JP6745025B1 - 測定装置 - Google Patents
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Abstract
Description
・プーリや、ウェイト、ガイド機構が増えるなど複雑な構成となる。
・本来駆動したい重量の2倍分の剛性が必要となる。
・本来駆動したい重量の2倍の慣性モーメントがかかり、加減速、位置決めにも不利である。
・片側のみのプーリ機構の場合、上昇時に重力加速度以上の加速が出せない。
・加減速の際に、カウンタウェイト機構による偶力が駆動体の姿勢の外乱となる。
図1は、本発明に係る形状測定機のZ軸駆動機構の主要構成を示す正面図であり、一部を断面で示している。図1に示すように、形状測定機10(測定装置の一例)は、モータ12と、継手14と、負荷器16と、ボールネジ18と、軸受19A及び19Bと、駆動体20と、案内面22と、を備えている。
駆動体20の重量による負荷トルクをA[Nm]、駆動体20と案内面22との摩擦抵抗による負荷トルクをB[Nm]、負荷器16によって付与される負荷トルクをC[Nm]とすると、駆動体20の上昇時の負荷トルクZU[Nm]と下降時の負荷トルクZD[Nm]とは、以下のように表すことができる。
ZD=−A+B+C
したがって、負荷器16を用いることで、上昇時と下降時の負荷トルクを近づけることができる。その結果、上昇時と下降時とのモータ駆動のゲインを近づけることができる。
図5は、第1の実施形態に係る負荷器16の上面図であり、図6は負荷器16の正面図である。なお、図6の一部は図5の6−6断面を示している。図5及び図6に示すように、負荷器16は、ワンウェイクラッチ40と、摩擦ディスク42と、摩擦パッド44A及び44Bと、パッド固定部46と、圧縮バネ48A及び48Bと、を備えている。
図7は、第2の実施形態に係る負荷器16の上面図であり、図8は負荷器16の正面図である。なお、図8の一部は図7の8−8断面を示している。図7及び図8に示すように、負荷器16は、ワンウェイクラッチ40、着磁ディスク50、永久磁石52を備えている。
図9は、第3の実施形態に係る負荷器16の一部断面図である。図9に示すように、負荷器16は、ワンウェイクラッチ40、ヒステリシス板54、永久磁石56A、56B、56C、56Dを備えている。
第4の実施形態に係る負荷器16は、摩擦抵抗可変機構を備える。図10は、第4の実施形態に係る負荷器16の斜視図である。図10に示すように、負荷器16は、ピン18Dと、摩擦板60と、回転体62と、を備える。
第5の実施形態に係る負荷器16は、距離可変機構を備える。図15は、第5の実施形態に係る負荷器16の正面図であり、一部を断面で示している。図15に示すように、負荷器16は、ピン18Dと、くさび部70と、マグネット板72と、固定板74と、マグネット板76と、を備えている。
第6の実施形態に係る負荷器16は、流体抵抗可変機構を備える。図19は、第6の実施形態に係る負荷器16の上面図であり、図20は負荷器16の正面図である。なお、図20の一部は図19の20−20断面を示している。図19及び図20に示すように、負荷器16は、固定板80、流体保持部82、プロペラ84を備えている。
ここまでは、ボールネジ18の軸部18Aに負荷器16を設けていたが、第7の実施形態では、ナットの廻り止めに負荷器を設ける。図21は、第7の実施形態に係る負荷器88の正面図であり、図22は負荷器88の側面図である。図21及び図22に示すように、負荷器88は、ナット90と、廻り止め92と、第1の摩擦部材94と、第2の摩擦部材96と、を備えている。
上記の実施形態では、いわゆるボールネジ機構の回転軸に負荷器を設けることによって上昇時と下降時とのモータ駆動のゲインを近づけたが、ラックアンドピニオン機構の回転軸にこの負荷器を設けてもよい。
12…モータ
12A…回転軸
14…継手
16…負荷器
18…ボールネジ
18A…軸部
18B…ネジ部
18D…ピン
19A…軸受
19B…軸受
20…駆動体
22…案内面
24…X軸駆動部
26…検出器
28…接触子
30…検出器
32…接触子
40…ワンウェイクラッチ
42…摩擦ディスク
44A…摩擦パッド
44B…摩擦パッド
46…パッド固定部
48A…圧縮バネ
48B…圧縮バネ
49A…バネ固定部
49B…バネ固定部
50…着磁ディスク
52…永久磁石
54…ヒステリシス板
56A…永久磁石
56B…永久磁石
56C…永久磁石
56D…永久磁石
60…摩擦板
62…回転体
62B…テーパ面
62C…第1の壁
62D…第2の壁
70…くさび部
70A…スリット
70B…第1の端部
70C…第2の端部
72…マグネット板
74…固定板
76…マグネット板
80…固定板
82…流体保持部
84…プロペラ
84A…回転軸
84B…羽根
90…ナット
92A…端面
92B…側面
94…第1の摩擦部材
94A…端面
96…第2の摩擦部材
96A…端面
100…統括制御部
102…モータ制御部
Claims (8)
- 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記負荷器は、
前記回転軸と共に回転可能に支持された摩擦ディスクと、
前記摩擦ディスクに当接し、所定の押圧力で前記摩擦ディスクを挟持する2つの摩擦パッドと、
前記回転軸の前記第1の方向の回転を前記摩擦ディスクに伝達し、前記回転軸の前記第2の方向の回転を前記摩擦ディスクに伝達しないワンウェイクラッチと、
を備える測定装置。 - 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記負荷器は、
前記回転軸と共に回転可能に支持され、周方向に沿ってN極及びS極が交互に着磁された着磁ディスクと、
前記着磁ディスクに作用する磁力を発生させる磁石であって、前記着磁ディスクの一方の面側にN極、他方の面側にS極が、それぞれ前記着磁ディスクから所定の間隔を開けて非接触な状態に配置される磁石と、
前記回転軸の前記第1の方向の回転を前記着磁ディスクに伝達し、前記回転軸の前記第2の方向の回転を前記着磁ディスクに伝達しないワンウェイクラッチと、
を備える測定装置。 - 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記負荷器は、
前記回転軸と共に回転可能に支持されたヒステリシス板と、
前記ヒステリシス板の一方の面から他方の面に向けて磁束を発生させる磁石と、
前記回転軸の前記第1の方向の回転を前記ヒステリシス板に伝達し、前記回転軸の前記第2の方向の回転を前記ヒステリシス板に伝達しないワンウェイクラッチと、
を備える測定装置。 - 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記負荷器は、
前記回転軸と共に回転可能に支持された回転体と、
前記回転体と当接する摩擦板と、
前記回転軸が前記第1の方向に回転すると前記回転体を前記摩擦板に押圧して前記回転体と前記摩擦板との間の摩擦抵抗を第1の摩擦抵抗にし、前記回転軸が前記第2の方向に回転すると前記回転体と前記摩擦板との間の摩擦抵抗を前記第1の摩擦抵抗より小さい第2の摩擦抵抗にする摩擦抵抗可変機構と、
を備える測定装置。 - 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記負荷器は、
周方向に沿ってN極及びS極が交互に着磁され、前記回転軸と共に回転する第1のマグネット板と、
周方向に沿ってN極及びS極が交互に着磁され、前記第1のマグネット板に対向する位置に固定される第2のマグネット板と、
前記回転軸が前記第1の方向に回転すると前記第1のマグネット板と前記第2のマグネット板との間の距離を第1の距離にし、前記回転軸が前記第2の方向に回転すると前記第
1のマグネット板と前記第2のマグネット板との間の距離を前記第1の距離よりも大きい第2の距離にする距離可変機構と、
を備える測定装置。 - 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記負荷器は、
流体を保持する流体保持部と、
前記回転軸の回転に伴って前記流体保持部の内部を移動可能に支持された羽根と、
を備え、
前記羽根は、前記回転軸が前記第1の方向に回転すると前記羽根が受ける前記流体の流体抵抗が第1の流体抵抗となり、前記回転軸が前記第2の方向に回転すると前記羽根が受ける前記流体の流体抵抗が第1の流体抵抗より小さい第2の流体抵抗となる形状である測定装置。 - 前記移動支持機構は、ボールネジ機構又はラックアンドピニオン機構を備える請求項1から6のいずれか1項に記載の測定装置。
- 測定対象の表面位置を検出する検出器と、
前記検出器を支持する駆動体と、
回転軸を備え、前記回転軸の第1の方向の回転で前記駆動体を下降させ、前記回転軸の前記第1の方向とは反対方向である第2の方向の回転で前記駆動体を上昇させる移動支持機構と、
前記回転軸を前記第1の方向又は前記第2の方向に回転させるモータと、
前記回転軸に負荷トルクを付与する負荷器であって、前記回転軸の前記第2の方向の回転よりも前記第1の方向の回転に大きい負荷トルクを付与する負荷器と、
を備え、
前記移動支持機構は、前記回転軸として鉛直方向に沿って支持されるボールネジと、前記ボールネジと螺合するボールナットと、を備え、
前記モータは、前記ボールネジを回転させ、
さらに、
前記ボールナットの回転を規制する廻り止め部であって、案内面に当接する廻り止め部と、
前記案内面に設けられる第1の摩擦部材と、
前記第1の摩擦部材と対向して前記案内面に設けられ、前記廻り止め部との摩擦抵抗が前記第1の摩擦部材よりも相対的に小さい第2の摩擦部材と、
を備え、
前記廻り止め部は、前記第1の摩擦部材と前記第2の摩擦部材との間に配置され、前記回転軸が前記第1の方向に回転すると第1の摩擦部材に摺動し、前記回転軸が前記第2の方向に回転すると第2の摩擦部材に摺動する測定装置。
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- 2020-07-10 DE DE112020003427.5T patent/DE112020003427B4/de active Active
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Legal Events
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