DE10309859A1

DE10309859A1 - Winkeleinstellvorrichtung

Info

Publication number: DE10309859A1
Application number: DE10309859A
Authority: DE
Inventors: Hirokazu Ishikawa; Yoichi Nakazato
Original assignee: THK Co Ltd; Beldex Corp
Current assignee: THK INTECHS CO., LTD., NERIMA, TOKYO, JP; THK Co Ltd
Priority date: 2002-03-06
Filing date: 2003-03-06
Publication date: 2003-09-18
Also published as: US20030167865A1; KR100924398B1; KR20030074247A; CN1442667A; US7201073B2; CN100489442C; JP2003329096A; JP4180875B2

Abstract

Winkeleinstellvorrichtung mit einem Sockel, einem Paar Führungsteile mit einer bogenförmigen Spur, einem Schwenkkörper, der entlang der Spur der Führungsteile bewegbar ist, und einem Bewegungskörper zum Bewegen des Schwenkkörpers, um die Winkelposition des Schwenkkörpers um die Schwenkachse einzustellen. Das Bewegungsteil hat einen Motor, der im Sockel vorgesehen ist, ein Kupplungszapfen, der im Schwenkkörper vorgesehen ist, und einen Kupplungsmechanismus, der zwischen Motor und Kupplungszapfen angeordnet ist. Ein Hauptkupplungsteil des Kupplungsmechanismus ist mit einem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle drehbar um die Achse parallel zur Schwenkachse gekuppelt und mit dem Kupplungszapfen gekuppelt, um linear bewegbar in dessen Axialrichtung zu sein. Die Führungsteile haben zwei flache Referenzebenen und sind in einem Zustand befestigt, in dem die Referenzebenen mit zwei flachen Stellebenen des Sockels in Kontakt stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Winkeleinstellvorrichtung, eine so genannte Drehschwenkbühne (engl.: "gonio-stage" oder "swivel-stage").

Ein das den Stand der Technik repräsentierende Dokument über die erfindungsgemäße Winkeleinstellvorrichtung ist JP-A-2000-230548 (Fig. 1, Fig. 10). Diese Veröffentlichung offenbart eine zweiachsige Winkeleinstellvorrichtung. In einer ersten Ausführungsform dieser Vorrichtung sind eine untere Bühnenstruktur und eine obere Bühnenstruktur im wesentlichen gleich. In jeder Bühne hat die Vorrichtung einen Sockel, der einen U-förmigen Querschnitt hat, mit einer Bodenwand und zwei Seitenwänden. Der obere Rand der beiden Seitenwände des Sockels ist wie ein Kreisbogen ausgebildet und ein Führungsteil, das eine bogenförmige Form hat, ist an einer vertikalen, flachen Außenfläche (Stellebene) entlang dem oberen Rand befestigt. Das Führungsteil ist mittels einer Schraube von außen an die Seitenwand befestigt. Eine bogenförmige Nut (Spur) ist an der oberen und an der unteren Fläche des Führungsteils ausgebildet.

Außerdem weist die Vorrichtung einen Schwenkkörper in jeder Bühne auf. Der Schwenkkörper weist einen Schwenktisch, der einen U-förmigen Querschnitt hat, mit einer oberen Wand und zwei Seitenwänden und einen Durchgangsblock, der an der Innenfläche der beiden Seitenwände des Schwenktischs befestigt ist. Jeder Durchgangsblock hat eine Endlosumlaufpassage und Kugeln sind in der Endlosumlaufpassage angeordnet. Ein Teil der Endlosumlaufpassage ist einer Spur des Führungsteils zugewandt und die dazwischen angeordneten Kugeln rollen, während sie entlang der Spur des Durchgangslochs sich bewegen.

Ferner hat die Vorrichtung ein Bewegungsmittel. Dieses Bewegungsmittel bewegt den Schwenkkörper entlang der bogenförmigen Spur, um die Winkelposition des Schwenkkörpers um eine Schwenkachse (Achse verläuft durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur) einzustellen. Das Bewegungsmittel weist einen Motor auf, der im Schwenktisch vorgesehen ist, und eine bogenförmige Zahnstange, die gemäß der ersten Ausführungsform der vorhergehenden Veröffentlichung mit einem Ritzel in Eingriff steht, wie in Fig. 1 gezeigt. Die Zahnstange ist nahe dem oberen Rand der Innenfläche der beiden Seitenwände des Sockels fixiert. Zusammen mit der Motordrehung wird der Schwenkkörper via den Eingriff des Ritzels und der Zahnstange entlang der Spur bewegt.

In einer vierten Ausführungsform der Veröffentlichung, wie in Fig. 10 gezeigt, ist das Bewegungsmittel der unteren Bühne unterschiedlich von dem der ersten Ausführungsform. Das Bewegungsmittel in der untern Bühne weist einen Motor, der im Sockel vorgesehen ist, einen Kugelgewindespindelmechanismus, der mit dem Motor gekuppelt ist, einen ersten Bewegungskörper, der linear durch den Kugelgewindespindelmechanismus horizontal bewegbar ist, und einen zweiten Bewegungskörper auf, der verschiebbar vertikal auf dem ersten Bewegungskörper vorgesehen ist. Der Schwenktisch ist drehbar mit dem zweiten Bewegungskörper gekuppelt. In dieser Ausführungsform ist der erste Bewegungskörper via den Kugelgewindespindelmechanismus zusammen mit der Motordrehung horizontal bewegbar, wobei die Horizontalbewegung via den zweiten Bewegungskörper in die Bewegung des Schwenktisch entlang der Spur umgewandelt wird.

Eine Vorrichtung gemäß JP-A-2001-99150 (Fig. 2, Fig. 4) weist wie die vorhergehende Veröffentlichung einen Sockel, ein Paar bogenförmiger Führungsteile, die am Sockel befestigt sind, einen Schwenkkörper, der entlang der Spur der Führungsteile bewegbar ist, und ein Bewegungsmittel zum Bewegen des Schwenkkörpers auf, um die Winkelposition des Schwenkkörpers um eine Schwenkachse (Achse verläuft durch den Krümmungsmittelpunkt der bogenförmigen Spur) einzustellen. Ein konvexer Abschnitt ist im Zentrum des Sockels ausgebildet und dient als eine erste Stellebene, wo beide Seitenflächen des konvexen Abschnitts vertikal sind. Eine obere Fläche, die an den konvexen Abschnitt angrenzt, ist ebenfalls eine bogenförmige Fläche, die als eine zweite Stellebene dient. Übrigens ist eine Seitenfläche des Führungsteils eine erste Referenzebene, flach, und eine bogenförmige Nut, die als Spur dient, auf der anderen Seite der Fläche ausgebildet. Außerdem ist eine untere Fläche des Führungsteils eine zweite Referenzebene, die als eine bogenförmige Fläche dient. Das Führungsteil ist am Sockel mittels einer Schraube gegen die zweite Stellebene in einem Zustand befestigt, in dem die flache erste Referenzebene des Führungsteils mit der ersten Stellebene des Sockels in Kontakt steht und die zweite Referenzebene der bogenförmigen Fläche mit der zweiten Stellebene in Kontakt steht.

Das Bewegungsmittel der Vorrichtung gemäß JP-A-2001-99150 weist einen Motor, der im Sockel vorgesehen ist, eine Schnecke, die durch den Motor gedreht wird, und einen Verzahnungsabschnitt auf, der auf dem Schwenkkörper ausgebildet ist und mit der Schnecke in Eingriff steht. Zusammen mit der Motordrehung wird der Schwenkkörper via den Eingriff der Schnecke und des Verzahnungsabschnitts gedreht.

In den letzten Jahren gibt es das Erfordernis die Feinwinkeleinstellung mit hoher Präzision auszuführen. Jedoch kann mit der herkömmlichen Winkeleinstellvorrichtung mit der Vorrichtung der vorhergehenden Veröffentlichungen dieses Erfordernis nicht erfüllt werden. Der Grund wird im folgenden erläutert.

Bei der Vorrichtung gemäß JP-A-2000-230548 wird das bogenförmige Führungsteil dann deformiert, wenn die Schraube angezogen wird, so dass sich die Rundheit der Spur verschlechtert, da das Führungsteil mittels der Schrauben in einem Zustand befestigt wird, in dem die bogenförmige, flache Referenzfläche mit der flachen Stellebene des Sockels in Kontakt ist. Bei der Vorrichtung gemäß JP-A-2001-99150 wird ebenfalls das Führungsteil deformiert und die Rundheit der Spur des Führungsteils verschlechtert, so dass die Genauigkeit der Winkelpositioneinstellung verschlechtert wird, da die zweite Referenzebene des Führungsteils mit der kreisförmigen Fläche der zweiten Stellebene des Sockels ausgerichtet ist, wenn die Rundheit des Kreisbogens der zweiten Stellebene gering ist oder die zweite Stellebene und die zweite Referenzebene einen geringfügig unterschiedlichen Krümmungsradius des Kreisbogens haben.

In der Ausführungsform gemäß JP-A-2000-230548 sind die Zahnstange und das Ritzel in jedem Schwenkkörper und im Sockel vorgesehen. In der vierten Ausführungsform ist der maßgefertigte Kugelgewindespindelmechanismus im Sockel eingebaut. In der Vorrichtung gemäß JP-A-2001-99150 sind die Schnecke und der Verzahnungsabschnitt im Sockel und im Schwenkkörper vorgesehen. Bei diesen Strukturen hat die Winkelpositioneinstellung keine hohe Genauigkeit wegen des Spiels eines nach außen freiliegenden Eingriffsabschnitts.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst eine Winkeleinstellvorrichtung zu schaffen, mit der die Mikrowinkeleinstellungen mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden können.

Die erfindungsgemäße Winkeleinstellvorrichtung weist auf: einen Sockel mit einer ersten und einer zweiten Stellebene, die einander schneiden, einen Führungsteil, das am Sockel befestigt ist und einen spurausbildenden Abschnitt, eine bogenförmige Spur, die auf dem spurausbildenden Abschnitt ausgebildet ist, und einen Basisabschnitt hat, der eine erste und eine zweite Referenzebene hat, einen Schwenkkörper, der entlang der Spur des Führungsteils bewegbar ist, und ein Bewegungsteil zum Bewegen des Schwenkkörpers, um die Winkelposition des Schwenkkörpers um eine Schwenkachse einzustellen, die durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur verläuft, wobei der spurausbildende Abschnitt und der Basisabschnitt einstückig ausgebildet sind, und das Führungsteil in einem Zustand, in dem die erste und die zweite Referenzebene mit der ersten und der zweiten Stellebene des Sockels in Kontakt sind, am Sockel befestigt ist.

Mit der vorhergehenden Konstruktion ist das Führungsteil am Sockel derart befestigt, dass die erste und die zweite flache Referenzebene des Basisabschnitts des Führungsteils mit der ersten und der zweiten flachen Stellebene des Sockels ausgerichtet sind, wobei die bogenförmige Spur nicht deformiert ist und die schlechte Rundheit der Spur vermeidbar ist. Deshalb ist die Winkeleinstellung des Schwenkkörpers bei hoher Genauigkeit durchführbar.

Bevorzugt ist das Führungsteil am Sockel befestigt, so dass die erste Referenzebene gegen die erste Stellebene durch eine erste Schraube gedrückt ist, die die erste Stellebene und die erste Referenzebene durchdringt, und am Sockel befestigt ist, so dass die zweite Referenzebene gegen die zweite Stellebene durch eine zweite Schraube gedrückt ist, die die zweite Stellebene und die zweite Referenzebene durchdringt. Dadurch ist das Positionieren des Führungsteils zuverlässiger durchführbar.

Bevorzugt hat der Sockel ein Paar Stellabschnitte, die im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse angeordnet sind, wobei jeder Stellabschnitt jeweils mit der ersten und der zweiten Stellebene ausgebildet ist, wobei das Führungsteil ein Paar Führungsteile aufweist, die jeweils an einem Stellabschnitt befestigt sind, um sich einander zugewandt zu sein, wobei der spurausbildende Abschnitt jedes Führungsteils vom Basisabschnitt vorsteht, wobei der Schwenkkörper angeordnet ist, um das Paar Führungsteile quer zu überragen, wobei jeder spurausbildende Abschnitt mit einem Paar Spuren ausgebildet ist, die jeweils eine unterschiedliche Krümmung haben, wobei die Spuren im Abstand voneinander in Richtung senkrecht zur Normale der Ebene angeordnet sind, entlang der die Führungsteile einander zugeordnet sind, und wobei mindestens ein Teil des Bewegungsteils in einem Raum aufgenommen ist, der durch den Sockel, den Schwenkkörper und dem Paar Führungsteile gebildet ist.

Dadurch nimmt das Bewegungsteil keinen großen Raum in Anspruch und die Größe der Vorrichtung ist reduziert. Und der Schwenkkörper ist in Summe mittels vier Spuren stabil geführt.

Bevorzugt hat die Spur eine Rollkontaktfläche für Rollelemente, wobei der Schwenkkörper mit einer Endlosumlaufpassage ausgebildet ist, die eine Rollkontaktfläche für Rollelemente aufweist, die der Rollkontaktfläche der Spur zugewandt ist, wobei eine Mehrzahl von Rollelementen, die mit der Bewegung des Schwenkkörpers umlaufen, in der Endlosumlaufpassage angeordnet sind, und wobei die Rollelemente in einem vorgespannten Zustand zwischen der Rollelement-Rollkontaktfläche der Spur und der Rollkontaktflächen angeordnet sind. Dadurch hat der Schwenkkörper eine erhöhte Steifheit gegen das Führungsteil. Die Steifheit ist eine Größe, die die Elastizität des Versatzes oder der Deformation anzeigt, wenn eine Kraft oder ein Moment auf eine Komponente oder zwischen Komponenten wirkt, und als eine statische Steifheit und als eine dynamische Steifheit gegeben ist.

Um das vorhergehende Problem zu lösen, schaffte gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung die Erfindung eine Winkeleinstellvorrichtung mit: einem Sockel, einem Führungsteil, das am Sockel befestigt ist und eine bogenförmige Spur aufweist, einem Schwenkkörper, der entlang der Spur des Führungsteils bewegbar ist, und einem Bewegungsteil zum Bewegen eine Schwenkkörpers, um die Winkelposition des Schwenkkörpers um die Schwenkachse einzustellen, die durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur verläuft, wobei das Bewegungsteil aufweist: einen Antriebsabschnitt mit einer Abtriebswelle, die in Richtung senkrecht zur Schwenkachse sich erstreckt und einen einstellbaren Vorsprungsbetrag hat und im Sockel bzw. im Schwenkkörper vorgesehen ist, eine Kupplungszapfen, der im Schwenkkörper bzw. im Sockel vorgesehen ist, und einen Kupplungsmechanismus, der zwischen einem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle und des Kupplungszapfens angeordnet ist, um die Axialbewegung der Abtriebswelle in eine Bewegung des Schwenkkörpers entlang der Spur umzuwandeln, wobei der Kupplungsmechanismus ein Hauptkupplungsteil aufweist, das mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle drehbar um eine Drehachse parallel zur Schwenkachse gekuppelt ist und das mit dem Kupplungszapfen gekuppelt ist, um linear bewegbar in Axialrichtung des Kupplungszapfens zu sein.

Mit der vorhergehenden Konstruktion hat der Kupplungsmechanismus keinen Eingriffsabschnitt, wie zum Beispiel eine Schraube, wodurch es ermöglicht ist eine Verschlechterung der Winkeleinstellgenauigkeit wegen Spiel zu verhindern. Eine Spannungsfeder ist ebenfalls nicht notwendig, um das Spiel abzubauen und eine hohe Lebensdauer zu erreichen.

Bevorzugt ist das Hauptkupplungsteil via einer Kugelkeilwelle mit dem Kupplungszapfen in der Art und Weise gekuppelt, dass das Hauptkupplungsteil linear bewegbar ist. Dadurch ist das Hauptkupplungsteil entlang des Kupplungszapfens stabil bewegbar.

Wenn die Abtriebswelle vorrückbar oder zurückziehbar unter Drehung ist, wobei der Kupplungsmechanismus ein Hilfskupplungsteil aufweist, das zwischen dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle und dem Hauptkupplungsteil angeordnet ist, wobei das Hilfskupplungsteil mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle gekuppelt ist, um relativ drehbar um die Längsachse der Abtriebswelle zu sein, und wobei das Hauptkupplungsteil und das Hilfskupplungsteil drehbar um die Drehachse parallel zur Schwenkachse gekuppelt sind.

Bevorzugt weist das Führungsteil ein Paar Führungsteile auf, die im Abstand voneinander angeordnet in Richtung parallel zur Schwenkachse auf dem Sockel vorgesehen sind, wobei der Schwenkkörper angeordnet ist, um das Paar Führungsteile quer zu überragen, und wobei der vordere Endabschnitt der Abtriebswelle, der Kupplungszapfen und der Kupplungsmechanismus in einem Raum angeordnet sind, der durch den Sockel, den Schwenkkörper und dem Paar Führungsteile gebildet ist. Dadurch, wenn die Abtriebswelle vorgerückt oder zurückgezogen wird, werden der linke und der rechte Abschnitt des Schwenkkörpers synchron bewegt, wobei das Auftreten von Verklemmen der linken und der rechten Spur verhindert wird.

Bevorzugt weist die Winkeleinstellvorrichtung ferner einen Winkelpositiondetektor, wobei der Winkelpositiondetektor ein Skalenaufzeichnungsteil, das im Sockel bzw. im Schwenkkörper vorgesehen ist, und einen Detektor zum Detektieren der Skala des Skalenaufzeichnungsteils auf, wobei der Detektor im Schwenkkörper bzw. im Sockel. Dadurch ist die Beziehung zwischen der abgetasteten Ausgabegröße und der Winkelposition des Schwenkkörpers linear und die Winkelposition wird direkt detektiert, woraus die Winkelpositiondetektion bei hoher Genauigkeit folgt.

Um das vorhergehende Problem zu lösen, schafft gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform die Erfindung eine Winkeleinstellvorrichtung mit: einem Sockel, einem Führungsteil, das am Sockel befestigt ist und eine bogenförmige Spur aufweist, einem Schwenkkörper, der entlang der Spur des Führungsteils bewegbar ist, und einem Bewegungsteil zum Bewegen des Schwenkkörpers, um die Winkelposition des Schwenkkörpers um eine Schwenkachse einzustellen, die durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur verläuft, wobei das Bewegungsteil aufweist: einen Antriebsabschnitt mit einer Abtriebswelle, die in Richtung senkrecht zur Schwenkachse sich erstreckt und einen einstellbaren Vorsprungsbetrag hat und im Sockel vorgesehen ist, und ein Kupplungsmechanismus, der zwischen einem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle und dem Antriebsabschnitt des Schwenkkörpers angeordnet ist, um die Axialbewegung der Abtriebswelle in eine Bewegung des Schwenkkörpers entlang der Spur umzuwandeln, und wobei der Kupplungsmechanismus eine Blattfeder aufweist, wobei der Krümmungsgrad der Blattfeder verändert wird, wenn der Schwenkkörper entlang der Spur sich bewegt, um den Abstand zwischen einer Fixierposition der Blattfeder zum Schwenkkörper und der Abtriebswelle zu variieren.

Mit der vorhergehenden Konstruktion weist der Kupplungsmechanismus die Blattfeder auf und die Axialbewegung der Abtriebswelle wird via der Blattfeder in die Bewegung des Schwenkkörpers entlang der Spur umgewandelt. Deshalb hat der Kupplungsmechanismus keinen Eingriffsabschnitt, wie z. B. eine Schraube, wodurch es ermöglich ist, eine Verschlechterung der Winkeleinstellgenauigkeit wegen Spiel zu verhindern. Durch den Gebrauch der Blattfeder ist die Struktur ebenfalls vereinfacht bei niedrigen Kosten.

Wenn die Abtriebswelle vorrückbar oder zurückziehbar unter Drehung ist, wobei der Kupplungsmechanismus ein Kupplungsteil aufweist, wobei das Kupplungsteil mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle gekuppelt ist, um relativ drehbar um die Antriebswelle zu sein, wobei ein Endabschnitt der Blattfeder am Kupplungsteil befestigt ist.

Bevorzugt weist das Führungsteil ein Paar Führungsteile auf, die auf dem Sockel im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse vorgesehen sind, wobei der Schwenkkörper angeordnet ist, um das Paar Führungsteile quer zu überragen, und wobei der vordere Endabschnitt der Abtriebswelle und der Kupplungsmechanismus in einem Raum angeordnet sind, der durch den Sockel, den Schwenkkörper und dem Paar Führungsteile gebildet ist. Dadurch, wenn die Abtriebswelle vorgerückt oder zurückgezogen wird, werden der linke und der rechte Abschnitt des Schwenkkörpers synchron bewegt, wobei das Auftreten von Verklemmen der linken und der rechten Spur verhindert wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Längsquerschnittsdarstellung einer Winkeleinstellvorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform,
Fig. 2 eine Draufsicht der Winkeleinstellvorrichtung,
Fig. 3 eine Draufsicht der Winkeleinstellvorrichtung, wobei ein Sockel und ein Bewegungsteil teilweise geschnitten dargestellt sind,
Fig. 4 eine Ansicht der Winkeleinstellvorrichtung von rechts,
Fig. 5 eine Ansicht der Winkeleinstellvorrichtung von rechts, wobei der Sockel, ein Bewegungsteil, ein Durchgangsblock und ein Schwenktisch der Vorrichtung in einer Explosionsdarstellung dargestellt sind,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Winkeleinstellvorrichtung, wobei der Sockel, das Führungsteil und der Durchgangsblock zusammengebaut sind,
Fig. 7 eine Seitenansicht des Sockels und des Führungsteils, die in einer Explosionsdarstellung dargestellt ist,
Fig. 8 eine Seitenansicht, die teilweise ein Winkelpositiondetektiermittel der Winkeleinstellvorrichtung zeigt,
Fig. 9 eine Seitenansicht, die eine Glasplatte des Winkelpositiondetektiermittels zeigt,
Fig. 10A bis 10C Längsquerschnittsdarstellungen, die teilweise eine Winkeleinstellvorrichtung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigen, wobei in Fig. 10A bis 100 unterschiedliche Stellungen gezeigt sind,
Fig. 11 eine Längsquerschnittsdarstellung, die teilweise eine Winkeleinstellvorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform zeigt, und
Fig. 12 eine Längsquerschnittsdarstellung, die teilweise eine Winkeleinstellvorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen vierten Ausführungsform zeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 9 wird eine Winkeleinstellvorrichtung gemäß einer erfindungsgemäßen ersten Ausführungsform nachfolgend beschrieben. Die Winkeleinstellvorrichtung weist einen Sockel 10, ein Paar Führungsteile 20, die am Sockel 10 befestigt sind, einen Schwenkkörper 30, der entlang der Führungsteile 20 geführt ist, ein Bewegungsteil 40 zum Bewegen des Schwenkkörpers 30, und einen Detektor 50 zum Detektieren der Winkelposition des Schwenkkörpers 30 auf, wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt.
Der Schwenkkörper 30 ist entlang einer kreisbogenförmigen Kurve bewegbar, was nachfolgend beschrieben wird, wobei eine Schwenkachse Ox als die Achse im Mittelpunkt der Kreisbogenkurve in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Die Schwenkachse Ox ist senkrecht zur Zeichenfläche in Fig. 1, erstreckt sich jedoch von links nach rechts in Fig. 4. Komponenten werden nachfolgend im Detail beschrieben. Die Anordnung der Komponenten werden unter Bezugnahme auf die Schwenkachse Ox beschrieben.
Der Sockel 10 hat einen Basisabschnitt 11 mit in Form einer horizontalen Platte und einen Vorsprung 12, der von der oberen Fläche des Basisabschnitts 10 vorsteht. Der Vorsprung 12 erstreckt sich horizontal in Richtung senkrecht zur Schwenkachse Ox, und ein konkaver Abschnitt 13, der sich in Längsrichtung des Vorsprungs 12 erstreckt, ist an dessen oberen Fläche ausgebildet. Durchgangslöcher 14 sind an den vier Ecken des Basisabschnitts 11 ausgebildet, um die Vorrichtung an einem Fundamenttisch (nicht gezeigt) mittels Schrauben (nicht gezeigt) zu befestigen, die durch die Durchgangslöcher 14 gesteckt sind. Die Bezeichnung "Sockel" weist den Fundamenttisch auf.
Wie aus Fig. 3 bis 7 ersichtlich sind zwei Seiten des Vorsprungs 12 des Sockels 10 als ein Paar Stellebenen 15 vorgesehen, die flach und vertikal sind und deren Funktion nachfolgend beschrieben wird. Die oberen Flächen nahe des Vorsprungs 12 im Basisabschnitt 11 des Sockels 10 sind ebenfalls als ein Paar zweite Stellebenen 16 vorgesehen, die flach und horizontal sind. Die erste Stellebene 15 und die zweite Stellebene 16 schneiden einander senkrecht. Eine Normale der ersten Stellebene 15 ist parallel zur Schwenkachse Ox und erstreckt sich horizontal und eine Normale der zweiten Stellebene 16 ist senkrecht zur Schwenkachse Ox und erstreckt sich vertikal. Das Paar Stellabschnitte (nahe den beiden Seiten des Vorsprungs 12), die die Stellebenen 15 und 16 aufweisen, sind im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse Ox angeordnet.
Wie aus Fig. 4 bis 7 ersichtlich ist das Paar Führungsteile 20 am Paar Stellabschnitte befestigt, wobei die Führungsteile 20 im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse Ox und einander gegenüberliegend angeordnet sind. Jedes Führungsteil 20 hat einen Basisabschnitt 21 und einen spurausbildenden Abschnitt 22. Der Basisabschnitt 21 hat eine Seitenfläche, die als eine erste Referenzebene 25 vorgesehen ist, die flach und vertikal ist, und eine untere Fläche, die als eine zweite Referenzebene 26 vorgesehen ist, die flach und horizontal ist. Die erste Referenzebene 25 steht in Kontakt mit der ersten Stellebene 15 des Sockels 10 und die zweite Referenzebene 26 steht in Kontakt mit der zweiten Stellebene 16 des Sockels 10, so dass die Führungsteile 20 positioniert sind. In diesem Zustand sind die Führungsteile 20 am Sockel 10 befestigt.
Ausführlich gesehen heißt das, dass das Führungsteil 20 ein horizontales Durchgangsloch 25a mit einem Ende hat, das offen zur ersten Referenzebene 25 ist. Der Sockel 10 hat ein Gewindeloch 15a mit einem Ende, das offen zur Stellebene 15 ist. Durch Einsetzen einer Schraube 61 (erste Schraube) durch das Durchgangsloch 25a von außen und Einschrauben derselben in das Gewindeloch 15a wird das Führungsteil 20 derart befestigt, dass die erste Referenzebene 25 gegen die erste Stellebene 15 gedrückt wird. Der Sockel 10 hat ebenfalls ein vertikales Durchgangsloch 16a mit einem Ende, das offen zur zweiten Stellebene 16 ist, und das Führungsteil 20 hat ein Gewindeloch 26a mit einem Ende, das offen zur zweiten Referenzebene 26 ist. Durch Einsetzen einer Schraube 62 (zweite Schraube) durch das Durchgangsloch 16a von der Unterseite und Einschrauben derselben in das Gewindeloch 26a wird das Führungsteil 20 derart befestigt, dass die zweite Referenzebene 26 gegen die zweite Stellebene 16 gedrückt wird. Jedes Führungsteil 20 ist durch zwei (mehrere) Schrauben 61 und zwei Schrauben 62 befestigt.
Der spurausbildende Abschnitt 22 des Führungsteils 20 hat eine Kreisbogenform, steht vom vorderen Endabschnitt des Basisabschnitts 21 nach Außen vor (in Richtung weg vom Vorsprung 12 des Sockels 10 und in Richtung weg von der Seite der direkt angrenzenden Seite des Führungsteils 20). Die Spuren 23a und 23b, die aus einer kreisbogenförmigen Nut bestehen, sind auf der oberen und der unteren Fläche des spurausbildenden Abschnitts 22 ausgebildet. Die Nut der Spuren 23a und 23b bildet eine Rollkontaktfläche von Rollelementen. Die beiden Spuren 23a und 23b des Spurenpaars haben unterschiedliche Krümmungsradien, jedoch haben sie den gleichen Krümmungsradiusmittelpunkt. Die Spuren 23a und 23b des Spurenpaars sind im Abstand voneinander in Richtung senkrecht zur Normale der Ebene angeordnet, entlang der die beiden Führungsteile 20 einander zugewandt sind.
Wie aus Fig. 1, 2 und 4 bis 6 ersichtlich hat der Schwenkkörper 30 einen Schwenktisch 31 und einen Durchgangsblock (Durchgangskörper) 35. Der Schwenktisch 31 hat eine obere Wand 32, die eben und quadratisch ist, und ein Paar Seitenwände 33, die sich vertikal von beiden Seitenrändern der oberen Wand 32 nach unten erstrecken. Eine Normale im Mittelpunkt der oberen Fläche der oberen Wand 32 ist in Fig. 1 mit Lx bezeichnet. Die Normale Lx schneidet die Schwenkachse Ox. Zwei Durchgangsblöcke 35 sind durch Bolzen an die Innenseitenfläche jeder Seitenwand 33 jeweils befestigt. Jeder Durchgangsblock 35 weist eine obere und eine untere Endlosumlaufpassage 36 auf (mit einer Rollkontaktfläche für Rollelemente, die den Spuren 23a und 23b des Führungsteils 20 zugewandt sind).
Eine Mehrzahl von Kugeln 37 (Rollelemente) sind in der Endlosumlaufpassage 36 angeordnet, die durch die Endlosumlaufpassage 36 zusammen mit der Bewegung des Durchlaufblocks 35 umlaufen und die auf den Rollkontaktflächen zwischen dem Führungsteil 20 und dem Transitblock 35 rollen. Der Durchmesser der Kugel 37 ist geringfügig größer als das Spiel zwischen den Rollkontaktflächen. Die Rollkontaktflächen und die Kugeln 37 sind durch Einsetzen der Kugeln in die Rollkontaktflächen elastisch deformiert, wodurch die Kugeln 37 vorgespannt sind.
Das Bewegungsteil 40 wird im Folgenden beschrieben. Das Bewegungsteil 40 weist eine Antriebseinheit 42 (Antriebsabschnitt) auf, die via einer Halterung 41 am Sockel 10 befestigt ist, wie in Fig. 1 und 3 gezeigt. Eine Abtriebswelle 42a der Antriebseinheit 42 erstreckt sich horizontal in Richtung senkrecht zur Schwenkachse Ox, ihr vorderer Endabschnitt tritt in einen Raum ein, der durch den Sockel 10, den Schwenktisch 31 und dem Paar Führungsteile 20 gebildet ist. In dieser Ausführungsform ist ein Basisendabschnitt der Abtriebswelle 42a eine Kugelgewindespindel, die mit einer Mutter (nicht gezeigt) innerhalb eines Gehäuses 42x der Antriebseinheit 42 gepaart ist. Ein Schrittmotor (nicht gezeigt), der innerhalb des Gehäuses 42x der Antriebseinheit 42 untergebracht ist, wird angetrieben, um die Mutter zu drehen, so dass die Abtriebswelle 42a vorgerückt oder zurückgezogen wird, wodurch deren Vorsprungsbetrag eingestellt wird.
Ferner weist das Bewegungsteil 40 einen Kupplungszapfen 43 auf, der im Schwenkkörper 30 vorgesehen ist. Der Kupplungszapfen 43 ist im Zentrum des Schwenktischs 31 befestigt, senkrecht zur oberen Wand 32 des Schwenktischs 31 und erstreckt sich nach unten. Der Kupplungszapfen 43 ist innerhalb des Raums aufgenommen, der durch den Sockel 10, den Schwenktisch 31 und dem Paar Führungsteile 20 gebildet ist, wobei sein vorderer Endabschnitt in den konkaven Abschnitt 13 des Sockels 10 eintritt.
Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist ein Kupplungsmechanismus 45 zwischen der Abtriebswelle 42a bzw. der Antriebseinheit 42 und dem Kupplungszapfen 43 angeordnet. Der Kupplungsmechanismus 45 hat zwei Kupplungsteile 45 und 46. Der Basisendabschnitt des Kupplungsteils 45 ist am vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 42a befestigt.
Das Kupplungsteil 45 weist ein Paar plattenähnliche Stücke an seinem vorderen Endabschnitt auf, in dem eine Welle 48 via einem Lager 47 drehbar abgestützt ist. Das Kupplungsteil (Hauptkupplungsteil) 46 hat ein Durchgangsloch 45x, in das die Welle 48 eingesetzt und befestigt ist. Folglich ist das Kupplungsteil 46 mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 42 drehbar um die Welle 48 (Drehachse parallel zur Schwenkachse Ox) gekuppelt. Außerdem ist das Kupplungsteil 46 via einer zylindrischen Kugelkeilwelle 49 mit dem Kupplungszapfen 43 in Axialrichtung des Kupplungszapfens bewegbar gekuppelt, die den Kupplungszapfen 43 umschließt.
Wenn der Schrittmotor der Antriebseinheit 42 angetrieben wird, wird die Abtriebswelle 42a axial bewegt, um dessen Vorsprungsbetrag zu ändern. Da das Kupplungsteil 46 via dem Kupplungsteil 45 mit der Abtriebswelle 42a gekuppelt ist, um relativ drehbar aber nicht relativ axial bewegbar zu sein, wird es in die gleiche Richtung bewegt, um den Kupplungszapfen 43 zusammen mit der Axialbewegung der Abtriebswelle 42a zu drücken. Folglich neigt sich der Kupplungszapfen 43. Der Durchgangsblock 35 bewegt sich entlang der Spuren 23a und 23b der Führungsteile 20 gemäß der Neigung der Kupplungszapfen 43, so dass der Schwenktisch 31 geneigt wird, um die Winkelposition um die Schwenkachse Ox zu ändern. Das Kupplungsteil 46 ist drehbar bezüglich der Abtriebswelle 42a und axial bewegbar bezüglich des Kupplungszapfen 43, wodurch die Neigung des Kupplungszapfens 43 zusammen mit der Axialbewegung der Abtriebswelle 42a ermöglicht ist.
Der Durchgangsblock 35 wird in der Spur 23 mit den rollenden und umlaufenden Kugeln 37 geführt und unter Beschreiben eines Kreisbogens bewegt, und der Schwenktisch 31 wird unter Beschreiben des Kreisbogens geneigt. Der Mittelpunkt des Kreisbogens liegt auf der Schwenkachse Ox.
Wie aus Fig. 2 und 4 ersichtlich hat ein Winkelpositiondetektor 50 zum detektieren der Winkelposition des Schwenktisch 31 eine Lichtemittiereinheit 52 und eine Lichtempfangseinheit 53 (Skalendetektierteil), das via einer Halterung 51 auf dem Sockel vorgesehen ist, und eine Glasplatte 56 (Skalenaufzeichnungsteil), das via einer Halterung 55 an der Seitenwand 33 des Schwenktisch 31 vorgesehen ist. Die Lichtemittiereinheit 52 und die Lichtempfangseinheit 53 sind im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse Ox angeordnet. Wie aus Fig. 8 ersichtlich ist die Lichtemittiereinheit 52 in vier Lichtemittieranteile 52a aufgeteilt, nämlich obere, untere, linke und rechte Anteile, und entsprechend ist die Lichtempfangseinheit 53 ebenfalls in vier Lichtempfanganteile (nicht gezeigt) aufgeteilt, nämlich obere, unter, linke und rechte Anteile.
Die Glasplatte 56 hat einen Skalenabschnitt 56a kreisbogenförmiger Form, der zwischen der Lichtemittiereinheit 52 und der Lichtempfangseinheit 53 angeordnet ist. Der Skalenabschnitt 56a hat ein Skalenraster.
Ein Detektiersignal wird von der Lichtempfangseinheit 53 für jede Mikrowinkeleinheit (Skala) mit dem Wechsel der Winkelposition des Schwenktischs 31 ausgegeben. Dieses Prinzip ist bekannt und es wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet. Das Winkelpositiondetektiersignal ist mit einem Mikrocomputer (nicht gezeigt) rückgekoppelt, der den Schrittmotor der Antriebseinheit 42 steuert, um die Winkeleinstellung des Schwenktischs 31 auf Basis des Detektiersignals durchzuführen.
In der Vorrichtung gemäß der vorhergehenden Konstruktion ist die erste flache Referenzebene 25 im Basisabschnitt 21 des Führungsteils 20 mit der flachen ersten Stellebene 15 des Sockels 10 ausgerichtet, und das Führungsteil 20 ist mittels den ersten Schrauben 61 an die erste Stellebene 15 unter Druck befestigt, und die zweite flache Referenzebene 26 ist mit der zweiten Stellebene 16 ausgerichtet, und das Führungsteil 20 ist mittels der Schrauben 62 an die zweite Stellebene 16 unter Druck befestigt. Deshalb werden die Spuren 23a und 23b kreisbogenförmiger Form nicht deformiert, wodurch es ermöglicht ist eine Verschlechterung der Rundheit der Spur 23 zu verhindern und die Winkeleinstellung des Schwenkkörpers 30 mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
Für das Bewegungsteil 40 kann die Antriebseinheit 42 verwendet werden, die kommerziell erhältlich ist, in der der Motor und der Kugelgewindespindelmechanismus in das Gehäuse 42x eingebaut sind. Deshalb ist es nicht notwendig den Gewindeabschnitt im Sockel 10 und im Schwenkkörper auszubilden, wodurch es ermöglicht ist eine Verschlechterung der Winkeleinstellgenauigkeit wegen Spiel zu verhindern.
Da der vordere Endabschnitt der Abtriebswelle 42a des Bewegungsteils 40, die Kupplungszapfen 43 und der Kupplungsmechanismus 45 im Raum aufgenommen sind, der durch den Sockel 10, dem Paar Führungsteile 20 und dem Schwenkkörper 30 gebildet wird, ist es nicht notwendig einen großen Unterbringungsraum für das Bewegungsteil 40 vorzusehen, wodurch die Größe der Vorrichtung reduziert ist.
Wenn die Abtriebswelle 42a, die in der Mitte angeordnet ist, vorgeschoben oder zurückgezogen wird, werden der linke und der rechte Abschnitt des Schwenkkörpers 30 synchron bewegt, wobei der linke und der rechte Abschnitt in der linken und der rechten Spur 23a und 23b geführt werden, wodurch ein Verklemmen der linken und der rechten Spur 23a und 23b verhindert wird. Außerdem wird der Schwenkkörper 30 in Summe mittels vier Spuren stabil geführt. Da die Kugeln 37 vorgespannt sind, ist die Steifheit des Schwenkkörpers 30 zum Führungsteil 20 erhöht.
Zur Winkelpositiondetektion des Schwenkkörpers 30 wird die Lichtempfangseinheit 53, die auf dem Sockel 10 vorgesehen ist, mit einer Skala der Glasplatte 56, die auf dem Schwenkkörper 30 vorgesehen ist, verwendet, wodurch die Beziehung zwischen der detektierten Ausgabegröße und der Winkelposition des Schwenkkörpers 30 linear sein kann und die Winkelposition direkt detektiert werden kann (d. h. die Winkelposition wird nicht indirekt aus der Anzahl von Ausgabeschritten des Schrittmotors der Antriebseinheit 42 berechnet), so dass die Winkelposition mit hoher Genauigkeit detektiert wird. Und die Nullpunkteinstellung ist möglich.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10 bis 12 werden andere Ausführungsformen im Folgenden beschrieben. Diese Ausführungsformen haben die gleiche Grundkonstruktion wie die erste Ausführungsform, es werden im Folgenden nur unterschiedliche Teile beschrieben. Die vergleichbaren Teile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht beschrieben.
Fig. 10 zeigt eine erfindungsgemäße zweite Ausführungsform. In dieser Ausführungsform führt der konkave Abschnitt 13 zur Seite der Antriebseinheit 42, der im Vorsprung 12 des Sockels 10 ausgebildet ist. Ein Kupplungsmechanismus 80, der unterschiedlich von dem der ersten Ausführungsform ist, ist zwischen dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 42a der Antriebseinheit 42 und dem Schwenktisch 31 angeordnet.
Der Kupplungsmechanismus 80 wird im Folgenden beschrieben. Ein Kupplungsteil 81 ist am vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle 42a befestigt und eine Halterung 82 ist am Kupplungsteil 81 befestigt. Die obere Fläche der Halterung 82 ist eine Anbringfläche 82a, die horizontal und parallel zur Längsachse der Abtriebswelle 42a ist. Auf der Anbringfläche 82a ist das eine Ende einer breiten Blattfeder 83 befestigt, die sich in Längsrichtung der Abtriebswelle 42a erstreckt. Andererseits ist ein konvexer Abschnitt 84 auf der unteren Fläche der oberen Wand 42 des Schwenktischs 31 ausgebildet. Die untere Fläche des konvexen Abschnitts 84 ist eine geneigte Anbringfläche 84a, an der das andere Ende der Blattfeder 83 befestigt ist. Eine Plattenfläche der Blattfeder 83 ist dem Schwenktisch 31 zugewandt, und die andere Plattenfläche der Blattfeder 83 ist dem Sockel 10 zugewandt.
Die Blattfeder 83 hat eine gekrümmte Form in einem Zustand (Horizontalzustand), in dem der Schwenktisch 31 parallel zum Sockel 10 ist, wie in Fig. 10A gezeigt. Wenn die Abtriebswelle 42a mittels des Schrittmotors der Antriebseinheit 42 axial bewegt wird, wird die Schwenkeinheit via der Blattfeder 83 entlang der kreisbogenförmigen Spur 30 bewegt. Da die Blattfeder 83 aus einer SUS-Stahlplatte hergestellt und breit ist, hat die Blattfeder 83 eine genügend hohe Steifheit, wodurch die Umwandlung der Bewegung ermöglicht ist.
Wenn die Abtriebswelle 42a vorgerückt wird, um den Vorsprungsbetrag zu erhöhen, wie in Fig. 10B gezeigt, wird der Schwenktisch 31 bewegt, um nach rechts geneigt zu werden, so dass ein Fixierabschnitt der Blattfeder 83 auf dem Schwenktisch 31 nach oben verlagert wird, wodurch der Abstand vom Vorsprung der Abtriebswelle 42a vergrößert wird. Die Verlagerung des Fixierabschnitts der Blattfeder 83 nach oben ist wegen einer Erhöhung des Krümmungsgrads der Blattfeder 83 ermöglicht.
Wenn die Abtriebswelle 42a zurückgezogen wird, um den Vorsprungsbetrag zu verkleinern, wie in Fig. 10C gezeigt, wird der Schwenktisch 31 bewegt, um nach links geneigt zu werden, so dass ein Fixierabschnitt der Blattfeder 83 auf dem Schwenktisch 31 nach unten verlagert wird, wodurch der Abstand vom Vorsprung der Abtriebswelle 42a verkleinert wird. Die Verlagerung des Fixierabschnitts der Blattfeder 83 nach unten ist wegen einer Erhöhung des Krümmungsgrads der Blattfeder 83 ermöglicht. In der zweiten Ausführungsform ist die Blattfeder 83 innerhalb des Winkeleinstellbereichs des Schwenktischs 31 stets gekrümmt. D. h., die Blattfeder 83 ist leicht gekrümmt, sogar wenn der Vorsprungsbetrag der Abtriebswelle 42a am kleinsten ist.
In der zweiten Ausführungsform ist eine Ausbildung des Gewindeabschnitts im Sockel 10 und im Schwenkkörper 30 nicht notwendig, wodurch es ermöglicht ist, eine Verschlechterung der Winkeleinstellgenauigkeit wegen Spiel zu vermeiden. Die Verwendung der Blattfeder 83, des Lagers 47 und der Kugelkeilwelle 49 in der ersten Ausführungsform ist vermeidbar, um eine einfache und kostengünstige Struktur zu erhalten.
Gemäß einer erfindungsgemäßen dritten Ausführungsform, wie in Fig. 11 gezeigt, wird eine Mikroschraube 70, die manuell betätigbar ist, als der Antriebsabschnitt verwendet. Eine Abtriebswelle 70a der Mikroschraube 70 hat ein Kupplungsteil 45a, das koaxial an der Abtriebswelle 70a befestigt ist. Am vorderen Endabschnitt mit kleinerem Durchmesser des Kupplungsteils 45a ist ein Kupplungsteil 45b (Hilfskupplungsteil), das einen zylindrischen Basisendabschnitt hat, via einem Lager 90 drehbar gekuppelt. Der Drehmittelpunkt des Kupplungsteils 45b fällt mit der Längsachse der Abtriebswelle 70a zusammen. Die Kupplungsteile 45a und 45b sind relativ in Axialrichtung der Abtriebswelle 70a unbeweglich. Am vorderen Endabschnitt des Kupplungsteils 45b ist das Kupplungsteil 46 via dem Lager 47 und der Welle 48 wie gemäß der ersten Ausführungsform gekuppelt.
Da das Kupplungsteil 45b via dem Kupplungsteil 45a mit der Abtriebswelle 70a gekuppelt ist, um relativ drehbar zu sein, jedoch um relativ axial unbeweglich zu sein, wird es axial bewegt, indem es der Axialbewegung der Abtriebswelle 70a unter Drehung folgt, um den Schwenktisch 31 via dem Kupplungsteil 46 und dem Kupplungszapfen 43 zu neigen.
Gemäß einer vierten Ausführungsform, wie in Fig. 12 gezeigt, ist eine Blattfeder 83 gemäß der zweiten Ausführungsform und die Mikroschraube 70, die manuell betätigbar ist, verwendet. Der vordere Endabschnitt der Abtriebswelle 70a der Mikroschraube 70 ist via den Kupplungsteilen 45a und 45b und den Lager 70 mit der Halterung 82 gekuppelt. Der restliche Aufbau und die Funktion sind gleich wie gemäß der dritten Ausführungsform.
Es ist bevorzugt, dass der Befestigungsabschnitt der Blattfeder 83 zur Welle 70a fast auf dem Vorsprung der Welle 70a angeordnet ist, oder darüber (mehr am Schwenktisch 31) wie gemäß der zweiten Ausführungsform. Gemäß dieser Art und Weise ist es ausreichend, dass die Blattfeder 83 eine geringere elastische Deformierbarkeit und eine kleinere elastische Rückstellkraft hat, die vom Antriebsabschnitt aufgenommen wird.
Gemäß einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform kann die Abtriebswelle ein Antriebsabschnitt eines Motors sein, die vorrückbar oder zurückziehbar unter Drehung ist, oder kann eine Mikroschraube sein, die manuell betätigbar und vorrückbar oder zurückziehbar ohne Drehung ist. Im Gegensatz zu den vorhergehenden Ausführungsformen kann der Antriebsabschnitt auf dem Schwenktisch vorgesehen sein und die Kupplungszapfen könnte auf dem Sockel vorgesehen sein. Der Winkelpositiondetektor ist nicht auf den optischen Detektor beschränkt, er kann ein magnetischer Detektor sein.
Die Erfindung könnte bei einer zweiachsen Winkeleinstellvorrichtung angewendet werden. In diesem Fall sind die obere und die untere Bühne gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen konstituiert, wobei der Sockel 10 in der oberen Bühne am Schwenktisch 31 in der unteren Bühne befestigt ist. Der Schwenktisch in der oberen Bühne und der Sockel in der unteren Bühne können einstückig ausgebildet sein.
Wie vorgehend beschrieben, kann erfindungsgemäß die Mikrowinkelpositioneinstellung bei hoher Genauigkeit durchgeführt werden.

Claims

1. Winkeleinstellvorrichtung mit:
einem Sockel (10) mit einer ersten und einer zweiten Stellebene (15, 16), die einander schneiden,
einem Führungsteil (20), das am Sockel (10) befestigt ist und einen spurausbildenden Abschnitt (22), eine bogenförmige Spur (23a, 23b), die auf dem spurausbildenden Abschnitt (22) ausgebildet ist, und einen Basisabschnitt (21) hat, der eine erste und eine zweite Referenzebene hat (25, 26)
einem Schwenkkörper (30), der entlang der Spur (23a, 23b) des Führungsteils (20) bewegbar ist, und
einem Bewegungsteil (40) zum Bewegen des Schwenkkörpers (30), um die Winkelposition des Schwenkkörpers (30) um eine Schwenkachse (Ox) einzustellen, die durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur (23a, 23b) verläuft, wobei der spurausbildende Abschnitt (22) und der Basisabschnitt (21) einstückig ausgebildet sind, und das Führungsteil (20) in einem Zustand, in dem die erste und die zweite Referenzebene (25, 26) mit der ersten und der zweiten Stellebene (15, 16) des Sockels (10) in Kontakt sind, am Sockel (10) befestigt ist.

2. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei das Führungsteil (20) am Sockel (10) befestigt ist, so dass die erste Referenzebene (25) gegen die erste Stellebene (15) durch eine erste Schraube (61) gedrückt ist, die die erste Stellebene (15) und die erste Referenzebene (25) durchdringt, und am Sockel (10) befestigt ist, so dass die zweite Referenzebene (26) gegen die zweite Stellebene (16) durch eine zweite Schraube (62) gedrückt ist, die die zweite Stellebene (16) und die zweite Referenzebene (26) durchdringt.

3. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Sockel (10) ein Paar Stellabschnitte hat, die im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse (Ox) angeordnet sind, wobei jeder Stellabschnitt jeweils mit der ersten und der zweiten Stellebene (15, 16) ausgebildet ist, wobei
das Führungsteil (20) ein Paar Führungsteile (20) aufweist, die jeweils an einem Stellabschnitt befestigt sind, um einander zugewandt zu sein, wobei
der spurausbildende Abschnitt (22) jedes Führungsteils (20) vom Basisabschnitt (21) vorsteht, wobei
der Schwenkkörper (30) angeordnet ist, um das Paar Führungsteile (20) quer zu überragen, wobei
jeder spurausbildende Abschnitt (22) mit einem Paar Spuren (23a, 23b) ausgebildet ist, die jeweils eine unterschiedliche Krümmung haben, wobei die Spuren (23a, 23b) im Abstand voneinander in Richtung senkrecht zur Normale der Ebene angeordnet sind, entlang der die Führungsteile (20) einander zugeordnet sind, und wobei
mindestens ein Teil des Bewegungsteils in einem Raum aufgenommen ist, der durch den Sockel (10), den Schwenkkörper (30) und dem Paar Führungsteile (20) gebildet ist.

4. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Spur (23a, 23b) eine Rollkontaktfläche für Rollelemente (37) hat, wobei
der Schwenkkörper (30) mit einer Endlosumlaufpassage (36) ausgebildet ist, die eine Rollkontaktfläche für Rollelemente (37) aufweist, die der Rollkontaktfläche der Spur (23a, 23b) zugewandt ist, wobei
eine Mehrzahl von Rollelementen (37), die mit der Bewegung des Schwenkkörpers (30) umlaufen, in der Endlosumlaufpassage (36) angeordnet sind, und wobei
die Rollelemente (37) in einem vorgespannten Zustand zwischen der Rollelement-Rollkontaktfläche der Spur (23a, 23b) und der Rollkontaktflächen angeordnet sind.

5. Winkeleinstellvorrichtung mit:
einem Sockel (10),
einem Führungsteil (20), das am Sockel (10) befestigt ist und eine bogenförmige Spur (23a, 23b) aufweist,
einem Schwenkkörper (30), der entlang der Spur (23a, 23b) des Führungsteils (20) bewegbar ist, und
einem Bewegungsteil (40) zum Bewegen eines Schwenkkörpers (30), um die Winkelposition des Schwenkkörpers (30) um die Schwenkachse (Ox) einzustellen, die durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur (23a, 23b) verläuft, wobei das Bewegungsteil (40) aufweist:
einen Antriebsabschnitt (42) mit einer Abtriebswelle (42a), die in Richtung senkrecht zur Schwenkachse (Ox) sich erstreckt und einen einstellbaren Vorsprungsbetrag hat und im Sockel (10) bzw. im Schwenkkörper (30) vorgesehen ist,
einen Kupplungszapfen (43), der im Schwenkkörper (30) bzw. im Sockel (10) vorgesehen ist, und
einen Kupplungsmechanismus (45), der zwischen einem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle und des Kupplungszapfens angeordnet ist, um die Axialbewegung der Abtriebswelle in eine Bewegung des Schwenkkörpers entlang der Spur umzuwandeln, wobei
der Kupplungsmechanismus ein Hauptkupplungsteil aufweist, das mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle (42a) drehbar um eine Drehachse parallel zur Schwenkachse (Ox) gekuppelt ist und das mit dem Kupplungszapfen (43) gekuppelt ist, um linear bewegbar in Axialrichtung des Kupplungszapfens (43) zu sein.

6. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Hauptkupplungsteil (46) via einer Kugelkeilwelle mit dem Kupplungszapfen (43) in der Art und Weise gekuppelt ist, dass das Hauptkupplungsteil (46) linear bewegbar ist.

7. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die Abtriebswelle (42a) vorrückbar oder zurückziehbar unter Drehung ist,
wobei der Kupplungsmechanismus (45) ein Hilfskupplungsteil (45b) aufweist, das zwischen dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle (42a) und dem Hauptkupplungsteil (46) angeordnet ist, wobei das Hilfskupplungsteil (45a) mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle (42a) gekuppelt ist, um relativ drehbar um die Längsachse der Abtriebswelle (42a) zu sein, und wobei
das Hauptkupplungsteil (46) und das Hilfskupplungsteil (45b) drehbar um die Drehachse parallel zur Schwenkachse (Ox) gekuppelt sind.

8. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei das Führungsteil (20) ein Paar Führungsteile (20) aufweist, die im Abstand voneinander angeordnet in Richtung parallel zur Schwenkachse (Ox) auf dem Sockel (10) vorgesehen sind, wobei der Schwenkkörper (30) angeordnet ist, um das Paar Führungsteile (20) quer zu überragen, und wobei der vordere Endabschnitt der Abtriebswelle (42a), der Kupplungszapfen (43) und der Kupplungsmechanismus (45) in einem Raum angeordnet sind, der durch den Sockel (10), den Schwenkkörper (30) und dem Paar Führungsteile (20) gebildet ist.

9. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 5, mit einem Winkelpositiondetektor (50), wobei der Winkelpositiondetektor (50) ein Skalenaufzeichnungsteil (56), das im Sockel (10) bzw. im Schwenkkörper (30) vorgesehen ist, und einem Detektor (50) zum Detektieren der Skala des Skalenaufzeichnungsteils (56) aufweist, wobei der Detektor (50) im Schwenkkörper (30) bzw. im Sockel (10) vorgesehen ist.

10. Winkeleinstellvorrichtung mit:
einem Sockel (10),
einem Führungsteil (20), das am Sockel (10) befestigt ist und eine bogenförmige Spur (23a, 23b) aufweist,
einem Schwenkkörper (30), der entlang der Spur (23a, 23b) des Führungsteils (20) bewegbar ist, und
einem Bewegungsteil (40) zum Bewegen des Schwenkkörpers (30), um die Winkelposition des Schwenkkörpers (30) um eine Schwenkachse (Ox) einzustellen, die durch den Krümmungsmittelpunkt der Spur (23a, 23b) verläuft, wobei das Bewegungsteil (40) aufweist:
einen Antriebsabschnitt (42) mit einer Abtriebswelle (42a), die in Richtung senkrecht zur Schwenkachse (Ox) sich erstreckt und einen einstellbaren Vorsprungsbetrag hat und im Sockel (10) vorgesehen ist, und
ein Kupplungsmechanismus (80), der zwischen einem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle (42a) und dem Antriebsabschnitt (42) des Schwenkkörpers (30) angeordnet ist, um die Axialbewegung der Abtriebswelle (42a) in eine Bewegung des Schwenkkörpers (30) entlang der Spur (23a, 23b) umzuwandeln, und
wobei der Kupplungsmechanismus (80) eine Blattfeder (83) aufweist, wobei der Krümmungsgrad der Blattfeder (83) verändert wird, wenn der Schwenkkörper (30) entlang der Spur (23a, 23b) sich bewegt, um den Abstand zwischen einer Fixierposition der Blattfeder (83) zum Schwenkkörper (30) und der Abtriebswelle (42a) zu variieren.

11. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei die Abtriebswelle vorrückbar oder zurückziehbar unter Drehung ist, wobei der Kupplungsmechanismus (80) ein Kupplungsteil (45a) aufweist, wobei das Kupplungsteil (45a) mit dem vorderen Endabschnitt der Abtriebswelle (42a) gekuppelt ist, um relativ drehbar um die Antriebswelle (42a) zu sein, wobei ein Endabschnitt der Blattfeder (83) am Kupplungsteil (45a) befestigt ist.

12. Winkeleinstellvorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei das Führungsteil (20) ein Paar Führungsteile (20) aufweist, die auf dem Sockel (10) im Abstand voneinander in Richtung parallel zur Schwenkachse (Ox) vorgesehen sind, wobei der Schwenkkörper (30) angeordnet ist, um das Paar Führungsteile (20) quer zu überragen, und wobei der vordere Endabschnitt der Abtriebswelle (42a) und der Kupplungsmechanismus (80) in einem Raum angeordnet sind, der durch den Sockel (10), den Schwenkkörper (30) und dem Paar Führungsteile (20) gebildet ist.