JPH095464A - 支持機構 - Google Patents
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- JPH095464A JPH095464A JP7151891A JP15189195A JPH095464A JP H095464 A JPH095464 A JP H095464A JP 7151891 A JP7151891 A JP 7151891A JP 15189195 A JP15189195 A JP 15189195A JP H095464 A JPH095464 A JP H095464A
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Classifications
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F1/00—Springs
- F16F1/02—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
- F16F1/025—Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant characterised by having a particular shape
- F16F1/027—Planar, e.g. in sheet form; leaf springs
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q11/00—Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
- B23Q11/0032—Arrangements for preventing or isolating vibrations in parts of the machine
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B23Q16/00—Equipment for precise positioning of tool or work into particular locations not otherwise provided for
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- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/18—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for positioning only
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16M11/12—Means for attachment of apparatus; Means allowing adjustment of the apparatus relatively to the stand allowing pivoting in more than one direction
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- F16M11/18—Heads with mechanism for moving the apparatus relatively to the stand
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2322/00—Apparatus used in shaping articles
- F16C2322/39—General buildup of machine tools, e.g. spindles, slides, actuators
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
- Details Of Measuring And Other Instruments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】被加工物あるいは被測定物等の構造部材に対し
支持部材の変形を伝えずに、前記構造部材を支持できる
支持機構を提供する。 【構成】支持部材と、当該支持部材上の予め設定された
位置に配置される、対象物を支持するための3つの支持
部100とを有し、各支持部100は、板バネ部1a
と、弾性ヒンジ部2と、ヒンジ取付部2aと、構造部材
取付部3と、支持部材取付部4とが一体的に構成されて
おり、構造部材取付部3には構造部材が固定され、支持
部材取付部4は支持部材に固定されるものであり、弾性
ヒンジ部2は、板バネ部1aの剛方向101に揺動でき
るように、その軸方向が柔方向102と平行となるよう
に、板バネ部1aの上方に設けられた板状のヒンジ取付
部2a上に形成される。
支持部材の変形を伝えずに、前記構造部材を支持できる
支持機構を提供する。 【構成】支持部材と、当該支持部材上の予め設定された
位置に配置される、対象物を支持するための3つの支持
部100とを有し、各支持部100は、板バネ部1a
と、弾性ヒンジ部2と、ヒンジ取付部2aと、構造部材
取付部3と、支持部材取付部4とが一体的に構成されて
おり、構造部材取付部3には構造部材が固定され、支持
部材取付部4は支持部材に固定されるものであり、弾性
ヒンジ部2は、板バネ部1aの剛方向101に揺動でき
るように、その軸方向が柔方向102と平行となるよう
に、板バネ部1aの上方に設けられた板状のヒンジ取付
部2a上に形成される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高精度な加工または計
測が要求される加工機または測定機に係り、特に、これ
ら加工機または測定機において、被加工物あるいは被測
定物を変形が生じないように支持する支持機構に関する
ものである。
測が要求される加工機または測定機に係り、特に、これ
ら加工機または測定機において、被加工物あるいは被測
定物を変形が生じないように支持する支持機構に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】加工時あるいは測定時の被加工物、被測
定物を、変形を起こさないように支持する支持機構の従
来技術について説明する。
定物を、変形を起こさないように支持する支持機構の従
来技術について説明する。
【0003】従来、支持している被測定物や被加工物の
変形を避けるため、例えば3つの鋼球を利用した支持機
構が用いられてきた。図9に、この従来技術の例を示
す。この従来技術の例では、支持されている点が3つの
鋼球9となるため、鋼球9が配置されている支持部材7
の平面度の影響を受けずに、被測定物や被加工物に相当
するワークを取り付けるための構造部材8を設置するこ
とができる。また、取り外した後も容易に同じ位置に設
置できるという利点がある。
変形を避けるため、例えば3つの鋼球を利用した支持機
構が用いられてきた。図9に、この従来技術の例を示
す。この従来技術の例では、支持されている点が3つの
鋼球9となるため、鋼球9が配置されている支持部材7
の平面度の影響を受けずに、被測定物や被加工物に相当
するワークを取り付けるための構造部材8を設置するこ
とができる。また、取り外した後も容易に同じ位置に設
置できるという利点がある。
【0004】ところが、上記従来技術には、以下に挙げ
るような欠点があった。第一は、構造部材8を支持して
いる部分が球面であるため、ワークの重量を支える接触
面積が小さい。そのため、鋼球9に加わる応力が非常に
大きくなるため、重量の大きなワークを支持する事がで
きなかった。また第二に、構造部材8と鋼球9との位置
ずれを防ぐために鋼球9を構造部材8に固定する必要が
ある。このため、鋼球9の自由な回転が損なわれ、支持
部材7に測定中や加工中に変形が生じた場合、その変形
を支持構造部材8に伝えてしまうという欠点があった。
るような欠点があった。第一は、構造部材8を支持して
いる部分が球面であるため、ワークの重量を支える接触
面積が小さい。そのため、鋼球9に加わる応力が非常に
大きくなるため、重量の大きなワークを支持する事がで
きなかった。また第二に、構造部材8と鋼球9との位置
ずれを防ぐために鋼球9を構造部材8に固定する必要が
ある。このため、鋼球9の自由な回転が損なわれ、支持
部材7に測定中や加工中に変形が生じた場合、その変形
を支持構造部材8に伝えてしまうという欠点があった。
【0005】支持部材7の変形の原因としては、測定環
境の温度変化に基づく熱変形が挙げられる。また、他の
原因としては、ガイド10に沿って支持部材7を移動さ
せて測定や加工を行なう場合、ガイド10が変形し、そ
の変形に沿うように支持部材7の変形を引き起こしてい
た。
境の温度変化に基づく熱変形が挙げられる。また、他の
原因としては、ガイド10に沿って支持部材7を移動さ
せて測定や加工を行なう場合、ガイド10が変形し、そ
の変形に沿うように支持部材7の変形を引き起こしてい
た。
【0006】上記従来技術例の欠点を解決するために、
鋼球9を板バネ状の弾性部材に置き換えた支持機構の従
来技術の例がある。この従来技術の例は、図10に示す
ように、一方向に剛で、それと直交する方向に柔である
構造を有する板バネ1を、上記鋼球9の代わりに備えて
いる。
鋼球9を板バネ状の弾性部材に置き換えた支持機構の従
来技術の例がある。この従来技術の例は、図10に示す
ように、一方向に剛で、それと直交する方向に柔である
構造を有する板バネ1を、上記鋼球9の代わりに備えて
いる。
【0007】この従来技術例の構成によれば、柔なる方
向に変形を許すことにより、先の鋼球9の転がりに相当
する作用を実現することができる。このため、支持部材
7の変形がワークに伝わりにくくすることができる。ま
た、板バネ1の断面積は鋼球9の接触面積に比べ遥かに
大きいため、ワークの重量に対する制約を無くすことが
できる。
向に変形を許すことにより、先の鋼球9の転がりに相当
する作用を実現することができる。このため、支持部材
7の変形がワークに伝わりにくくすることができる。ま
た、板バネ1の断面積は鋼球9の接触面積に比べ遥かに
大きいため、ワークの重量に対する制約を無くすことが
できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、板バネ
1を利用した従来技術例は、鋼球9を用いた従来技術例
に比べると、支持部材7の変形の影響は低減できるもの
の、例えば図11(B)に示しているような方向に支持
部材7で変形が生じた場合や、支持部材7にねじれ状の
変形が生じた場合には、その変形が構造部材8へまった
く伝わらないようにする事はできなかった。
1を利用した従来技術例は、鋼球9を用いた従来技術例
に比べると、支持部材7の変形の影響は低減できるもの
の、例えば図11(B)に示しているような方向に支持
部材7で変形が生じた場合や、支持部材7にねじれ状の
変形が生じた場合には、その変形が構造部材8へまった
く伝わらないようにする事はできなかった。
【0009】その理由は、上記のような変形の場合、板
バネ1の剛の方向101(図11(A)参照)にモーメ
ントが生じてしまい、それが構造部材8の変形を引き起
こしてしまっていたからである。なお、図11(A)中
の102は、板バネ1の柔の方向を示す。
バネ1の剛の方向101(図11(A)参照)にモーメ
ントが生じてしまい、それが構造部材8の変形を引き起
こしてしまっていたからである。なお、図11(A)中
の102は、板バネ1の柔の方向を示す。
【0010】また、板バネ1のような弾性部材を支持に
用いたことにより、ワークの重量と板バネ1のバネ定数
によっては、有害な振動を引き起こす可能性があった。
用いたことにより、ワークの重量と板バネ1のバネ定数
によっては、有害な振動を引き起こす可能性があった。
【0011】本発明は上記に示した従来の問題点を解決
する手段を提供するもので、その目的とするところは、
被加工物あるいは被測定物を含む構造部材に対し支持部
材の変形を伝えない支持機構を提供することにある。
する手段を提供するもので、その目的とするところは、
被加工物あるいは被測定物を含む構造部材に対し支持部
材の変形を伝えない支持機構を提供することにある。
【0012】さらに、本発明の目的とするところは、前
記支持機構において、剛性の低下を引き起こすことな
く、有害な振動を低減することができる支持機構を提供
することにある。
記支持機構において、剛性の低下を引き起こすことな
く、有害な振動を低減することができる支持機構を提供
することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係わる支持機構は、対象物を支持する少な
くとも3つ以上の支持部と、当該少なくとも3つ以上の
支持部が固定される支持部材とを有する支持機構におい
て、前記各支持部は、前記対象物が取り付けられる取付
部と、当該支持部を前記支持部材に固定する固定部と、
前記取付部と前記固定部との間に配置され両部を連結す
る、当該支持部に加わる前記対象物の荷重の方向と直交
する平面内の一方向に変形しやすい弾性構造を備える弾
性部材とを有するものであって、前記各支持部は、前記
弾性部材の変形しやすい方向と平行な方向を軸方向とし
て、前記取付部を揺動可能に支持する揺動機構をさらに
有するを特徴とする。
め、本発明に係わる支持機構は、対象物を支持する少な
くとも3つ以上の支持部と、当該少なくとも3つ以上の
支持部が固定される支持部材とを有する支持機構におい
て、前記各支持部は、前記対象物が取り付けられる取付
部と、当該支持部を前記支持部材に固定する固定部と、
前記取付部と前記固定部との間に配置され両部を連結す
る、当該支持部に加わる前記対象物の荷重の方向と直交
する平面内の一方向に変形しやすい弾性構造を備える弾
性部材とを有するものであって、前記各支持部は、前記
弾性部材の変形しやすい方向と平行な方向を軸方向とし
て、前記取付部を揺動可能に支持する揺動機構をさらに
有するを特徴とする。
【0014】さらに、本発明に係わる支持機構は、上記
発明において、各支持部にダンピング機構を加えたこと
を特徴とする。
発明において、各支持部にダンピング機構を加えたこと
を特徴とする。
【0015】
【作用】本発明においては、支持部材にねじれや曲げが
生じず、単に支持位置の位置関係のみが変化した場合、
弾性部材が変形しやすい方向(柔の方向)にたわむこと
により、その位置変化を吸収し、支持している対象物に
は変形を与えない。
生じず、単に支持位置の位置関係のみが変化した場合、
弾性部材が変形しやすい方向(柔の方向)にたわむこと
により、その位置変化を吸収し、支持している対象物に
は変形を与えない。
【0016】一方、支持部材に曲げ変形が生じた場合
は、弾性部材の変形しやすい方向と直交する方向(剛の
方向)に沿って支持部材の変形を引き起こすモーメント
が生じるが、揺動機構の揺動により、このモーメントを
逃がすことができる。
は、弾性部材の変形しやすい方向と直交する方向(剛の
方向)に沿って支持部材の変形を引き起こすモーメント
が生じるが、揺動機構の揺動により、このモーメントを
逃がすことができる。
【0017】また、支持している対象物に振動が生じた
場合、当該対象物と支持部材との間で位置変化が生じ
る。そこで、各支持部にダンピング機構を設けること
で、この振動を減衰させることができる。
場合、当該対象物と支持部材との間で位置変化が生じ
る。そこで、各支持部にダンピング機構を設けること
で、この振動を減衰させることができる。
【0018】ダンピング機構としては、例えば、振動に
より変形する支持部と一体的に形成された間隙に、内部
減衰が大きく粘性を有する材質、例えばグリース、シリ
コンオイル、ゴムを充填することで、そこに生じるせん
断応力によって振動を吸収する。
より変形する支持部と一体的に形成された間隙に、内部
減衰が大きく粘性を有する材質、例えばグリース、シリ
コンオイル、ゴムを充填することで、そこに生じるせん
断応力によって振動を吸収する。
【0019】
【実施例】以下に、本発明を適用した支持機構の一実施
例を、図1を参照して説明する。本実施例は、本発明に
おける基本的な構成のみを実現したものである。
例を、図1を参照して説明する。本実施例は、本発明に
おける基本的な構成のみを実現したものである。
【0020】本実施例の支持機構は、図1(A)、
(B)に示すように、支持部材7と、対象物を支持する
3つの支持部100とを有する。3つの支持部100
は、支持部材7の表面の所定の位置に配置、固定され
る。
(B)に示すように、支持部材7と、対象物を支持する
3つの支持部100とを有する。3つの支持部100
は、支持部材7の表面の所定の位置に配置、固定され
る。
【0021】以下の説明では、支持する対象物として、
被測定物や被加工物に相当するワークを取付けるための
構造部材8を例に挙げて説明するが、本発明で支持する
ことができるのは、もちろんこれだけに限定されるもの
ではなく、その他、被測定物や被加工物を直接支持する
ようにしても良い。
被測定物や被加工物に相当するワークを取付けるための
構造部材8を例に挙げて説明するが、本発明で支持する
ことができるのは、もちろんこれだけに限定されるもの
ではなく、その他、被測定物や被加工物を直接支持する
ようにしても良い。
【0022】支持部100は、支持すべき構造部材8が
取り付けられる取付部1cと、支持部材7表面に固定さ
れた、一方向に変形しやすい弾性構造を備える板バネ部
1aと、板バネ部1aと取付部1cとの間に設けられ
た、板バネ部1aの柔の方向とほぼ平行な方向を軸方向
として、取付部1cを揺動可能に支持する揺動機構1b
とを有する。
取り付けられる取付部1cと、支持部材7表面に固定さ
れた、一方向に変形しやすい弾性構造を備える板バネ部
1aと、板バネ部1aと取付部1cとの間に設けられ
た、板バネ部1aの柔の方向とほぼ平行な方向を軸方向
として、取付部1cを揺動可能に支持する揺動機構1b
とを有する。
【0023】板バネ部1aは、通常、金属を材料として
使用されるが、ゴム材やプラスチックで実現することも
可能である。本実施例では、板バネ部1aにおいて、変
形しやすい方向を柔の方向(方向102)、前記柔の方
向と直交する方向を剛の方向(方向101)と呼ぶもの
とする。
使用されるが、ゴム材やプラスチックで実現することも
可能である。本実施例では、板バネ部1aにおいて、変
形しやすい方向を柔の方向(方向102)、前記柔の方
向と直交する方向を剛の方向(方向101)と呼ぶもの
とする。
【0024】本実施例においては、支持部材7にねじれ
や曲げが生じず、単に支持位置の位置関係のみが変化し
た場合、板バネ部1aが柔方向にたわむことにより、そ
の位置変化を吸収し、構造部材8には変形を与えない。
や曲げが生じず、単に支持位置の位置関係のみが変化し
た場合、板バネ部1aが柔方向にたわむことにより、そ
の位置変化を吸収し、構造部材8には変形を与えない。
【0025】一方、支持部材7に、図1(B)で示して
いるような曲げ変形が生じた場合においても、揺動機構
1bの部分でモーメントを逃がすことにより、構造部材
8に支持部材7の変形が伝わらない。ここで、揺動機構
1bの軸の方向は、板バネ部1aの柔方向と平行な方向
とすることが望ましい。それは、板バネ部1aの剛方向
101に沿って、支持部材7の変形を引き起こしたモー
メントが生じるからである。
いるような曲げ変形が生じた場合においても、揺動機構
1bの部分でモーメントを逃がすことにより、構造部材
8に支持部材7の変形が伝わらない。ここで、揺動機構
1bの軸の方向は、板バネ部1aの柔方向と平行な方向
とすることが望ましい。それは、板バネ部1aの剛方向
101に沿って、支持部材7の変形を引き起こしたモー
メントが生じるからである。
【0026】また、板バネ部1aの柔方向を十分に柔ら
かくできない場合、あるいは、構造部材8の変形をさら
に低減させたい場合は、板バネ部1aの剛方向と直交す
る方向102にも、揺動機構1bと同様な構成の揺動機
構をもう一つ設けることも可能である。このような2つ
の直交する方向での揺動を可能とする構成については、
後述する実施例で説明する。
かくできない場合、あるいは、構造部材8の変形をさら
に低減させたい場合は、板バネ部1aの剛方向と直交す
る方向102にも、揺動機構1bと同様な構成の揺動機
構をもう一つ設けることも可能である。このような2つ
の直交する方向での揺動を可能とする構成については、
後述する実施例で説明する。
【0027】揺動機構1bの実現手段としては、例え
ば、ワイヤー放電加工を利用して板バネ部1aの上方部
分に薄肉部を設け、その部分での弾性変形で揺動機構1
bを実現することができる。これにより、板バネ部1a
と揺動機構1bとを一体構造とすることができ、板バネ
部1aの剛方向での剛性を低下させることなく、揺動機
構1bを設けることができる。
ば、ワイヤー放電加工を利用して板バネ部1aの上方部
分に薄肉部を設け、その部分での弾性変形で揺動機構1
bを実現することができる。これにより、板バネ部1a
と揺動機構1bとを一体構造とすることができ、板バネ
部1aの剛方向での剛性を低下させることなく、揺動機
構1bを設けることができる。
【0028】板バネ部1aの取付け方向は、各板バネ部
1aの取付け位置を結ぶ三角形の内側に各板バネ部1a
の柔方向102が向くように取付けることが望ましい。
三角形の外側を向くように取付けた場合には、構造部材
8に作用する回転力に対する剛性は非常に低いものとな
る。
1aの取付け位置を結ぶ三角形の内側に各板バネ部1a
の柔方向102が向くように取付けることが望ましい。
三角形の外側を向くように取付けた場合には、構造部材
8に作用する回転力に対する剛性は非常に低いものとな
る。
【0029】構造部材8に振動が生じた場合、構造部材
8と支持部材7との間で位置変化が生じ、支持部100
を変形させ、振動させる。そこで、本実施例の支持部1
00にダンピング機構を設けることで、この振動を減衰
させることができる。ダンピング機構を備えた支持部1
00の構成の例については、後述する実施例で詳細に述
べる。
8と支持部材7との間で位置変化が生じ、支持部100
を変形させ、振動させる。そこで、本実施例の支持部1
00にダンピング機構を設けることで、この振動を減衰
させることができる。ダンピング機構を備えた支持部1
00の構成の例については、後述する実施例で詳細に述
べる。
【0030】なお、本実施例において、図10の従来技
術の例のようにガイド10を備え、当該ガイド10に沿
って支持部材7が移動する構成としても良い。
術の例のようにガイド10を備え、当該ガイド10に沿
って支持部材7が移動する構成としても良い。
【0031】本実施例によれば、構造部材8に対し支持
部材7の変形を伝えることなく、構造部材8を安定に支
持することができる。
部材7の変形を伝えることなく、構造部材8を安定に支
持することができる。
【0032】次に、本発明を適用した支持機構の他の実
施例を、図2、図3、図4、図5を用いて説明する。本
実施例の基本的な構成は、上記図1の実施例と同様であ
る。以下の説明では、上記図1の実施例と異なる構成に
ついて説明し、同じ構成については同じ符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。
施例を、図2、図3、図4、図5を用いて説明する。本
実施例の基本的な構成は、上記図1の実施例と同様であ
る。以下の説明では、上記図1の実施例と異なる構成に
ついて説明し、同じ構成については同じ符号を付し、そ
の詳細な説明は省略する。
【0033】本実施例の支持部100は、図2に示すよ
うに、板バネ部1aと、弾性ヒンジ部2と、ヒンジ取付
部2aと、構造部材取付部3と、支持部材取付部4とが
一体的に構成されている。
うに、板バネ部1aと、弾性ヒンジ部2と、ヒンジ取付
部2aと、構造部材取付部3と、支持部材取付部4とが
一体的に構成されている。
【0034】構造部材取付部3には構造部材(不図示)
が固定され、支持部材取付部4は支持部材7に固定され
る。
が固定され、支持部材取付部4は支持部材7に固定され
る。
【0035】上述した揺動機構を実現する弾性ヒンジ部
2は、例えば、板バネ部1aの上方部分(構造部材取付
部3とヒンジ取付部2aとの間の部分)の一部に、前記
柔方向102に沿って直線状に伸びる薄肉部をワイヤー
放電加工等により形成し、その薄肉部での弾性変形を利
用することにより構成するもので、板バネ部1aの剛方
向に揺動できる向きとした。弾性ヒンジ部2は、その軸
方向が柔方向102と平行となるように、板バネ部1a
の上方に設けられた板状のヒンジ取付部2a上に構成さ
れる。
2は、例えば、板バネ部1aの上方部分(構造部材取付
部3とヒンジ取付部2aとの間の部分)の一部に、前記
柔方向102に沿って直線状に伸びる薄肉部をワイヤー
放電加工等により形成し、その薄肉部での弾性変形を利
用することにより構成するもので、板バネ部1aの剛方
向に揺動できる向きとした。弾性ヒンジ部2は、その軸
方向が柔方向102と平行となるように、板バネ部1a
の上方に設けられた板状のヒンジ取付部2a上に構成さ
れる。
【0036】本実施例の支持部100の各構成部は、ワ
イヤー放電加工や通常のフライス加工を使用すれば容易
に加工して構成することができる。
イヤー放電加工や通常のフライス加工を使用すれば容易
に加工して構成することができる。
【0037】本実施例の3つの支持部100は、図3に
示すように、支持部材7上に配置する。なお、図3に
は、各支持部100の板バネ部1aと支持部材取付部4
とだけが示されている。
示すように、支持部材7上に配置する。なお、図3に
は、各支持部100の板バネ部1aと支持部材取付部4
とだけが示されている。
【0038】すなわち、各支持部100の取り付け方向
としては、3つの支持部100を結ぶ三角形200の頂
角を2等分する方向201、202、203に、それぞ
れの板バネ部1aの柔方向が向くように設置する。こう
することにより、支持部100の取付面内における構造
部材の剛性を、前後、左右、回転方向でバランス良く得
ることができる。
としては、3つの支持部100を結ぶ三角形200の頂
角を2等分する方向201、202、203に、それぞ
れの板バネ部1aの柔方向が向くように設置する。こう
することにより、支持部100の取付面内における構造
部材の剛性を、前後、左右、回転方向でバランス良く得
ることができる。
【0039】板バネ部1aの剛性は、柔方向で弱ければ
弱いほど構造部材に与える変形を小さくできる。また、
剛方向での剛性は、強ければ強いほど構造部材全体の取
付面内における剛性を向上させることができる。ただ
し、柔方向での剛性をやわらかくするために、極端に板
バネ部1aを板厚を薄くし、その高さを高くすると座屈
する危険があるため、注意する必要がある。
弱いほど構造部材に与える変形を小さくできる。また、
剛方向での剛性は、強ければ強いほど構造部材全体の取
付面内における剛性を向上させることができる。ただ
し、柔方向での剛性をやわらかくするために、極端に板
バネ部1aを板厚を薄くし、その高さを高くすると座屈
する危険があるため、注意する必要がある。
【0040】本実施例の支持部100の構成において、
板バネ部1aを極端に幅広くすると、板バネ部1a自身
が支持部材7の変形の影響を受けてしまう。このため、
構造部材の支持に必要な剛性に応じて、板バネ部1aの
厚さと幅、高さを適宜決める必要がある。
板バネ部1aを極端に幅広くすると、板バネ部1a自身
が支持部材7の変形の影響を受けてしまう。このため、
構造部材の支持に必要な剛性に応じて、板バネ部1aの
厚さと幅、高さを適宜決める必要がある。
【0041】本実施例の支持部100の配置によれば、
支持部100の取付面内における構造部材の剛性を、前
後、左右、回転方向でバランス良く得ることができる。
支持部100の取付面内における構造部材の剛性を、前
後、左右、回転方向でバランス良く得ることができる。
【0042】また、支持部100の構成を、上記図2の
構成のかわりに、図4に示すような構成とすることで、
上述した座屈の危険性を低減する構成としても良い。す
なわち、支持部100の板バネ部1a’を、図4に示す
ように、ヒンジ取付部2aの中央から下方に伸びた中心
板バネ部41と、該中心板バネ部41の下端部44をそ
の両側からつり下げるように支持する、左右の折り返し
部とから構成する。
構成のかわりに、図4に示すような構成とすることで、
上述した座屈の危険性を低減する構成としても良い。す
なわち、支持部100の板バネ部1a’を、図4に示す
ように、ヒンジ取付部2aの中央から下方に伸びた中心
板バネ部41と、該中心板バネ部41の下端部44をそ
の両側からつり下げるように支持する、左右の折り返し
部とから構成する。
【0043】右の折り返し部は、支持部材取付部4から
上方に伸びた第1の板部材43Rと、中心板バネ部41
の下端部44と連結された第2の板部材42Rと、第1
の板部材43Rの上端で、第1の板部材43Rと第2の
板部材42Rとを連結する連結部材45Rとから構成さ
れる。左の折り返し部も、同様に、第1の板部材43L
と、第2の板部材42Lと、連結部材45Lとから構成
される。
上方に伸びた第1の板部材43Rと、中心板バネ部41
の下端部44と連結された第2の板部材42Rと、第1
の板部材43Rの上端で、第1の板部材43Rと第2の
板部材42Rとを連結する連結部材45Rとから構成さ
れる。左の折り返し部も、同様に、第1の板部材43L
と、第2の板部材42Lと、連結部材45Lとから構成
される。
【0044】図4の支持部100の構成によれば、支持
部100に作用する、支持している構造部材の荷重の方
向が、板バネ部1a’を構成する各部を引っ張る方向に
作用するため、柔方向の剛性を柔かくしても、座屈の心
配はない。
部100に作用する、支持している構造部材の荷重の方
向が、板バネ部1a’を構成する各部を引っ張る方向に
作用するため、柔方向の剛性を柔かくしても、座屈の心
配はない。
【0045】また、支持部100の構成を、図5に示す
ような構成とすることで、支持部100の変形しやすい
方向での剛性をより比較的低くすることができる。すな
わち、支持部100の板バネ部1aの一部に切欠き部5
2を設け、その部分での曲げ変形を利用して、柔の方向
102へ、より変形しやすい構成とする。切欠き部52
は、例えば、板バネ部1aのヒンジ取付部2a側の端
部、及び、支持部材取付部4側の端部のそれぞれに、剛
の方向101に沿って伸びるように形成される。
ような構成とすることで、支持部100の変形しやすい
方向での剛性をより比較的低くすることができる。すな
わち、支持部100の板バネ部1aの一部に切欠き部5
2を設け、その部分での曲げ変形を利用して、柔の方向
102へ、より変形しやすい構成とする。切欠き部52
は、例えば、板バネ部1aのヒンジ取付部2a側の端
部、及び、支持部材取付部4側の端部のそれぞれに、剛
の方向101に沿って伸びるように形成される。
【0046】図5の支持機構によれば、上記図2の実施
例での支持部100の構成に比べ、同じ板バネ部1aの
厚さに対して、変形しやすい方向での剛性をより低くす
ることができる。このため、支持部100の具体的な構
造設計において自由度を増すことができる。
例での支持部100の構成に比べ、同じ板バネ部1aの
厚さに対して、変形しやすい方向での剛性をより低くす
ることができる。このため、支持部100の具体的な構
造設計において自由度を増すことができる。
【0047】次に、本発明を適用した構造物支持機構の
他の実施例について、図6、図7、図8を用いて説明す
る。本実施例の基本構成は、上記図2の実施例と同様で
あるが、支持部100の構成が異なる。本実施例の支持
部100は、構造物支持機構に発生する振動を減衰する
ためのダンピング機構を有する。以下の説明では、この
異なる構成について説明し、上記図2の実施例と同じ構
成についての説明は省略する。
他の実施例について、図6、図7、図8を用いて説明す
る。本実施例の基本構成は、上記図2の実施例と同様で
あるが、支持部100の構成が異なる。本実施例の支持
部100は、構造物支持機構に発生する振動を減衰する
ためのダンピング機構を有する。以下の説明では、この
異なる構成について説明し、上記図2の実施例と同じ構
成についての説明は省略する。
【0048】本実施例の支持部100は、例えば図6に
示すように、上記図2の実施例の支持部100におい
て、ダンピング機構51をその他の構成と共に一体化と
して付加したものである。
示すように、上記図2の実施例の支持部100におい
て、ダンピング機構51をその他の構成と共に一体化と
して付加したものである。
【0049】ダンピング機構51は、板バネ部1aの両
側に層状に配置された複数の板部材61からなる内側構
成部材6と、当該内側構成部材6の層状部分と所定の大
きさの間隙5が形成された状態で、互いにかみあうよう
に、同じく層状に配置された複数の板部材41からなる
外側構成部材4’とを有する。
側に層状に配置された複数の板部材61からなる内側構
成部材6と、当該内側構成部材6の層状部分と所定の大
きさの間隙5が形成された状態で、互いにかみあうよう
に、同じく層状に配置された複数の板部材41からなる
外側構成部材4’とを有する。
【0050】内側構成部材6は、板バネ部1aの上端側
と連動するように、ヒンジ取付部2aに接続されている
ものであり、層状に配置された各板部材61の板面が上
下方向へ向き、その長手方向が板バネ部1aの剛方向1
01と平行となるように、板バネ部1aを中心として左
右対象に構成される。
と連動するように、ヒンジ取付部2aに接続されている
ものであり、層状に配置された各板部材61の板面が上
下方向へ向き、その長手方向が板バネ部1aの剛方向1
01と平行となるように、板バネ部1aを中心として左
右対象に構成される。
【0051】外側構成部材4’は、板バネ部1aの下端
側と連動するように、当該板バネ部1aの下端部と接続
され、内側構成部材6の板部材61からなる層状部分と
間隙5を形成して互いにかみあうように、左右対象に配
置された複数の板部材41を有する。外側構成部材4’
は、支持部材7に固定されるものであり、上記図2の実
施例の支持部材取付部4の機能をかねている。
側と連動するように、当該板バネ部1aの下端部と接続
され、内側構成部材6の板部材61からなる層状部分と
間隙5を形成して互いにかみあうように、左右対象に配
置された複数の板部材41を有する。外側構成部材4’
は、支持部材7に固定されるものであり、上記図2の実
施例の支持部材取付部4の機能をかねている。
【0052】間隙5には、ダンピング効果を生じさせる
ための、内部損失が大きく粘性を有する流動体あるいは
固体、例えばグリース、シリコンオイル、ゴム等の粘性
材を充填する。本実施例においては、例えば構造部材8
が振動することで支持部100が振動あるいは変形した
場合、間隙5の形状が変化し、それに伴って間隙5中の
粘性材に外力が作用する。この外力に対して間隙5中に
充填されている粘性材が生じるせん断応力によって、振
動を吸収し、減衰させることができる。
ための、内部損失が大きく粘性を有する流動体あるいは
固体、例えばグリース、シリコンオイル、ゴム等の粘性
材を充填する。本実施例においては、例えば構造部材8
が振動することで支持部100が振動あるいは変形した
場合、間隙5の形状が変化し、それに伴って間隙5中の
粘性材に外力が作用する。この外力に対して間隙5中に
充填されている粘性材が生じるせん断応力によって、振
動を吸収し、減衰させることができる。
【0053】本実施例によれば、内側構成部材6と外側
構成部材4とに互いにかみあう層状部分を設け、それら
両部分の間に形成された間隙5にグリース等のダンピン
グ効果を生じる粘性材を充填することにより、当該粘性
材と、上記両部材4、6に含まれる各板部材41、61
との接触面積を大きくすることができるため、ダンピン
グ効果をより高めることが可能となる。
構成部材4とに互いにかみあう層状部分を設け、それら
両部分の間に形成された間隙5にグリース等のダンピン
グ効果を生じる粘性材を充填することにより、当該粘性
材と、上記両部材4、6に含まれる各板部材41、61
との接触面積を大きくすることができるため、ダンピン
グ効果をより高めることが可能となる。
【0054】本実施例の構造物支持機構で使用すること
ができる、ダンピング機構を有する支持部100の構成
の他の例を、図7、図8を用いて説明する。なお、図8
は、図7の支持部100の断面図である。
ができる、ダンピング機構を有する支持部100の構成
の他の例を、図7、図8を用いて説明する。なお、図8
は、図7の支持部100の断面図である。
【0055】本例の支持部100は、図6の支持部10
0の構成に、板バネ部1aの柔方向102に揺動する揺
動機構である弾性ヒンジ部62を、さらに加えたもので
ある。
0の構成に、板バネ部1aの柔方向102に揺動する揺
動機構である弾性ヒンジ部62を、さらに加えたもので
ある。
【0056】弾性ヒンジ部62は、上述の弾性ヒンジ部
2と同様の構成であり、図7、図8に示すように、その
軸方向が板バネ部1aの剛方向101と平行となるよう
に、ヒンジ取付部2aと第2のヒンジ取付部2bとの間
に形成される。ここで、第2のヒンジ取付部2bは、板
バネ部1aの上端部分及び内側構成部材6と一体的に構
成される。
2と同様の構成であり、図7、図8に示すように、その
軸方向が板バネ部1aの剛方向101と平行となるよう
に、ヒンジ取付部2aと第2のヒンジ取付部2bとの間
に形成される。ここで、第2のヒンジ取付部2bは、板
バネ部1aの上端部分及び内側構成部材6と一体的に構
成される。
【0057】上記図2、図6のように板バネ部1aを用
いた支持部100においては、板バネ部1aの剛方向1
01のモーメントと比べると少ないが、柔方向102に
おいても板バネ部1aが厚くなるとモーメントが生じ
る。
いた支持部100においては、板バネ部1aの剛方向1
01のモーメントと比べると少ないが、柔方向102に
おいても板バネ部1aが厚くなるとモーメントが生じ
る。
【0058】本例の支持部100の構成によれば、支持
部材7の変形により生じる、板バネ部1aの柔方向のモ
ーメントによる影響を、構造部材に伝えないようにする
ことができる。
部材7の変形により生じる、板バネ部1aの柔方向のモ
ーメントによる影響を、構造部材に伝えないようにする
ことができる。
【0059】
【発明の効果】本発明によれば、被加工物あるいは被測
定物を含む構造部材に対し支持部材の変形を伝えない支
持機構を提供することができる。
定物を含む構造部材に対し支持部材の変形を伝えない支
持機構を提供することができる。
【0060】さらに、本発明によれば、前記支持機構に
おいて、剛性の低下を引き起こすことなく、有害な振動
を低減することができる支持機構を提供することができ
る。
おいて、剛性の低下を引き起こすことなく、有害な振動
を低減することができる支持機構を提供することができ
る。
【0061】本発明を利用して構造部材を支持すること
で、大型で高い精度が要求される部品の計測、加工が精
度良く行なうことができる。また、外乱振動、内部振動
の影響を低減でき、加工、計測精度の向上を図ることが
できる。さらに、本発明は、部品の計測、加工のみなら
ず、非常に変形を嫌う構造部材の支持にも利用すること
ができる。
で、大型で高い精度が要求される部品の計測、加工が精
度良く行なうことができる。また、外乱振動、内部振動
の影響を低減でき、加工、計測精度の向上を図ることが
できる。さらに、本発明は、部品の計測、加工のみなら
ず、非常に変形を嫌う構造部材の支持にも利用すること
ができる。
【0062】
【図1】図1(A):本発明の一実施例における板バネ
部の配置を示す上面図である。図1(B):本発明の一
実施例の構成を示す側面図である。
部の配置を示す上面図である。図1(B):本発明の一
実施例の構成を示す側面図である。
【図2】本発明の他の実施例の支持部の構成の一例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図3】図2の実施例における板バネ部の配置を示す上
面図である。
面図である。
【図4】図2の実施例の支持部の他の構成例を示す斜視
図である。
図である。
【図5】図2の実施例の支持部の他の構成例を示す斜視
図である。
図である。
【図6】本発明の他の実施例の支持部の構成の一例を示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図7】図6の実施例の支持部の他の構成例を示す斜視
図である。
図である。
【図8】図7の支持部の構成を示す断面図である。
【図9】従来の支持機構の構成例を示す斜視図である。
【図10】従来の支持機構の他の構成例を示す斜視図で
ある。
ある。
【図11】図11(A):図10の従来例における板バ
ネ部の配置を示す上面図である。図11(B):図10
の従来例の構成を示す側面図である。
ネ部の配置を示す上面図である。図11(B):図10
の従来例の構成を示す側面図である。
1、1a:板バネ部、1b:揺動機構、1c:取付部、
2:弾性ヒンジ部、3:構造部材取付部、4:支持部材
取付部、4’:外側構成部材、5:間隙(グリース)、
6:内側構成部材、7:支持部材、8:構造部材、9:
鋼球、10:ガイド機構、62:弾性ヒンジ部、10
0:支持部、101:板バネ部の剛方向、102:板バ
ネ部の柔方向。
2:弾性ヒンジ部、3:構造部材取付部、4:支持部材
取付部、4’:外側構成部材、5:間隙(グリース)、
6:内側構成部材、7:支持部材、8:構造部材、9:
鋼球、10:ガイド機構、62:弾性ヒンジ部、10
0:支持部、101:板バネ部の剛方向、102:板バ
ネ部の柔方向。
Claims (10)
- 【請求項1】対象物を支持する少なくとも3つ以上の支
持部と、当該少なくとも3つ以上の支持部が固定される
支持部材とを有する支持機構において、 前記各支持部は、前記対象物が取り付けられる取付部
と、当該支持部を前記支持部材に固定する固定部と、前
記取付部と前記固定部との間に配置され両部を連結す
る、当該支持部に加わる前記対象物の荷重の方向と直交
する平面内の一方向に変形しやすい弾性構造を備える弾
性部材とを有するものであって、 前記各支持部は、前記弾性部材の変形しやすい方向と平
行な方向を軸方向として、前記取付部を揺動可能に支持
する揺動機構をさらに有することを特徴とする支持機
構。 - 【請求項2】対象物を支持する少なくとも3つ以上の支
持部と、当該少なくとも3つ以上の支持部が固定される
支持部材とを有する支持機構において、 前記各支持部は、前記対象物が取り付けられる取付部
と、当該支持部を前記支持部材に固定する固定部と、前
記取付部と前記固定部との間に配置され両部を連結す
る、当該支持部に加わる前記対象物の荷重の方向と直交
する平面内の一方向に変形しやすい弾性構造を備える弾
性部材とを有するものであって、 前記各支持部は、前記取付部と前記弾性部材との間に形
成される、前記弾性部材の変形しやすい方向と平行な方
向に沿って伸びた薄肉部をさらに有し、 前記各支持部の取付部、薄肉部、弾性部材及び固定部
は、同一部材により一体的に形成されるものであること
を特徴とする支持機構。 - 【請求項3】対象物を支持する少なくとも3つ以上の支
持部と、当該少なくとも3つ以上の支持部が固定される
支持部材とを有する支持機構において、 前記各支持部は、前記対象物が取り付けられる取付部
と、当該支持部を前記支持部材に固定する固定部と、前
記取付部と前記固定部との間に配置され両部を連結す
る、当該支持部に加わる前記対象物の荷重の方向と直交
する平面内の一方向に変形しやすい弾性構造を備える弾
性部材とを有するものであって、 前記各支持部は、前記取付部と前記弾性部材との間に配
置される、前記弾性部材の変形しやすい方向と直交する
方向に変形しやすい弾性構造を有する第2の弾性部材を
さらに有することを特徴とする支持機構。 - 【請求項4】請求項1に記載した支持機構において、 前記各支持部は、前記弾性部材の変形しやすい方向と直
交する方向を軸方向として、前記取付部を揺動可能に支
持する第2の揺動機構をさらに有することを特徴とする
支持機構。 - 【請求項5】請求項1〜4のいずれかに記載した支持機
構において、 前記弾性部材は、板バネ部材であり、前記変形しやすい
方向とはその板面の法線方向であることを特徴とする支
持機構。 - 【請求項6】請求項1〜4のいずれかに記載した支持機
構において、 前記弾性部材は、 前記揺動機構を介して前記取付部と連結する中央板部材
と、 前記中央板部材の下端部を左右両側からつり下げるよう
にして支持する、前記固定部と連結する、2つの側方板
部材とを有することを特徴とする支持機構。 - 【請求項7】請求項1〜6のいずれかに記載した支持機
構において、 前記各支持部は、当該支持部での振動を減衰させるため
のダンピング機構をさらに有することを特徴とする支持
機構。 - 【請求項8】請求項7に記載した支持機構において、 前記ダンピング機構は、当該支持部の残りの部分と共
に、同一部材により一体的に形成されるものであり、 前記ダンピング機構は、前記弾性部材の前記固定部側及
び前記回転機構側にそれぞれ連結して形成される2つの
ダンピング構成部材を有するものであり、 前記2つのダンピング構成部材間に形成された間隙に
は、流動体及び固体のうち少なくとも一方から構成され
る充填材が充填されているものであり、 前記充填材は、当該支持部での振動に連動するダンピン
グ構成部材間の相対位置変位に対応して、前記間隙中の
充填材に加わる力に対してせん断応力を生じるものであ
ることを特徴とする支持機構。 - 【請求項9】請求項8に記載した支持機構において、 前記充填材は、粘性流体及びゴム材のうち一方であるこ
とを特徴とする支持機構。 - 【請求項10】請求項1〜9のいずれかに記載した支持
機構において、 前記支持部材上には、前記支持部が3つ配置されるもの
であり、 前記3つの支持部は、それぞれに含まれる前記弾性部材
の変形しやすい方向が、当該3つの支持部を結んで形成
された仮想的三角形の内部を向くように、配置されるこ
とを特徴とする支持機構。
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JP7151891A JPH095464A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 支持機構 |
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JP7151891A JPH095464A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 支持機構 |
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