JP7106272B2 - 回転角制限機構 - Google Patents
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Description
本発明の一の実施形態に係る回転角制限機構の構成について説明する前に、図1及び図2を参照しながら、回転角制限機構が搭載された表面性状測定機1の構成について説明する。
表面性状測定機1は、図1及び図2に示すように、架台10と、ステージ12と、支柱部14と、Zスライダ16と、タッチプローブ20と、測定ヘッド22と、X軸移動機構30と、Y軸移動機構32と、Z軸移動機構34と、W軸移動機構36と、θ軸移動機構38と、制御装置70とを有する。
記憶部72は、例えばROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)を含む。記憶部72は、制御部74が実行するためのプログラムや各種データを記憶する。例えば、記憶部72は、測定センサ24による内壁面92の測定結果や、測定結果に基づく内壁面92の表面性状の解析結果を記憶する。
図4を参照しながら、本発明の回転角制限機構の一例であるZスライダ16の詳細構成について説明する。
図4は、Zスライダ16の構成の一例を説明するための図である。図4では、説明の便宜上、Zスライダ16を覆うカバーを図示していない。
図6~図8を参照しながら、回転角制限部60の詳細構成について説明する。
図6は、回転角制限部60の構成の一例を説明するための図である。図7及び図8は、回転シャフト54が回転する際の回転角制限部60の動作例を説明するための図である。なお、回転角制限部60は、図7(d)の状態の後に、図8(a)の状態に推移する。また、図6には、図4のθ軸駆動モータ52の上方から、回転シャフト54と回転角制限部60を見た際の状態が示されている。
なお、本実施形態では、揺動リンク62の側面62bが第1側面に該当し、側面62cが第2側面に該当する。
第1センサ部65は、揺動方向C4へ揺動した揺動リンク62によって遮光される。具体的には、揺動リンク62の遮光部62dが、第1センサ部65の発光部と受光部の間に位置することで、遮光される。また、第2センサ部66は、揺動方向C3へ揺動した揺動リンク62によって遮光される。具体的には、揺動リンク62の遮光部62dが、第2センサ部66の発光部と受光部の間に位置することで、遮光される(図7(d)参照)。
第1板ばね67は、揺動方向C4へ揺動した揺動リンク62を待機位置へ向かって付勢する。第1板ばね67は、揺動リンク62に接触可能な先端部67aを有する。第1板ばね67は、揺動リンク62が先端部67aに接触した状態で揺動することで、撓む。そして、第1板ばね67が撓んだ状態から元の状態へ復元する際に、先端部67aが揺動リンク62を待機位置へ向かって付勢する。
まず、回転シャフト54が図7(a)の状態から反時計方向C1に1周近く回転すると、図7(b)に示すように、回転シャフト54の突出ピン55が、揺動リンク62の側面62cに接触する。突出ピン55が側面62cに接触した状態で回転シャフト54が反時計方向C1に更に回転すると、図7(c)に示すように、揺動リンク62が揺動方向C3に揺動し、揺動リンク62の側面62bが、第2板ばね68の先端部68aに接触する。
表面性状測定機1においては、電源投入前に、作業者等が回転シャフト54を手で回転することで、回転シャフト54の位置が変動することがある。手による回転シャフト54の回転角度が一定値を超えた場合には、表面性状測定機1は、回転シャフト54がどの程度回転したかを把握できないので、表面性状測定機1の電源投入後の初期化動作において、設計上の制限角度を超えて回転してしまう恐れがある。
図9は、初期化動作における回転シャフト54の回転制御を説明するためのフローチャートである。図10は、初期化動作における突出ピン55の位置に応じた回転制御を説明するための模式図である。図10には、回転前の突出ピン55の位置が異なるケース1~ケース4が示されている。また、図10に示す位置S1、S2は、突出ピン55の制御位置を示し、ここでは、位置S1は0度の位置であり、位置S2は180度の位置であるものとする。本実施形態では、突出ピン55が位置S1に位置する際に、回転シャフト54が基準位置に位置する。
上記の制御により、初期化動作の完了後には回転シャフト54が常に基準位置に位置することになるため、その後に表面性状測定機1を使用する場合に、回転シャフト54の位置を高精度に管理できる。
上述した本実施形態のZスライダ16においては、複数のケーブル28a、28bが接続された測定ヘッド22を支持した回転シャフト54は、時計方向C2及び反時計方向C1に回転する。そして、揺動リンク62は、時計方向C2に回転する回転シャフト54に接触した状態で揺動して、回転シャフト54が時計方向C2への所定角以上の回転を制限し、反時計方向C1に回転する回転シャフト54に接触した状態で揺動して、回転シャフト54が反時計方向C1への所定角以上の回転を制限する。
上記の構成により、回転シャフト54は、揺動リンク62により回転を制限されることで、1回転強だけ回転することになる。このため、回転シャフト54と共に回転する測定ヘッド22の回転角も同様に抑制されるので、測定ヘッド22に接続されたケーブル28a、28bが捻れることを抑制できる。この結果、ケーブル28a、28bの捻れに起因してケーブル28a、28bに過大な負荷が作用することを防止できる。一方で、回転シャフト54は、1回転強だけ回転できるので、測定ヘッド22の測定センサ24による円筒部の内壁面92の表面形状の測定を適切に行える。
16 Zスライダ
22 測定ヘッド
28a、28b ケーブル
52 θ軸駆動モータ
54 回転シャフト
55 突出ピン
56 サポートベアリング
60 回転角制限部
62 揺動リンク
62a 揺動支点
62b、62c 側面
63 第1規制ピン
64 第2規制ピン
65 第1センサ部
66 第2センサ部
67 第1板ばね
68 第2板ばね
74 制御部
C1 反時計方向
C2 時計方向
Claims (8)
- 複数のケーブルが接続された支持体を支持した状態で、所定の回転軸を中心に1周以上回転可能な回転部材と、
前記回転部材を第1方向へ正転させると共に、前記第1方向の逆方向である第2方向へ逆転させる駆動部と、
前記回転部材が前記第1方向へ正転する際に前記回転部材に接触した状態で揺動して前記第1方向への所定角度以上の正転を制限し、前記回転部材が前記第2方向へ逆転する際に前記回転部材に接触した状態で揺動して前記第2方向への所定角度以上の逆転を制限する回転角制限部材と、
前記回転部材の前記第1方向への正転と前記回転部材の前記第2方向への逆転とを制御する制御部と、
を備える回転角制限機構であって、
前記制御部は、前記回転角制限機構が搭載された装置の電源投入後の初期化動作において、前記回転部材の前記第1方向への正転と前記第2方向への逆転とを行い、前記回転部材を基準位置に位置させる、回転角制限機構。 - 前記支持体は、被測定物の内壁面の表面性状を非接触で測定する測定ヘッドである、
請求項1に記載の回転角制限機構。 - 前記回転部材は、前記回転角制限部材が接触可能に設けられた突出ピンを有し、
前記回転角制限部材は、
前記回転部材が前記第1方向へ正転する際に、第1側面が前記突出ピンに接触した状態で待機位置から一方向へ所定角度だけ揺動することで前記第1方向への所定角度以上の正転を制限し、
前記回転部材が前記第2方向へ逆転する際に、前記第1側面とは反対側の第2側面が前記突出ピンに接触した状態で前記待機位置から逆方向へ所定角度だけ揺動することで前記第2方向への所定角度以上の逆転を制限する、
請求項1又は2に記載の回転角制限機構。 - 前記回転部材が前記第1方向へ正転する際に、前記待機位置から前記一方向へ揺動する前記回転角制限部材に接触して前記回転角制限部材の揺動を規制する第1規制ピンと、
前記回転部材が前記第2方向へ逆転する際に、前記待機位置から前記逆方向へ揺動する前記回転角制限部材に接触して前記回転角制限部材の揺動を規制する第2規制ピンと、を更に備える、
請求項3に記載の回転角制限機構。 - 前記一方向へ揺動した前記回転角制限部材によって遮光される第1センサ部と、
前記逆方向へ揺動した前記回転角制限部材によって遮光される第2センサ部と、
前記第1センサ部が遮光されると前記回転部材の前記第1方向への正転を停止させ、前記第2センサ部が遮光されると前記回転部材の前記第2方向への逆転を停止させる制御部と、を更に備える、
請求項3又は4に記載の回転角制限機構。 - 前記駆動部は、前記回転軸の軸方向の一端側に設けられており、
前記軸方向の他端側に設けられ、前記回転部材を支持するベアリングを更に備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の回転角制限機構。 - 前記制御部は、
前記初期化動作時に、前記回転部材を所定の回転位置まで前記第2方向に回転させ、
前記所定の回転位置に回転するまでに前記第2センサ部が遮光されない場合には、前記所定の回転位置に位置する前記回転部材を前記第1方向に回転させて前記基準位置に位置させ、
前記所定の回転位置への回転中に前記第2センサ部が遮光されると、前記第2方向への回転を停止した前記回転部材を前記第1方向に回転させて前記所定の回転位置に位置させた後に、前記第1方向に更に回転させて前記基準位置に位置させる、
請求項5に記載の回転角制限機構。 - 複数のケーブルが接続された支持体を支持した状態で、所定の回転軸を中心に1周以上回転可能な回転部材と、
前記回転部材を第1方向へ正転させると共に、前記第1方向の逆方向である第2方向へ逆転させる駆動部と、
前記回転部材が前記第1方向へ正転する際に前記回転部材に接触した状態で揺動して前記第1方向への所定角度以上の正転を制限し、前記回転部材が前記第2方向へ逆転する際に前記回転部材に接触した状態で揺動して前記第2方向への所定角度以上の逆転を制限する回転角制限部材と、
待機位置から見て一方向へ揺動した前記回転角制限部材によって遮光される第1センサ部と、
逆方向へ揺動した前記回転角制限部材によって遮光される第2センサ部と、
前記一方向へ揺動した前記回転角制限部材を前記待機位置へ向かって付勢して前記回転角制限部材を揺動させて、前記第1センサ部の遮光状態を解除する第1板バネ部材と、
前記逆方向へ揺動した前記回転角制限部材を前記待機位置へ向かって付勢して前記回転角制限部材を揺動させて、前記第2センサ部の遮光状態を解除する第2板バネ部材と、
を備える、回転角制限機構。
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