JPH0446364B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、支持体の中でＺ−方向に移動でき下
端に測定探子を有している断面がほぼ矩形特に正
方形をしている座標測定機械の主軸スリーブに関
する。

〔従来技術と問題点〕

上述した形式の主軸スリーブは一般に知られ、
既にドイツ連邦共和国特許出願公開第3107783号
公報の序文でも開示されている。この公開公報に
おいて、主軸スリーブにおける重量を軽減するた
めに、主軸スリーブを断面矩形でなく、断面三角
形にすることが提案されている。かかる断面形状
の場合、断面正方形および一般に周知の円筒形状
に比べて、面積が小さくなり、相応して重量の軽
減が達成される。

３座標測定機械に対する新しいVDI（ドイツ技
術家協会）検査基準に基いて、主軸スリーブのね
じれについての検査が行われ、その場合最大2゜の
ねじれ角ないし転がり角に対する精度が許されて
いる。この非常に高い精度は断面三角形あるいは
断面円形の周知の主軸スリーブでは得られず、組
立および調整に非常に高価な手間をかけた場合に
しか得られない。要求される精度の維持は、大形
の測定機械において主軸スリーブが２メートル以
上の大きなストロークにわたつて走行できねばな
らない場合に特に困難である。

〔発明の目的および効果〕

本発明は上述した従来技術および課せられた条
件から出発し、冒頭に述べた形式の座標測定機械
の主軸スリーブを、量産する場合でも非常に簡単
な手段で、2゜以下のねじれ角に対する精度が得ら
れるように作ることを目的としている。

本発明によればこの目的は、Ｚ−目盛を備えた
主軸スリーブが案内体の中に少なくとも８個の支
持体で案内され、それらの支持体のうちそれぞれ
少なくとも３個の支持体が案内体の上端範囲およ
び下端範囲における一横断面内に配置され、Ｚ−
方向における案内体の中央範囲に上側支持体と下
側支持体との間に別の２個の支持体が、Ｚ−方向
において上側および下側支持体に対してずらされ
ている一横断面内に配置されていることによつて
達成できる。その場合上側および下側支持体のそ
れぞれ２個の支持体は互いに90゜の角度を成して
いる面における角に配置され、同じ横断面内にあ
る第３の支持体は対角線的に対向して位置する角
に前記２個の支持体に対してＶ字状に設けられ、
Ｚ−方向において上側支持体と下側支持体との間
のほぼ中央に設けられた支持体は、前記上側およ
び下側支持体と同じ案内面ではあるが、相対して
位置する角に付属された範囲に設けられいる。

別の構造的な実施形態において、案内体の上端
範囲および下端範囲にそれぞれ４個の支持体がそ
れぞれ４つの横側案内面に設けられ、Ｚ−方向に
おける案内体の中央範囲に上側支持体と下側支持
体との間に別の２個の支持体が、互いに90゜ずら
されている案内面にそれぞれ配置されている。

本発明に基く実施形態において、角および中央
に配置された支持体はそれぞれ案内面の外側縁
に、ないしその近くに設置されている。更に角に
位置している支持体および中央に配置された１個
の支持体は水平面内において弾性的に形成されて
いる。

別の実施形態において、主軸スリーブはその４
つの角にそれぞれ傾斜面を有している。更に申し
分のない案内および主軸スリーブのねじれ防止を
保証するために、上側および下側の固定支持体に
それぞれ対向する位置に弾性的に形成された支持
体が配置され、中央の支持体に対し90゜ずらされ
弾性的に形成された支持体が付設されている。

空気式支持体を使用する場合に腐蝕を防止する
ために、主軸スリーブの案内面は化学的にニツケ
ルメツキされる。支持体がボール循環シユーとし
て形成される場合、本発明の別の実施形態に基づ
いて、主軸スリーブの案内面は硬化処理された表
面を有している。

本発明によれば、主軸スリーブが断面四角形で
あり案内基礎面が大きく、相応して案内要素を配
置できることによつて、主軸スリーブの所望の最
大ねじれを確実に規定し維持できる。ボール循環
シユーあるいは空気式支持体の使用は、主軸スリ
ーブの加熱を良好に防止する。一横断面における
３点支持によつて主軸スリーブの精確な案内が達
成される。主軸スリーブのねじれの確実な規定
は、１つのボール循環シユーが固定して、別のボ
ール循環シユーが弾性的にそれぞれ水平面内に支
持されていることによつて達成される。案内面の
縁の近くに支持体を設置することによつて、幅広
い接触およびそれに伴つて高い精度が得られる。
ばねの設置はばねの重ね合わせあるいは特別なば
ねの採用によつて主軸スリーブへの支持体の押圧
力の調整を可能にする。ボール循環シユーの代わ
りに空気式支持体を採用した場合、一層の重量軽
減が図れる。

更に特許請求の範囲第３項、第６項〜第８項に
記載の手段によれば、市販の四角管の外側寸法
を、案内体に主軸スリーブを挿入するために必要
な外側寸法に切削加工できる。

そのために主軸スリーブの４つの角に斜面部が
設けられている。この斜面部は一般に、支持体を
収容して唯一の横断面において３点支持を容易に
達成するためには不十分である。本発明により主
軸スリーブの上側および下側範囲においてそれぞ
れ４個の支持体を４つの横側案内面に設け、各固
定支持体に対向して位置して弾性的に形成された
支持体を付設することによつて、十分な主軸スリ
ーブの案内が達成される。更にこの本発明による
形状は、市販の四角管の採用を可能にし、それに
よつて特別に製作すべき主軸スリーブの製造費用
が著しく低減される。互いに90゜の角度を成して
配置された中央の支持体によつて、正確に規定さ
れた主軸スリーブの案内において、良好なねじれ
防止が達成される。

〔実施例〕

以下図面に示す本発明の実施例について説明す
る。

主軸スリーブ１は座標測定機械３の案内体２に
おいて案内されている。主軸スリーブ１の下端に
は測定探子４が固定されている。主軸スリーブ１
はその上端にある駆動装置（図示せず）によつて
Ｚ−方向５に移動できる。測定探子４のＹ−方向
における運動は設置された移送台６を介して行わ
れ、Ｘ−方向における運動は測定機械３のガント
リ７全体によつて行われる。主軸スリーブ１は矩
形断面に対応して４つの側辺８，９，１０，１１
を有し、これら側辺は同時に案内面にもなつてい
る。１つの側辺９にはＺ−目盛１２が設けられて
いる。

支持体は概略的に示されている。案内体２の上
端範囲並びに下端範囲における各横断面内に、３
点支持としてボール循環シユーの形に形成された
支持体１３，１４，１５がそれぞれ示されてい
る。その場合支持体１３，１４は、案内体２の上
端範囲並びに下端範囲において互いに90゜の角度
を成して隣接する２つの案内面１０，１１の角に
設けられている。主軸スリーブ１の角１６に対角
線的に対向して、支持体１３，１４と同じ高さに
おける平らにされた角１７に、別の支持体１５が
配置されている。案内体２の上端範囲および下端
範囲におけるこの支持体１５は水平方向に作用す
るばね１８を有している。

Ｚ−方向５において上側支持体と下側支持体と
の間のほぼ中央に、別の２つの支持体１９，２０
がある。支持体１９は支持体１４と同じ案内面１
１で作用するが、これは主軸スリーブ１の支持体
１４に相対して位置する縁２１に接している。こ
の支持体１９は支持体１５と同様に水平に作用す
るばね１８によつて支持されている。支持体２０
は支持体１３を受けている案内面１０にある。こ
こでも支持体２０は主軸スリーブ１の支持体１３
に相対して位置する縁２２に配置されている。

上述したように支持体１３，１４，１５，１
９，２０を配置することにより、全部で８個の案
内要素が設けられる。案内体２の上端範囲および
下端範囲にはそれぞれ３つの支持体１３，１４，
１５があり、そのうちの平らにされた角１７に配
置された支持体１５は弾力的にされている。他の
２つの支持体１９，２０は案内面の垂直方向の中
央にあり、そこでは支持体１９がばね１８によつ
て支持されている。上側および下側の各案内面に
対しそのように維持される３点支持は、案内につ
いて高い精度を保証する。主軸スリーブ１のねじ
れは支持体１９，２０によつて決められ、その一
方の支持体は固定され、他方の支持体は弾力的に
されている。主軸スリーブ１の案内面における支
持体の押圧力は設置されたばね１８によつて調整
できる。

重量を軽減することが望まれる場合、支持体と
してボール循環シユーの代わりに、空気式支持体
を採用することもできる。

第４図および第５図は本発明の別の実施例を示
し、その場合第１図および第２図における実施例
とは主に、支持体の数と配置構造が異なつてい
る。第４図および第５図においても主軸スリーブ
１は図示されていない座標測定機械３の案内体２
において案内されている。主軸スリーブ１の下端
に同様に図示していない測定探子が固定されてい
る。主軸スリーブ１はＺ−方向５に移動できる。
測定探子のＹ−方向の運動は設置された移送台を
介して行われ、Ｘ−方向の運動は測定機械のガン
トリ７全体によつて行われる。

主軸スリーブ１は矩形断面に相応して４つの横
側案内面２３，２４，２５，２６を有している。
その場合１つの案内面にＺ−目盛が設けらられて
いる。

主軸スリーブ１ないし案内体２の上端範囲並び
に下端範囲における各横断面に、３点支持のため
に空気式支持体として形成された支持体２８，２
９，３０，３１，３２が設けられている。その場
合主軸スリーブ１の４つの横側案内面２３，２
４，２５，２６における案内体２の上端範囲並び
に下端範囲にそれぞれ全部で４つの支持体２８，
２９，３０，３１がある。ここでは固定支持体２
８，２９にそれぞれ対応して弾性的に形成された
支持体３０，３１が付設されている。その場合固
定支持体封２８，２９および弾性的な支持体３
０，３１は常に対向して主軸スリーブ１の側面に
配置されている。この案内体２の上端範囲および
下端範囲におけるそれぞれ４つの支持体２８，２
９，３０，３１の配置は、角への支持体の配置に
換えられている。

主軸スリーブ１を作るために、案内体２に挿入
できるようにするために例えば表面に切削加工し
なければならない市販の四角管が採用される場
合、この主軸スリーブ１に設けられた４つの角に
おける斜面部３４は、支持体を収容するには十分
ではない。しかし市販の四角管を技術的および経
済的に有利な方式として採用しようとする場合、
本発明による上述した実施例によれば、角におけ
る支持体を無くしても、案内体２における主軸ス
リーブ１の精確な案内および主軸スリーブ１の良
好なねじれ防止が達成できる。この主軸スリーブ
１のねじれ防止に対して、主に主軸スリーブ１の
互いに90゜の角度を成している２つの案内面２４，
２５に配置されている中央の２つの支持体３２，
３３が責任を負つている。ここでも支持体３３は
固定支持体を形成し、これに対して90゜ずらして
配置された支持体は、弾性的に形成された支持体
３２となつている。

支持体を空気式支持体として形成した場合の腐
蝕を防止するために、主軸スリーブ１の案内面２
３，２４，２５，２６は化学的にニツケルメツキ
されている。

支持体２８，２９，３０，３１，３２，３３が
ボール循環シユーである場合、主軸スリーブ１の
案内面２３，２４，２５，２６は硬化処理され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づく座標測定機械の主軸ス
リーブの縦断面図、第２図は第１図の主軸スリー
ブの平面図、第３図は座標測定機械に設置した本
発明に基く主軸スリーブの側面図、第４図は主軸
スリーブの異なる実施例の縦断面図、第５図は第
４図の主軸スリーブの平面図である。 １……主軸スリーブ、２……案内体、５……Ｚ
−方向、８，９，１０，１１……案内面、１３，
１４，１５……支持体、１６，１７……角、１
９，２０……支持体、２１，２２……角、２３，
２４，２５，２６……案内面、２８，２９，３
０，３１，３２，３３……支持体、３４……斜面
部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 支持体の中でＺ−方向５に移動でき下端に測
   定探子４を有している断面がほぼ矩形特に正方形
   をしている座標測定機械の主軸スリーブ１におい
   て、Ｚ−目盛を備えた主軸スリーブ１が案内体２
   の中に少なくとも８個の支持体１３，１４，１
   ５，１９，２０，２８，２９，３０，３１，３
   ２，３３で案内され、それらの支持体のうちそれ
   ぞれ少なくとも３個の支持体１３，１４，１５が
   案内体２の上端範囲および下端範囲における同じ
   横断面内に配置され、Ｚ−方向５における案内体
   ２の中央範囲であつて上側支持体と下側支持体と
   の間に別の２個の支持体１９，２０，３２，３３
   が、Ｚ−方向５において上側および下側支持体１
   ３，１４，１５，２８，２９，３０，３１に対し
   てずらされている同じ横断面内に配置されている
   ことを特徴とする座標測定機械の主軸スリーブ。 ２ 上側および下側支持体１３，１４のそれぞれ
   ２個の支持体が互いに90゜の角度を成している面
   １０，１１における角１６の近傍に配置され、同
   じ横断面内にある第３の支持体１５が対角線的に
   対向して位置する角１７の稜部に前記２個の支持
   体１３，１４に対してＶ字状に設けられ、Ｚ−方
   向５において上側支持体と下側支持体との間のほ
   ぼ中央に設けられた支持体１９，２０が、前記上
   側および下側支持体１３，１４、と同じ案内面１
   ０，１１ではあるが、相対して位置する角２１，
   ２２に付属された範囲に設けられていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の主軸スリー
   ブ。 ３ 案内体２の上端範囲および下端範囲にそれぞ
   れ４個の支持体２８，２９，３０，３１がそれぞ
   れ４つの横側案内面２３，２４，２５，２６に設
   けられ、Ｚ−方向５における案内体２の中央範囲
   であつて上側支持体と下側支持体との間に別の２
   個の支持体３２，３３が互いに90゜ずらされてい
   る案内面２４，２５にそれぞれ配置されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の主軸
   スリーブ。 ４ 角１６の近傍に配置された支持体１３，１４
   および中央に設けられた支持体１９，２０がそれ
   ぞれ案内面１０，１１の外側縁に、ないしその近
   くに設置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の主軸スリーブ。 ５ 角１７の稜部に位置している支持体１５およ
   び中央に配置された１個の支持体１９が水平面内
   において弾性的に形成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の主軸スリーブ。 ６ 主軸スリーブ１がその４つの角にそれぞれ傾
   斜面３４を有していることを特徴とする特許請求
   の範囲第３項記載の主軸スリーブ。 ７ 上側および下側の固定支持体２８，２９にそ
   れぞれ対向する位置に弾性的に形成された支持体
   ３０，３１が配置され、中央の支持体３３に対し
   90゜ずらされ弾性的に形成された支持体３２が付
   設されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載の主軸スリーブ。 ８ 主軸スリーブ１の案内面２３，２４，２５，
   ２６がニツケルメツキされていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の主軸スリーブ。 ９ 支持体として空気式支持体が設けられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の主
   軸スリーブ。 １０ 支持体として、主軸スリーブ１の硬化処理
   された案内面２３，２４，２５，２６の上を案内
   されるボール循環シユーが設けられていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の主軸スリ
   ーブ。