(57)【要約】【課題】プローブがコンパクト設計を有する場合に効率的な減衰が可能なように、プローブを改良する。【解決手段】座標測定装置用プローブは、第１の静止部材と、前記第１の部材に対して相対移動可能な第２の部材とを備え、特に、第２の部材は、触覚ピンまたは触覚ピン延長部３６として設計されている。また、第２の可動部材３６の振動を減衰するための減衰部材９２が設けられている。減衰部材９２は、磁場を形成するためのマグネット構成７０，７２，８８を備え、さらに導体素子８２を備えている。この場合、マグネット構成７０，７２，８８は、導体素子８２の移動経路に沿って磁場の方向が変化するように設計されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止した第１の部材（４８）と、前記第１の部材に対して相対移動可能な第２の部材とを備え、特に、前記第２の部材が、触覚ピン（２８）、または、触覚ピンに連結された中間素子（３６）であり、さらに、前記可動である第２の部材（２８，３６）の振動を減衰するための減衰部材（９２；１００；１０４）を備え、前記減衰部材（９２；１００；１０４）が、磁場（７６，７８）を形成するためのマグネット構成（７０，７２，７４，８８，９０；８６）を有し、少なくとも１つの移動経路（８４）に沿って前記磁場（７６，７８）に対して相対移動可能な導体素子（８２）を有し、
前記マグネット構成（７０，７２，７４，８８、９０；８６）は、前記少なくとも１つの移動経路（８４）に沿って前記磁場（７６，７８）の方向が少なくとも１回変化するように設計されていることを特徴とする座標測定装置（１０）用プローブ。
【請求項２】
前記方向変化が、前記移動経路（８４）を横断して起こる方向反転であることを特徴とする請求項１のプローブ。
【請求項３】
前記マグネット構成（７０，７２，７４，８８，９０；８６）が、磁束ガイド素子（７４，７４’）によって相互接続された複数のマグネット（７０，７２，８８，９０）を備えていることを特徴とする請求項１または２のプローブ。
【請求項４】
前記マグネット構成（８６）が、交換可能なマグネット（７０，７２，８８，９０）を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかのプローブ。
【請求項５】
前記減衰部材（９２；１００；１０４）が、前記可動である第２の部材（３６）の周囲の周方向にずれた少なくとも２つの位置に配置された少なくとも１つの第１の導体素子および１つの第２の導体素子（８２ａ，８２ｂ）を有することを特徴とする特に請求項１〜４のいずれかに係る座標測定装置用プローブ。
【請求項６】
３つまたは４つの導体素子（８２ａ，８２ｂ，８２ｃ）が、前記第２の部材（３６）の周囲に均等に分布するように配置されていることを特徴とする請求項５のプローブ。
【請求項７】
前記第１および第２の導体素子（８２ａ，８２ｂ，８２ｃ）が、別個の導体素子であることを特徴とする請求項５または６のプローブ。
【請求項８】
スプリング素子（３８）、特に隔膜スプリングを特徴とし、前記スプリング素子によって前記第２の部材（３６）が前記第１の部材（４８）に対して可動に取り付けられ、前記スプリング素子（３８）が移動平面（９８）を定義し、前記導体素子（８２）が前記移動平面（９８）から直角に距離（ｄ）をおいて配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかのプローブ。
【請求項９】
スプリング素子（３８）、特に隔膜スプリングを特徴とし、前記スプリング素子によって前記第２の部材（３６）が前記第１の部材（４８）に対して可動に取り付けられ、前記スプリング素子（３８）が移動平面（９８）を定義し、前記導体素子（８２）が前記移動平面（９８）と同一平面に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかのプローブ。
【請求項１０】
前記マグネット構成（７０，７２，７４）と前記導体素子（８２）とが、異なる重量を有し、これら２つのうち重量が大きい方が前記第１の部材（４８）に固定されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかのプローブ。
【請求項１１】
前記導体素子（８２）が、前記可動部材（３６）に固定されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかのプローブ。
【請求項１２】
前記導体素子（８２）が、交換可能であることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかのプローブ。
【請求項１３】
前記導体素子（８２）が、主にアルミニウムまたは銅で形成されていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかのプローブ。
【請求項１４】
測定対象物（３０）の形状を測定するための座標測定装置であって、
前記測定対象物（３０）に接触する触覚素子（２８）を有するプローブ（２６）を支持する可動フレーム（１４，１６，１８）を備え、前記触覚素子（２８）の現在の空間位置を決定するように設計された評価装置（３２）を備え、請求項１〜１３のいずれかに係るプローブ（２６）を特徴とする座標測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、座標測定装置用プローブであって、第１の静止部材と、前記第１の部材に対して相対移動可能な第２の部材とを備え、特に、第２の部材が触覚（ｆｅｅｌｅｒ）ピン、または、触覚ピンに連結された中間素子であり、さらに、第２の可動部材の振動を減衰するための減衰部材を備え、減衰部材が、磁場を形成するためのマグネット構成を有し、少なくとも１つの移動経路に沿って磁場に対して相対移動可能な導体素子を有するプローブに関する。
【０００２】
本発明は、さらに、測定対象物の形状を測定するための座標測定装置であって、測定対象物に接触する触覚素子を有するこのタイプのプローブを支持する可動フレームを備え、触覚素子の現在の空間位置を決定するように設計された評価装置を備えた座標測定装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
このタイプのプローブは、例えば、下記特許文献１により公知となっている。
このタイプの座標測定装置は、測定対象物の形状を高精度に測定するために使用される。典型的な用途は、製造中の品質管理の過程での機械加工ワークピースの測定である。対象物の形状は、可動フレームによってプローブを対象物の定義ポイントへと移動させ、プローブの現在位置またはプローブに接続されている触覚素子の現在位置を決定することによって測定される。特に、空間座標の読み取り動作を開始するために、プローブに固定された触覚ピンを使用して対象物を走査することが公知となっている。
【０００４】
触覚ピンは、一般的に、プローブ内またはプローブ上を移動可能なように取り付けられている。いわゆるスイッチプローブにおいて、触覚ピンは、測定対象物の形状に接触したときに接点を開放し、この接点によって座標の読み取りが可能となる。測定プローブにおいて、触覚ピンの静止位置からの偏差も決定される。これによって、特に高度な測定精度が得られる。
【０００５】
しかし、触覚ピンを移動可能に取り付けると、プローブの移動時に触覚ピン自体が振動する。自然振動は、プローブが対象物に近づくと外乱を起こし、測定が不正確になる。このため、振動を完全に排除できなくとも、せめて振動を低減するために、プローブの触覚ピンの振動を減衰すること、更に一般的には、プローブ内に配置された減衰部材によってプローブ内の可動部材の振動を減衰することが公知となっている。
【０００６】
序論で言及した下記特許文献１には、減衰部材として渦電流ブレーキを使用することが開示されている。これは、空隙を有するマグネット構成であり、この空隙に銅シートなどの金属製導電素子が配置されている。銅シートが磁場内で移動すると、銅シートに渦電流が誘起され、この渦電流により磁場の発生が誘起される。誘起された磁場は、外部磁場と相互作用して、減衰効果（制動効果）が得られる。この公報の例示的な一実施形態において、プローブは、複数のスプリング・パラレログラム（ｓｐｒｉｎｇ  ｐａｒａｌｌｅｌｏｇｒａｍ:バネ平行四辺形）で構成されており、これらが上下に配置され、それぞれ触覚ピンの一方向の移動を可能とする。各スプリング・パラレログラムは、それ自体の渦電流ブレーキを備えている。別の例示的な実施形態において、触覚ピンをｚ方向およびｘ方向に減衰する単一の渦電流ブレーキが設けられている。この例示的な実施形態において、ｙ方向の減衰のために別の第２の渦電流ブレーキが、必要であれば要求される。
【０００７】
プローブの振動を減衰するための渦電流ブレーキの原理も、下記特許文献２により公知となっている。この場合も、プローブは、複数のスプリング・パラレログラムから構成されており、これらは上下に配置され、各々それ自体の渦電流ブレーキを有している。
下記特許文献３にも、上下に配置された複数のスプリング・パラレログラムを備えたプローブが開示されている。このプローブにおいては、摩擦力を調整可能な摩擦ブレーキが減衰部材として使用されている。下記特許文献４には、ゴムシリンダまたはガラス粉を減衰素子として使用することが開示されている。さらに、下記特許文献５には、座標測定装置において粘性ダンパすなわち粘性媒体を減衰素子として使用することが開示されている。
【０００８】
全く異なる技術分野において、特に、地震で発生する建物の振動の動的減衰において、互いに同心（同軸）に配置された交互極性のマグネットの上方に補償重りを取り付けることが公知となっている（下記特許文献６）。
【特許文献１】独国特許出願公開第１９７３１００５号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第４４２４２２５号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第１０１００３５０号明細書
【特許文献４】米国特許第６，３７０，７８８号明細書
【特許文献５】独国特許出願公開第１０１４７６１４号明細書
【特許文献６】米国特許第５，４４５，２４９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この様な背景で、本発明の目的は、プローブがコンパクト設計を有する場合に効率的な減衰が可能なように、序論で言及したタイプのプローブを改良することである。さらに、可能な限り柔軟に減衰度を設定できることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一局面によると、この目的は、少なくとも１つの移動経路に沿って磁場の方向が、少なくとも１回変化するように上記のプローブのマグネット構成を設計することによって達成される。
したがって、新規のプローブは、導体素子が移動時に磁力線に曝されるように設計されたマグネット構成を有し、前記磁力線が顕著に異なる方向を有している。これに対して、現在公知のプローブの渦電流ブレーキにおいては、同一方向または少なくとも実質的に同一方向の磁力線を有する均一な磁場において可動導体素子を移動させるのが通例であった。導体素子の移動時の本発明における磁場方向の変化によって、減衰効果が増大する。したがって、このマグネット構成に必要な据付スペースを低減する一方、同じ減衰効果を維持することができる。すなわち、同じ据付スペースで、より大きな減衰効果を達成することができる。減衰効果の向上によって、触覚ピン（より一般的には、可動部材。この新しい原理を利用して、プローブの他の可動部材、例えばハウジングと触覚ピンとの間の中間素子などの振動を減衰することもできる）を、中央減衰部材によって効率的かつ省スペース可能な方法で複数の座標軸方向に減衰させることができる。
【００１１】
複数の座標軸方向の減衰、好ましくは全ての座標軸方向の減衰を組み合わせることによって、必要な据付スペースと部材数とを低減することができる。したがって、新規のプローブを非常にコンパクトに実施することができる。さらに、部材数の低減によって重量を低減することができ、これによって、より高速かつダイナミックな移動が可能となり、したがって測定の高速化が可能となる。
【００１２】
動力特性レベルが高くなると、振動は強くなるが、この新規な構成の減衰挙動の向上が容易になる。
さらに、方向変化の頻度や特別な設計によって、減衰効果を可変設定できるので、本発明の解決策は非常に適応性が高い。
したがって、上記の目的は、完全に達成される。
【００１３】
好適な改良態様において、方向変化は、移動経路を横断して起こる方向反転である。
この好適な改良態様においては、可動導体素子は、反対方向の磁力線を横切り、これによって特に減衰効果が増大する。上記の利点は、この改良態様において特に効果的である。
更なる改良態様において、マグネット構成は、磁束ガイド素子によって相互接続された複数のマグネットを備えている。
【００１４】
特に、磁束ガイド素子は、マグネット構成の設計ではそれ自体公知なように軟鉄コアである。この改良態様は、第１に、磁束ガイド素子が磁力線の大部分をそれ自体に集中させるので、マグネット構成が外部に対して磁気的に中性であるという利点を有する。さらに、この改良態様は、特に、複数のマグネットにより減衰効果が可変である。複数のマグネットによって、方向変化数、磁気有効領域の大きさ、および磁場それ自体の強度を可変とすることができる。さらに、複数のマグネットを磁束ガイド素子により結合することによって、省スペースかつコンパクトな構成が可能となる。
【００１５】
更なる改良態様において、マグネット構成は、交換可能なマグネットを備えている。
この改良態様は、適応性（フレキシビリティ）という点で特に有利である。交換可能なマグネットによって、マグネットに使用する磁性材料、ならびにマグネットの数、向きおよび強度を可変とすることができる。したがって、例えば、触覚ピン重量および触覚ピン長の差異を補償するために、後で特定の座標測定装置に減衰を適合させることができる。さらに、製造の合理化が可能である。
【００１６】
本発明に係る上記の目的の解決策となる更なる改良態様において、減衰部材は、第２の可動部材の周囲の周方向にずれた少なくとも２つの位置に配置された少なくとも１つの第１の導体素子および１つの第２の導体素子を有する。
言い換えれば、第１および第２の導体素子（および一体的に相互接続可能な、または個別に実施可能な更なる導体素子）が、可動である第２の部材の外周上に可動である第２の部材から半径方向に距離をおいて分布するように配置されている。したがって、前記導体素子は、可動である第２の部材に対して様々な周囲位置にある。導体素子の数が２に限定される場合、導体素子は、周方向に互いに９０度ずれていることが好ましく、これによって、少数の部材で、２つの座標軸方向の可動部材の減衰が可能となる。あるいは、同様に好適な改良態様においては、１つの座標軸方向において高減衰効果と対称的な重量分布とを得るために、２つの導体素子が、周方向に互いに１８０度ずれている。
【００１７】
この好適な改良態様によって、非常にコンパクトな設計が可能となる。これによって、触覚ピンの方向を横切る振動、すなわち、典型的にはｘ方向およびｙ方向の振動を非常に効率的に減衰することができる。このタイプの振動は、プローブの移動時に特にマイナスの影響を有する。
更なる改良態様において、３つまたは４つの導体素子が、第２の部材の周囲に均等に分布するように配置されている。
【００１８】
この改良態様は、コンパクトかつ省スペースの構成を用いて、１平面、特にｘ−ｙ平面の２つの空間方向の振動を減衰する場合に特に有利である。部材数が比較的少ないので、３つの導体部材の使用は、低重量であるという利点を有する。結果的に、製造の複雑性およびコストも低減される。対照的に、４つの導体素子の使用は、１平面の２つの空間方向に対して異なる減衰効果で減衰することができ、これによって、適応性と適合性とが向上する。
【００１９】
更なる改良態様において、第１および第２の導体素子は、別個の導体素子である。
言い換えれば、第１および第２の導体素子（および更なる導体素子）は、空間的に離れた部材である。この改良態様によって、個々の導体素子の交換と、異なる空間方向における異なる減衰要件に対する適合とが容易になる。
更なる改良態様において、新規のプローブは、それ自体プローブにおいて既に公知のように、スプリング素子、特にいわゆる隔膜（ダイヤフラム）スプリングを有し、このスプリング素子によって第２の部材が第１の部材に対して可動に取り付けられ、スプリング素子が移動平面を定義し、導体素子が移動平面から直角に距離をおいて配置されている。
【００２０】
この改良態様において、可動導体素子は、レバーアームによって第２の部材の移動平面（カルダン平面）から距離をおいて配置されている。これによって、第２の部材が若干偏位しているときに、導体素子は、比較的大きな移動ストロークを実行することができる。大きな移動ストロークとそれに伴う高速化とによって、結果的に減衰効果が更に増大する。したがって、この改良態様は、非常に効率的である。
【００２１】
対照的に、別の改良態様において、導体素子は、移動平面と同一平面に配置されている。
この改良態様において、第２の部材が振動している場合、導体素子の移動ストロークは比較的小さい。移動ストロークが小さいことによって、導体素子が内部を移動するマグネット構成内の空隙を非常に狭く保つことができ、これによって、結果的に空隙内の磁場強度が高まる。結果的に生じる効率の向上によって、特にコンパクトな設計が可能となる。
【００２２】
更なる改良態様において、マグネット構成と導体素子とは、異なる重量を有し、これら２つのうち重量が大きい方が第１の部材に固定されている。導体素子は、可動部材に固定されていることが好ましい。
この改良態様は、動力特性の低下を防止または少なくとも抑制する。言い換えれば、新規なプローブにおいて、減衰部材の低重量素子、通常、導体素子が、可動である第２の部材に固定されていると、高度な動力特性レベルが達成される。ただし、導体素子が高重量素子である場合、相応に構成を置き換えることが好ましい選択である。
【００２３】
更なる改良態様において、導体素子は、交換可能に設計されている。
この改良態様では、異なる素材で形成され、異なるサイズを有する異なる質量の導体素子を使用するので、減衰効果を特に容易に適合させることができる。例えば、銅は、導電率が非常に高く、それゆえ渦電流が強いので好ましい。これに対して、アルミニウムは、軽量であるが、若干減衰効果が低い。導体素子を交換可能としたことによって、変形態様の多様性および新規のプローブの適合性が増大する。
【００２４】
更なる実施形態において、導体素子は、主にアルミニウムまたは銅で形成されている。
上記の２つの選択肢は上記のような長所と短所とを有するが、これら２つの元素は、その特性により、利用可能な数多くの素材の中でも特に好適である。
もちろん、上記および下記の特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく、上記の組み合わせだけでなく、その他の組み合わせまたは単独でも使用可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の例示的な実施形態を詳述すると共に、図面に記載する。
図１において、座標測定装置は、その全体が参照番号１０で示されている。座標測定装置１０は、ベースプレート１２を有し、その上に、ポータル１４が長手方向に移動可能に配置されている。長手方向は、通常、ｙ軸として示されている。ｘ方向に移動可能な摺動部１６は、ポータル１４の上部クロスバー上に配置されており、ｚ方向に調節可能なラム１８を支持している。参照番号２０、２２、２４は、３つの空間方向ｘ、ｙ、ｚに沿ったポータル１４、摺動部１６およびラム１８の調節位置を読取可能なスケールを示す。この場合、スケール２０、２２、２４は、座標測定装置１０のオペレータによって読み取られる典型的な測定スケールとすることができる。ただし、代替的または追加的に、これらを機械的に読取可能な測距センサとすることもできる。
【００２６】
プローブ２６は、触覚ピン２８（ここでは縮尺どおりに示されていない）を有し、それ自体公知の方法によりラム１８の自由下端に配置されている。触覚ピン２８（ここに示されている形状以外の形状を有していてもよい）を使用して、測定対象物３０の定義測定ポイントに接触させる。この場合、対象物３０は、座標測定装置１０のベースプレート１２上に載置される。プローブ２６の位置、すなわち触覚ピン２８の位置は、スケール２０、２２、２４と、プローブ２６内に配置されたその他の測定素子（ここでは図示せず）とを用いて決定可能である。したがって、対象物３０の形状は、座標測定装置１０で規定される精度で測定可能である。
【００２７】
参照番号３２は、評価制御ユニットを示し、これを用いて座標測定装置１０を制御する。さらに、評価制御ユニット３２は、プローブ２６および触覚ピン２８の位置を評価して、文書化および／または更なる処理のために測定結果を提供する。自動座標測定装置においては、評価制御ユニット３２は、いわゆるＣＮＣ制御ユニットである場合が多い。
参照番号３４は、オペレータ制御コンソールを示し、ここでは座標測定装置１０を手動で制御するためにも使用可能である。ただし、制御ユニット３２およびオペレータ制御コンソール３４は、ここでは、例示目的のためにのみ示されており、他の例示的な実施形態においては、省略したり、他の部材と置き換えてもよい。
【００２８】
さらに、座標測定装置１０は、ここではポータルの形態で示されているが、これは例示として選択されたものである。同様に、本発明は、水平アーム形態または他の設計の座標測定装置においても使用可能である。
図２は、プローブ２６の好適な例示的な実施形態の、いわゆる運動モジュールを示す。この運動モジュールは、対象物３０に接触または対象物３０を走査する場合に触覚ピン２８を制御可能な方法で偏位（偏向）させるための部材を備えている。もちろん、触覚ピン２８は、運動モジュールに直接接続させる必要はないが、通常、触覚ピン延長部３６を介して運動モジュール上に配置されている。これによって、特に、このタイプの座標測定装置によりそれ自体既に公知のように、プローブ２６上で使用される触覚ピン２８の交換が可能となる。
【００２９】
この場合、新規のプローブ２６の運動モジュールは、円筒状であり、中央部に隔膜スプリング３８が配置されている。触覚ピン延長部３６は、隔膜スプリング３８によって、触覚ピン延長部３６（および触覚ピン２８）をｘ軸方向およびｙ軸方向に移動可能（回動可能）なように保持されている。
隔膜スプリング３８は、プローブ２６の円筒形状に内嵌する支持素子４０内に固定されている。支持素子４０は、中間素子４２に直径方向に対向して配置された半円筒シェル状部分４４を有する。また、支持素子４０は、隔膜スプリング３８および中間素子４２を環状に取り囲む環状突起４６を有する。この場合、中間素子４２は、隔膜スプリング３８と突起４６との間を移動可能である。軸方向には、部分４４は、中間素子４２よりも小さく、中間素子４２の中央に配置されている。
【００３０】
円筒形状のハウジング部４８は、支持素子４０の周囲に配置されている。また、ハウジング部４８は、触覚ピン延長部３６を同軸に取り囲んでいる。さらに、ハウジング部４８および２つの素子４０、４２は、全部で４つのスプリング素子５０、５２、５４、５６によって相互接続されている。スプリング素子５０〜５６は、それぞれ板バネの形態であり、隔膜スプリング３８と平行に配置されている。触覚ピン延長部３６が通過できるように、４つのスプリング素子５０〜５６は、それぞれ略円形中央凹部５８を有している。触覚ピン延長部３６は、これらの凹部を貫通している。
【００３１】
スプリング素子５０、５２は、ｚ軸方向に隔膜スプリング３８の上方に配置されている。スプリング素子５４、５６は、ｚ軸方向に隔膜スプリング３８の下方に配置されており、隔膜スプリング３８からの距離がスプリング素子５０、５２とほぼ同じになるように設けられている。スプリング素子５０は、静止ハウジング部４８を中間素子４２に接続している。スプリング素子５２は、スプリング素子５０の若干下方に配置されており、中間素子４２を支持素子４０の部分４４に接続している。
【００３２】
同様に、スプリング素子５４は、支持素子４０の部分４４を直径方向反対側の中間素子４２に接続している。スプリング素子５６は、スプリング素子５４の若干下方に配置されており、最終的に中間素子４２を静止ハウジング部４８に接続している。この構成により、素子４０、４２およびスプリング素子５０〜５６は、円筒形設計のいわゆるダブルスプリング・パラレログラムを形成する。これによって、触覚ピン延長部３６をｚ方向に偏位可能となる。
【００３３】
ここに示す運動モジュールの特別な特徴は、それ自体が同一出願人の並行出願の主題であり、３点支持によって素子４０、４２またはハウジング部４８に固定されているスプリング素子５０〜５６に関連している。言い換えれば、スプリング素子５０〜５６は、それぞれ１次元または単一の接点で前記部分の１つに接続され、２次元（線状または破線状）接点で他の部分に接続されている。特に、スプリング素子５０は、ここでは、１次元すなわち点状の接点６０でハウジング部４８に固定される一方、線状の接点６２で素子４２上に配置されている。同様に、スプリング素子５２は、線状／２次元接点で素子４２上に配置される一方、１次元／点状／単一の接点６４で支持素子４０の部分４４上に配置されている。
【００３４】
同様に、スプリング素子５４は、２次元／線状接点６６で素子４０に固定される一方、１次元／点状接点（図２では見えない）で中間素子４２上に配置されている。さらに、スプリング素子５６は、１次元／点状接点（同様にここでは見えない）で中間素子４２に固定される一方、線状／２次元接点６８でハウジング部４８上に配置されている。
このダブルスプリング・パラレログラムにおけるスプリング素子５０〜５６の新規の３点支持は、単純な方法により大きな許容誤差で個々のスプリング素子を製造および固定することができ、スプリング素子が変形したり、極端な場合には「ポキッと」折れたりすることがないという利点を有する。
【００３５】
この場合、隔膜スプリング３８を、３点支持によって支持素子４０内に固定することも好ましい。
新規のプローブ２６のために、図２に示す運動モジュールを下記の減衰部材の１つと組み合わせる。しかし、先ず、好適な一態様を図３および図４を参照しながら概略的に説明する。
【００３６】
図３は、２つのマグネット７０、７２と、Ｕ字形状の磁束ガイド素子７４とを有するマグネット構成６９を示す。２つのマグネット７０、７２は、特に、２つのＮ極とＳ極とが同じ向きとなるように、Ｕ字形状の磁束ガイド素子７４の開放突起部の内面に配置されている。その結果、磁場が形成される。磁場は、ここでは磁力線７６、７８を用いて概略的に示されている。高強度磁場が、２つのマグネット７０、７２の間の空隙８０に広がっている。さらに、磁力線７６は、磁束ガイド素子７４によってマグネット７２からマグネット７０へと案内されるので、閉状態である。磁束ガイド素子７４がその低磁気抵抗によって磁力線７６をその内部に集中させるので、この構成は、全体として外部に対して磁気的にほぼ中性である。
【００３７】
参照番号８２は、銅板などの導体素子を示し、この導体素子は、マグネット構成６９の空隙８０において矢印８４の方向に移動可能である。したがって、導体素子８２は、空隙８０内において磁力線７８を横切って移動する。この移動によって、導体素子８２内に渦電流が誘起され、これによって磁場７６、７８と相互作用する磁場が形成される。この相互作用の結果、空隙８０における導体素子８２の移動が制動される。
【００３８】
図４は、同様のマグネット構成８６を示し、同様の参照符号は前記と同様の要素を示す。ただし、マグネット構成６９とは対照的に、マグネット構成８６は、ここでは４つのマグネット７０、７２、８８、９０を有し、マグネット７０、８８は第１の磁束ガイド素子７４によって接続され、マグネット７２、９０は第２の磁束ガイド素子７４’によって接続されている。この場合、マグネット７０、７２は、図３の構成６９と同様に互いに対向している。同様に、マグネット８８、９０も互いに対向しており、連続的な空隙８０が全体的に形成され、この空隙によってマグネット構成８６は２つに分割されている。マグネット７０、８８および７２、９０は、その向きだけが逆になっている。
【００３９】
閉磁力線プロファイルは、実質的に空隙８０および磁束ガイド素子７４、７４’の内部に集中し、マグネット構成８６内に形成される。ただし、この場合、導体素子８２は、図４に示すように空隙８０内を移動するときに、磁力線方向の変化を経る。この方向変化により、渦電流が、導体素子８２内で異なる方向に誘起され、これにより最終的に制動効果が増大する。下記の例示的な実施形態においては、この効果を減衰部材のために利用している。
【００４０】
図５において、新規のプローブの第１の例示的な実施形態のための減衰部材は、その全体が参照番号９２で示されている。減衰部材９２は、図２の運動モジュールの触覚ピン延長部３６の自由上端に設けられている。明確化のために、隔膜スプリング３８と触覚ピン延長部３６の上端とのみが、図５に示されている。
この場合、減衰部材９２は、全部で４つの導体素子８２を備え、そのうち２つの導体素子（参照符号８２ａ、８２ｂ）が、図５に示されている。他の２つの導体素子は、９０度ずれている。したがって、全体として４つの導体素子８２は、それぞれ互いに９０度ずれて周上に分布するように配置されている。
【００４１】
導体素子８２は、支持素子９４によって触覚ピン延長部３６に固定されている。これらは、半径方向に距離をおいて触覚ピン延長部３６を取り囲んでおり、４つの導体素子８２は、触覚ピン延長部３６の周りに均等に配置されている。言い換えれば、導体素子８２ａ、８２ｂは、互いに直径方向に触覚ピン延長部３６の両側に位置する。同様に、更なる導体素子（ここでは図示せず）が、互いに直径方向に位置するが、導体素子８２ａ、８２ｂに対して９０度ずれている。
【００４２】
磁束ガイド素子７４は、十字形状の頂部領域を有し、十字の各アームからＵ字形状に下に向かう突出部を有する。マグネット７０、７２、８８、９０は、Ｕ字形状の突出部の対向内面に配置されている。磁束ガイド素子７４およびマグネット７０、７２、８８、９０を備えた構成は、全体として導体素子８２にある程度覆い被さっている。この場合、磁束ガイド素子７４およびマグネットを備えた構成は、定位置に固定されているので、触覚ピン延長部３６が移動すると、導体素子８２がマグネットに対して移動する。
【００４３】
特別な場合、導体素子８２は、マグネット７０、７２、８８、９０に対して３つ全ての空間方向ｘ、ｙ、ｚに移動可能である。したがって、減衰部材９２は、触覚ピン延長部３６（および触覚ピン２８）の振動を３つ全ての空間方向に減衰することができる。３つ全ての空間方向の減衰効果は、導体素子８２の適切な選択および寸法設定とマグネットの数、構成および選択とによって個々に最適化可能である。
【００４４】
この場合、減衰部材９２は、全体として、隔膜スプリング３８によって規定されるｘ−ｙ移動平面（カルダン平面）９８から上方に距離ｄをおいて配置されている。この結果、ｘ方向またはｙ方向への触覚ピン２８の偏位によって、導体素子８２の比較的大きな移動ストロークが可能となり、したがって、比較的高速移動が可能となり、結果的に減衰効果が増大する。これは、図示の構成において特に有利である。なぜなら、導体素子８２を３つ全ての空間方向に移動可能とするために、ここではマグネット７０、７２、８８、９０の間の空隙を比較的大きく選択しているからである。
【００４５】
図６および図７において、新規のプローブのための減衰部材の更なる例示的な実施形態は、その全体が参照番号１００で示されている。減衰部材９２とは対照的に、減衰部材１００は、実質的に隔膜スプリング３８が広がるｘ−ｙ移動平面内に配置されている。この場合、前記減衰部材１００は、３つの導体素子８２を有し、これらの導体素子８２は、触覚ピン延長部３６の周囲に均等に配置されており、すなわち、１２０度の周角で互いにずれている。この場合、減衰部材９２の場合と同様に、導体素子８２は、触覚ピン延長部３６と共に移動する。
【００４６】
また、減衰部材１００は、触覚ピン延長部３６を同心に取り囲む環状支持素子１０２を有している。マグネット７０、７２と磁束ガイド素子７４とを有する３つのマグネット構成が、環状支持素子１０２内に内蔵されている。３つのマグネット構成の位置は、３つの導体素子８２の位置に対応する。触覚ピン２８が偏位すると、導体素子８２は、対応するマグネット構成に対して移動し、その結果、減衰効果が達成される。この場合、減衰効果は、マグネット７０、７２の配置、選択および強度により、導体素子の質量や使用素材を選択することによって、各用途に対して最適化可能である。減衰部材１００における導体素子８２の移動ストロークが、減衰部材９２と比較して小さいので、空隙を非常に狭く寸法設定してもよく、すなわち、導体素子８２にほぼ正確に嵌合するように寸法設定してもよい。これによって、減衰効果が増大する。
【００４７】
図示の構成が原則的にｚ方向にも減衰可能な場合であっても、好適なプローブにおいて、ｘ方向またはｙ方向の振動の減衰の目的で減衰部材１００が使用される。
明確化のために、図示の好適な実施形態とは対照的に、導体素子およびマグネット構成の数を増減させても、減衰部材９２、１００を実施可能であるということにも言及しておく。
【００４８】
最後に、図８において、新規のプローブのための減衰部材の更なる例示的な実施形態の全体が、参照番号１０４で示されている。同様の参照符号は、前記と同様の素子を示しており、ここでは、減衰部材１０４は、図２の運動モジュールに対するその空間構成が概略的に示されている。この場合、減衰部材１０４は、振動をｚ方向に減衰するためだけに使用されるので、図６、図７の減衰部材１００と容易に結合することができる。
【００４９】
減衰部材１０４において、可動導体素子８２は、ダブルスプリング・パラレログラムの支持素子４０であって、ｚ方向に移動可能な支持素子４０に、接続片１０６によって接続されている。一方、マグネット７０、７２と磁束ガイド素子７４、７４’とを有するマグネット構成は、隔膜スプリング３８の上方の定位置に固定的に配置されている。この場合、マグネット構成の構造は、図４に示す構造に対応する。このマグネット構成は、定位置に固定されたハウジング部４８に、Ｌ字形状の支持素子１０８によって固定されている。
【００５０】
ここに図示の例示的な実施形態において、マグネット構成は、導体素子の移動方向に１回のみ方向を変化させる。しかし、もちろん、減衰効果を最適化するために、３回、４回、またはそれ以上、方向変化を生じるように複数のマグネットを互いに結合することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】新規のプローブを有する座標測定装置の単純化した全体図を示す。
【図２】新規のプローブの例示的な一実施形態の基本的な構造設計の斜視図の部分断面を示す。
【図３】本発明の一態様を説明するためのマグネット構成の基本図を示す。
【図４】本発明の一態様を説明するためのマグネット構成の基本図を示す。
【図５】新規のプローブの例示的な一実施形態に係る減衰部材の斜視図の部分断面を示す。
【図６】新規のプローブの別の例示的な実施形態のための更なる減衰部材を示す。
【図７】図６の減衰部材の分解図を示す。
【図８】新規のプローブの減衰部材の更なる例示的な実施形態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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