 der Drehgeschwindigkeit
der Eingangswelle 74.
-
Wenn
der Durchmesser der Ausgangswelle 72 z. B. 6 mm beträgt,
hat die Ausgangswelle 72 einen Umfang von ungefähr
18,85 mm. Wenn der Feinbewegungshandgriff 711 eine Drehung
macht, können die Balkentragebauteile 51 um ungefähr
1,036 mm feinbewegt werden.
-
13 ist
eine grafische Darstellung, welche die Positionierungsempfindlichkeit
zeigt, wenn der Feinbewegungshandgriff 711 gedreht wird.
In 13 zeigt die Abszisse die Anzahl der Drehungen
des Feinbewegungshandgriffs 711 an, und die Ordinate zeigt
eine Abweichung von einem erwarteten Wert bei einer bestimmten Anzahl
von Drehungen an. Die grafische Darstellung G1 ist eine grafische
Darstellung, welche den Fall zeigt, in welchem der Feinbewegungshandgriff 711 in
Vorwärtsrichtung gedreht wird, und die grafische Darstellung
G2 ist eine grafische Darstellung, welche den Fall zeigt, in welchem der
Feinbewegungshandgriff 711 in umgekehrter Richtung gedreht
wird.
-
Wie
in 13 gezeigt, ist die Positionierungsempfindlichkeit,
wenn der Feinbewegungshandgriff 711 gedreht wird, innerhalb
eines Abweichungsbereichs von ungefähr 1,5 μm.
Wenn der Feinbewegungshandgriff 711 in Vorwärtsrichtung
gedreht wird und dann in Rückwärtsrichtung gedreht wird,
tritt kein Spiel auf.
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Wenn
die Balkentragebauteile 51 grobbewegt werden, wird der
Grobbewegungshandgriff 712 gedreht. Wenn das Abdeckbauteil 84 durch
Drehen des Grobbewegungshandgriffs 712 gedreht wird, werden
die äußeren Laufringe 812 der Kugellager 81A, 81B, 81C gleichzeitig
entsprechend der Drehung des Abdeckbauteils 84 gedreht,
und die Wälzelemente 813 rollen zwischen den inneren
Laufringen 811 und den äußeren Laufringen 812 entsprechend der
Drehung der äußeren Laufringe 812. Die
Drehgeschwindigkeit des Abdeckbauteils 84 wird in die Rollgeschwindigkeit
der Wälzelemente 813 umgewandelt.
-
In
dem Falle ist die Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente 813 der
Kugellager 81A, 81B, 81C gleich der Drehgeschwindigkeit
des Abdeckbauteils 84. Wenn die Wälzelemente 813 rollen,
wird die Ausgangswelle 72 um die Drehachse des Kugellagers 81C entsprechend
der Drehung des Ausgangshaltebauteils 83 gedreht. Zu dieser
Zeit ist die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle 72 gleich
der Rollgeschwindigkeit der Wälzelemente 813 der
Kugellager 81A, 81B, 81C. Die Drehgeschwindigkeit
der Ausgangswelle 82 ist daher gleich derjenigen des Abdeckbauteils 84.
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Wenn
der Durchmesser der Ausgangswelle 72 z. B. 6 mm beträgt,
hat die Ausgangswelle 72 einen Umfang von ungefähr
18,86 mm. Wenn der Grobbewegungshandgriff 712 eine Drehung
macht, können daher die Balkentragebauteile 51 um
ungefähr 18,85 mm grobbewegt werden.
-
Das
oben beschriebene Ausführungsbeispiel erzielt folgende
Effekte.
- (1) Der Ausgang des Getriebes 7 oder 7A ist
der Drehausgang der Ausgangswelle 72 oder 72A, und
es ist möglich, die Fördermechanismen 62X, 62Y, 62Z auszubilden,
welche längs der axialen Richtung des Förderbandes 621 oder
des Förderbandes 624 bewegt werden. Die Größe
wird daher entsprechend der bewegbaren Strecke nicht erhöht.
Das Getriebe 7 oder 7A kann ausgebildet werden
unter Verwendung der Allzweckkugellager 81A, 81B, 81C und
die Produktionskosten können daher reduziert. In dem Getriebe 7 oder 7A wird
kein Draht und kein Zahnrad verwendet, und es tritt daher kein Spiel
auf.
- (2) Die Drehgeschwindigkeit der Eingangswelle 74 wird
reduziert durch jedes der Kugellager 81A, 81B, 81C,
verglichen mit dem Fall, in welchem das Reduktionsverhältnis
durch die Durchmesser des inneren Laufrings 811, des äußeren
Laufrings 812 und der Wälzelemente 813 eingestellt
wird. Das Reduktionsverhältnis kann daher in großem Umfang
verändert werden.
- (3) Wenn der Einführungsabschnitt 741 oder 822 in
den inneren Laufring 811 eingeführt wird, können
die Wälzelemente 813 durch den inneren Laufring 811 gepresst
werden. Wenn der innere Laufring 811 oder der äußere
Laufring 812 entsprechend der Drehung der Eingangswelle 74 oder
des Abdeckbauteils 84 gedreht wird, ist es möglich,
ein Rutschen der Wälzelemente 813 zu unterdrücken,
und die Ausgangswelle 72 oder 72A kann im erwarten
Reduktionsverhältnis gedreht werden.
- (4) Das Abdeckbauteil 84 ist mit dem äußeren Laufring 812 der
Kugellager 81A, 81B, 81C integriert,
und die äußeren Laufringe 812 der Kugellager 81A, 81B, 81C können
gleichzeitig gedreht werden durch Drehen des Abdeckbauteils 84.
In dem Getriebe 7 oder 7A kann die Ausgangswelle 72 oder 72A feinbewegt
werden durch Drehen der Eingangswelle 74, und die Ausgangswelle 72 oder 72A kann
grobbewegt werden durch Drehen des Abdeckbauteils 84.
-
Modifikationen der Ausführungsformen
-
Die
Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform
beschränkt. Modifikationen, Verbesserungen und dergleichen
innerhalb des Bereichs, in welchem das Ziel der Erfindung erreicht werden
kann, sind in der Erfindung eingeschlossen.
-
In
dem obigen Ausführungsbeispiel hat z. B. das Getriebe 7 oder 7A drei
Kugellager 81A, 81B, 81C, welche gegenüberliegend
in der Drehachsenrichtung angeordnet sind.
-
Alternativ
kann das Getriebe durch eine Wälzlager ausgebildet sein
oder durch vier oder mehr Wälzlager. Wenn das Getriebe
durch ein Wälzlager ausgebildet ist, sind keine Verbindungsglied-Haltebauteile
erforderlich.
-
In
der obigen Ausführungsform sind die Ausgangswelle 72 oder 72A und
das Ausgangshaltebauteil 83 getrennt ausgebildet. Alternativ
können die Ausgangs welle und das Ausgangshaltebauteil miteinander
integriert sein. Kurz gesagt muss die Ausgangswelle mit dem Haltebauteil
verbunden sein.
-
In
der obigen Ausführungsform werden Kugellager 81A, 81B, 81C als
Wälzlager verwendet. Alternativ kann ein Rollenlager oder
dergleichen verwendet werden. Kurz, das Wälzlager muss
einen inneren Laufring, einen äußeren Laufring
und eine Vielzahl von Wälzelementen aufweisen.
-
In
der obigen Ausführungsform ist der Einführungsabschnitt 741 oder 822 im
Presssitz im inneren Laufring 811 aufgenommen.
-
Alternativ
kann der Einführungsabschnitt einen äußeren
Durchmesser haben, welcher im Wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser
des inneren Laufrings ist. In einem Wälzlager ist normalerweise
ein radialer Spalt gegeben. Daher wird die Ausbildung der Erfindung,
in welcher der Einführungsabschnitt in dem inneren Laufring
im Presssitz aufgenommen ist, bevorzugt.
-
In
der obigen Ausführungsform hat das Getriebe 7 oder 7A das
Abdeckbauteil 84, welches mit den äußeren
Laufringen 812 der Kugellager 81A, 81B, 81C integriert
ist. Alternativ kann das Abdeckbauteil mit einem der Kugellager
integriert sein. Das Getriebe kann auch kein Abdeckbauteil aufweisen.
-
In
der obigen Ausführungsform ist das Getriebe 7 oder 7A auf
dem dreidimensionalen Messinstrument 1 montiert, welches
das Messelement 2A und den Bewegungsmechanismus 3 aufweist.
Alternativ kann das Getriebe auf einem anderen Messinstrument, einem
Maschinenwerkzeug oder dergleichen montiert sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2005-300318
A [0002, 0004, 0005, 0005, 0018, 0019]