(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）であって、支持圧によって凹状に変形する、担持側面部として形成されたそれぞれ１つのダイヤフラム（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ）を備えた流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）と、複数の流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）で支持され、堅牢に形成されている支持体本体（６）と、
を有している支持装置において、
流体圧支持体の少なくとも１つが、ダイヤフラムと傾動支持体とが一体に形成された支持体ハウジング（１３ａ，１３ｂ）を有し、
支持体本体（６）が直接支持体ハウジング（１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ）と結合しており、
堅牢な支持体本体の少なくとも一部分（７）と前記支持体ハウジング（１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂ）とが１つのブロックからモノリシックに製造されている
ことを特徴とする支持装置。
【請求項２】
少なくとも２つの流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）であって、支持圧によって凹状に変形する、担持側面部として形成されたそれぞれ１つのダイヤフラム（１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａ）を備えた流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）と、複数の流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）で支持され、堅牢に形成されている支持体本体（６）と、
を有している支持装置において、
流体圧支持体の少なくとも１つが、ダイヤフラムとダイヤフラム保持体とが一体に形成された支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）を有し、
支持体本体（６）が直接支持体ハウジング（１２ａ，１２ｂ；１３ａ，１３ｂ；１４ａ，１４ｂ）と結合しており、
前記支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）が、ダイヤフラム（１４ａ）のほかにダイヤフラム保持体（１４ｂ）を有し、該支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）は支持体本体（６）と別個の構成部材であり、支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）と支持体本体（６）とを結合させるため支持体本体がダイヤフラム保持体（１４ｂ）で直接支持されている
ことを特徴とする支持装置。
【請求項３】
ダイヤフラム保持体（１４ｂ）が支持体本体（６）の凹部の突出部（２２）または底部で支持されていることを特徴とする、請求項２に記載の支持装置。
【請求項４】
ダイヤフラム保持体（１４ｂ）が丸く、ダイヤフラム保持体（１４ｈ）の載置端部が球欠状に形成され、且つ底部または突出部（２２）が切頭円錐状に形成されているか、或いは、
底部または突出部（２２）が球欠状に形成され、且つダイヤフラム保持体（１４ｈ）の載置端部が切頭円錐状に形成されている、ことを特徴とする、請求項３に記載の支持装置。
【請求項５】
請求項２−４と関連して請求項１に記載の支持装置において、支持装置が、互いに平行な、しかし互いに傾斜している少なくとも２つのガイド面（２，３）で同時に支持可能であり、その際両ガイド面のうち一方のガイド面（２）に前記流体圧支持体（１２，１３）が支持され、その支持体ハウジングが支持体本体（６）の少なくとも一部分（７）とともに１つのブロックからモノリシックに製造され、第２のガイド面（３）に少なくとも１つの流体圧支持体（１４）が支持され、その支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）が前記ダイヤフラム保持体（１４）を有し、支持体本体が支持体ハウジングのダイヤフラム保持体で支持されていることを特徴とする支持装置。
【請求項６】
流体流入口（１３ｉ，１４ｉ）に、流体供給部（１３ｇ，１４ｇ）により流体の供給を受ける絞り（１３ｆ，１４ｆ）が固定されていることを特徴とする、請求項１から５までに記載の支持装置。
【請求項７】
絞りが交換可能に固定されていることを特徴とする、請求項６に記載の支持装置。
【請求項８】
絞りが、ダイヤフラムの対応するねじ山にねじ込まれていることを特徴とする、請求項７に記載の支持装置。
【請求項９】
個々の流体圧支持体の少なくとも１つの流体圧支持体のための支持体本体が貫通破断部を有し、その結果支持体ハウジングが支持体本体の支持体ハウジングとは逆の側から接近可能であることを特徴とする、請求項１から８までに記載の支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも２つの流体圧支持体であって、支持圧によって凹状に変形する、担持側面部として形成されたそれぞれ１つのダイヤフラムを備えた前記流体圧支持体と、２つの流体圧支持体で支持され、堅牢に形成されている支持体本体とを有している支持装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の支持装置はすでに長年知られており、特に高精度の支持が必要である機械、たとえば座標測定器のような機械に使用される。前記流体圧支持体において上記の高精度な支持が可能であるのは、凹状に変形可能なダイヤフラムを備えたこの種の流体圧支持体の場合、支持体の荷重に関係なくダイヤフラムが変形できることにより、支持間隙が十分一定に保持されるため、および支持体の剛性が非常に高いためである。この種の支持装置におけるこの種の流体圧支持体は、たとえば欧州特許公報ＥＰ００６５３３７Ｂ１、ドイツ公開公報ＤＥ４１２５８０２Ａ1、欧州特許公報ＥＰ０１４３４７１Ｂ１、またはドイツ特許公報ＤＥ２５４４８７２Ｃ２に記載されている。これらの公報で取り上げられているすべての流体圧支持体に共通なことは、流体圧支持体のダイヤフラムとは逆の側に球体を有し、この球体上で、テーパ穴を備えた担持ピンが支持され、その結果流体圧支持体がこのピンのまわりに回転運動可能に支持されていることである。担持ピン自身は通常ねじ山を備え、このねじ山が前記支持体本体にねじ込まれているため、支持体本体に対する流体圧支持体の高さを付加的に変化させることができる。これにより、同じ支持体本体に多種の流体圧支持体を固定することができる。この場合、一方では担持ピンを回動させることにより流体圧支持体と支持体本体との間隔を変化させることにより、他方では当該支持体をガイド面に設けた担持ピンに対し回転運動可能に結合させることによって方向を調整することができることにより、流体圧支持体を簡単に位置調整することができる。
【０００３】
さらに、これら公知の流体圧支持体においては、担持側面部として形成されているダイヤフラムと、支持体本体を前記球体および担持ピンを介して支持している支持体ハウジングのダイヤフラム側とが、異なる２つの部材であるように支持体ハウジングが構成されている。
【０００４】
以上のような公知の流体圧支持体は座標測定器において優れた機能を発揮してはいるが、座標測定器の精度品質要求が高度になるにつれて、これら公知の流体圧支持体の剛性の不十分さが明らかになってきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこの点を鑑みてなされたもので、剛性を著しく向上させることができる流体圧支持体を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、独立請求項１の構成により解決される。より詳細に述べれば、次の通りである。
【０００７】
本発明による支持体では、特に、
流体圧支持体の少なくとも１つが一体に形成された支持体ハウジングを有し、該支持体ハウジングが少なくともダイヤフラムを含み、支持体本体が直接支持体ハウジングと結合している構成を備えている点である。
【０００８】
これにより、従来公知の支持装置に比べて一連のかなりの利点が生じる。一体に形成された支持体ハウジングが支持体本体と直接結合していることにより、支持体全体の剛性がかなり大きくなる。これは、支持装置全体の剛性を著しく制限していた前記のような球体も担持ピンを設けずに済むためである。したがって、支持体を中央で支持させる必要はなく、その外側エッジ領域で支持させることも可能である。この点も支持体の安定性に著しく寄与する。さらに、支持体ハウジングが一体であるので、支持体ハウジングを１回の製造工程で製造でき、また支持体ハウジングを仕上げ加工するための組み立てを完全に回避できるため、製造技術的および組み立て技術的にかなりの利点が生じることはいうまでもない。
【０００９】
基本的には、他のすべての流体圧支持体も、支持体ハウジングが支持体本体と結合しているように構成されていてよい。或いは、他の流体圧支持体またはその一部が従来のように構成されていてもよく、これは特に、当該流体圧支持体をリバーステンション用に使用する場合に意味をなす。
【００１０】
ここで支持体本体なる概念について説明しておく。この支持体本体とは、少なくとも２つの流体圧支持体で支持されている堅牢な物体である。支持体本体は全く異なる種々の形状を想定してよい。たとえば、後の説明の実施形態のように、特に流体圧支持体の固定に用いられる、局部的に制限された物体であってもよい。また、支持体本体は、支持されるべき部材全体を含んでいてもよい。これはたとえば、長尺の部材がそれぞれその両端部において支持されるような場合も含む。堅牢な支持体本体は必ずしも一体である必要はなく、多数の個別部材から構成されていてもよい。
【００１１】
なお、流体圧支持体を作動させるため、種々の流体が考えられる。たとえば水またはオイルを流体として使用してよい。しかし特に有利なのは、とりわけ空気のような気体を使用することである。
【００１２】
第１の実施の態様では、流体圧支持体の支持体ハウジングの少なくとも１つと支持体本体とを結合させるため、堅牢な支持体本体の少なくとも一部分と支持体ハウジングとが１つのブロックからモノリシックに製造されている。これにより、支持体ハウジングおよび特にダイヤフラム、そして支持体本体も１つの部材からなっているので、支持体本体とダイヤフラムの間に特に堅牢な構造が得られるという利点が生じる。特に製造技術的にも特徴があり、すなわち支持体ハウジングと、該支持体ハウジングが加工されている支持体本体の少なくとも一部分とを別個に製造する必要がないので、効率的に製造することができる。
【００１３】
他の実施の態様では、一体に形成された支持体ハウジングは、ダイヤフラムのほかにダイヤフラム保持体を有している別個の構成部材であり、支持体ハウジングと支持体本体とを結合させるため支持体本体がダイヤフラム保持体で直接支持されている。
【００１４】
最も簡潔な構成は、基本的には第２の実施の態様に見られ、これは支持体本体とモノリシックに製造される支持体ハウジングに対する変形実施態様である。支持体ハウジングを一義的に固定できるようにするため、支持体本体に凹部を設けてよい。この凹部は完全に底部を有するか、或いは少なくとも突出部を有し、この突出部で支持体本体のダイヤフラムが支持されている。或いは、ダイヤフラム保持体を直接支持体本体の平らな面に支持させる。この場合支持体本体を側方へスリップしないようにたとえばねじ或いは嵌合ピンで適宜固定するようにしてもよいことは言うまでもない。
【００１５】
しかし特に有利なのは前記第２の実施の態様の変形実施態様であり、ダイヤフラム保持体が丸く、ダイヤフラム保持体の載置端部が球欠状に形成され、且つ底部または突出部が切頭円錐状に形成されているか、或いは、底部または突出部が球欠状に形成され、且つダイヤフラム保持体の載置端部が切頭円錐状に形成されている構成である。この変形実施態様は、一方では、一体に形成された支持体ハウジングが直接支持体本体と結合され、他方支持体ハウジングは支持体本体上を回転運動可能に支持され、よって自動位置調整動作をするという際立った利点をもたらす。
【００１６】
上記２つの異なる実施態様、すなわち支持体ハウジングを支持体本体の少なくとも一部分とモノリシック（単一、一体）に製造するという実施態様と、一体に形成された支持体ハウジングのダイヤフラム保持体を支持体本体で支持するという実施態様とは、支持装置が、互いに平行で、しかも互いに傾斜している少なくとも２つのガイド面で同時に支持可能である場合に組み合わせると有利である。このような場合には、両ガイド面のうち第１のガイド面に前記流体圧支持体が支持され、その支持体ハウジングが支持体本体の少なくとも一部分とともに１つのブロックからモノリシックに製造されていてよい。このような場合には、互いに傾斜している２つのガイド面に対し、支持体ハウジングが前記ダイヤフラム保持体を有しているような、本発明による空気支持体の前記第２の実施の態様を使用すべきであり、その際支持体本体は支持体ハウジングのダイヤフラム保持体で支持されている必要がある。というのは、この支持体はすでに述べたように第２のガイド面上を自動位置調整可能に実施されているからである。このような組み合わせは、支持体本体の作製を著しく簡単にする。なぜなら、仮に第２のガイド面の流体圧支持体が同様に支持体本体の一部分からモノリシックに加工されていても、当然のことながら、互いに傾斜している両ガイド面の成す角度を支持体本体により高精度に維持しなければならないからである。このような正確な角度はかなりの製造技術的コストをもってしなければ得られないので、前記第２のガイド面の支持体を上述したように自動位置調整支持体として実施することは、仮に剛性がわずかながら損失するとしても非常に意味のあることである。
【００１７】
本発明による支持装置の前記第２の実施の態様は、流体が直接ダイヤフラムの流体流入口に供給され、このためダイヤフラムに、流体供給部により流体の供給を受ける絞りが固定されている場合に特に有利である。これにより、個々の各流体圧支持体に対し全く個別に流動特性を変化させることができ、これはとりわけ、流体圧支持体のいくつかの支持体ハウジングが支持体本体の一部分とともに１つのブロックからモノリシックに製造されている場合に特に重要である。したがって、絞りを適当に選択することにより、支持装置全体を荷重特性に対し調整することができる。特に支持体本体の製造後も個々の流体圧支持体を適宜整合させることができるようにするためには、絞りが支持体ハウジングに交換可能に固定されている必要がある。１つの可能性は、たとえば、絞りが、ダイヤフラムの対応するねじ山にねじ込まれることに見られる。他の可能性は、たとえば、絞りを差し込んで適当な締め金を介して締め付け固定することにある。
【００１８】
個々の流体圧支持体の少なくとも１つの流体圧支持体のための支持体本体が貫通破断部を有し、その結果支持体ハウジングが支持体本体の支持体ハウジングとは逆の側から接近可能であるならば特に有利である。これにより、支持装置をガイドに取り付けた後も絞りの交換が可能であり、したがってこの時点でも支持体を支障なく適宜整合させることができるという格別の利点が生じる。
【００１９】
本発明の他の利点および構成は図面および以下の説明から明らかである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による支持装置を純粋に概略的に側面図で示したものである。図示の装置では、本発明による支持装置の重要な構成要素だけを示しており、たとえば空気供給部等の重要でない部分は省略している。
以下、図１に示す本発明による支持装置を説明することにする。図１からわかるように、支持装置はまずガイドプロフィール（１）を有し、該ガイドプロフィールの側面には、互いに直角に配置された４つのガイド面（２），（３），（４），（５）が配置され、これらガイド面上で、符号（１２，１３，１４，１５，１６，１７）で示した流体圧支持体が動作する。流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）は、ここに図示した実施の形態では、すべて空気支持体として実施されており、圧縮空気で作動する。この場合流体圧支持体（１２，１３，１４，１５，１６，１７）は、板（７，８，１０，１１）と前後にある２本の棒（９）とから構成される堅牢な支持体（６）を構成している。なお、図示の関係上２本の棒（９）のうち前部の棒（９）だけが見て取れる。棒（９）には左側にねじ山が切られており、付設される板（８）の雌ねじにねじ込まれている。構成部材（１０，１１，７，８，９）はねじ（１８，１９，２０，２１）により互いに取り付けられ、１つの堅牢な支持体本体を形成している。流体圧支持体（１５，１６，１７）は、たとえば米国特許第４５６０２１３号明細書に詳細に説明されているような、支持圧により凹状に変形するダイヤフラムを担持側面部として形成させた、長年知られている空気支持体である。なお、上記特許明細書の内容を引用することにする。流体圧支持体（１５，１６，１７）は、上記特許明細書に記載されているように支持体ハウジング（１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ）を有し、支持体ハウジング上には適当な傾動個所にダイヤフラム（１５ａ，１６ａ，１７ａ）が支持されている。支持体ハウジング（１５ｂ），（１６ｂ），（１７ｂ）上には、球形の凹部においてピン（１５ｄ，１６ｄ，１７ｄ）で支持されている球体（１５ｃ，１６ｃ，１７ｃ）が設けられている。この場合ピン(１５ｄ，１６ｄ，１７ｄ)は２つの部分から構成されており、両部分はそれぞればねにより互いに離間する方向に押圧されているため、これにより流体圧支持体（１５，１６，１７）はガイド面（４）および（５）に対し押圧される。
【００２１】
残りの流体圧支持体（１２，１３，１４）は、上記流体圧支持体（１５，１６，１７）とは異なり、本発明による流体圧支持体であるが、ここに図示したケースでは同様に圧縮空気で作動する空気支持体として実施されている。以下にこれらの流体圧支持体（１２，１３，１４）を図２および図３を用いて詳細に説明する。支持体本体（６）の板（７）には４つの流体圧支持体が固定されているが、ここでは前部の２つの流体圧支持体（１２）と（１３）だけが見て取れ、他方その背後にある２つの流体圧支持体は見る方向のために流体圧支持体（１２）と（１３）により遮蔽されている。流体圧支持体（１２）と（１３）の厳密な構成を図２を用いて詳細に説明する。図２は、板（７）の一部分と流体圧支持体（１３）とガイドプロフィール（１）の一部分とを断面にて示した部分図である。図２からわかるように、流体圧支持体（１３）の支持体ハウジング(１３ａ，１３ｂ)は一体に形成されており、傾動支持体（１３ｂ）のほかに、支持圧により凹状に変形することができる、担持側面部として形成されたダイヤフラム（１３ａ）を有している。支持体ハウジング(１３ａ，１３ｂ)は、図２からわかるように、堅牢な支持体本体（６）の板（７）とともに１つのブロックからモノリシックに製造されている。これは、板（７）に設けられている他の３つの流体圧支持体にも適用される。図２からわかるように、流体圧支持体は、ダイヤフラム（１３ａ）が比較的幅狭の傾動支持体（１３ｂ）だけを介して板（７）と結合されているように製造されており、この場合傾動支持体は流体圧支持体の内側にさらに溝を有し、この溝はダイヤフラムの領域において傾動支持体（１３ｂ）の厚さをさらに減少させている。もちろんこの溝を外径部にも設けてよい。或いは、傾動支持体を適宜薄壁に形成すれば、この溝は設けなくてもよい。
【００２２】
これにより、ダイヤフラムが凹状に変形したときに該ダイヤフラムを場合によっては傾動させることができる傾動支持体が生じる。さらに、流体流入部の領域には、絞り（１３ｆ）を交換可能にねじ込むことができる雌ねじと凹部とを備えた小さな接続部材（１３ｅ）が設けられ、その結果ダイヤフラム（１３ａ）の流体流入口（１３ｉ）には、圧縮空気ホース（１３ｇ）の形状の流体供給部により圧縮空気の供給を受ける絞り（１３ｆ）が固定されていることになる。すでに詳細に述べたように、このダイヤフラムにより、流体圧支持体（１３）の製造後においても絞り（１３ｆ）を他の絞り（１３ｆ）に交換して、流体圧支持体（１３）を他の３つの流体圧支持体と適宜整合させることができる。すでに前述したように、この流体圧支持体の場合、特に製造上の理由から、支持体本体（６）または特に板（７）は貫通破断部を有しているので、支持体ハウジング（１３ａ，１３ｂ）は支持体本体（６）の支持体ハウジング（１３ａ，１３ｂ）とは逆の側から接近することができ、その結果絞り（１３ｆ）は、ガイドプロフィール（１）上に支持装置を取り付けた後も交換することができる。第２のガイド面（３）（再び図１を参照）には、相前後して位置する本発明による２つの支持体が示されているが、これらの支持体は前述した第２の実施の形態に従って実施されている。図の見る方向の選定の仕方によりここでも両支持体のうち前部の支持体（１４）だけが見て取れる。
【００２３】
次に、支持体（１４）の厳密な構成を図３を用いて説明する。図３には、支持体本体（６）の板（８）の一部分と支持体（１４）とが断面で図示されている。この第２の実施の形態においても支持体ハウジング(１４ａ，１４ｂ)は一体に形成されており、支持圧により凹状に変形する、担持側面部として形成されたダイヤフラム（１４ａ）を有している。しかしながら図３のケースでは、支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）は、堅牢に形成されている支持体本体（６）あるいはこの支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）と結合している板（８）とは別個の構成部材であり、無関係に製造されている。図２の傾動支持体は、図３の実施の形態では鋳造されたダイヤフラム保持体（１４ｂ）の形態に形成され、この場合図２とは異なり、支持体本体（６）或いはその板（８）は直接このダイヤフラム保持体上に支持されている。このケースでは、ダイヤフラム保持体（１４ｂ）は板（８）に設けた凹部の適切な突出部（２２）で支持されており、この場合ダイヤフラム保持体（１４ｂ）の載置端部（１４ｈ）は球状に形成され、突出部（２２）は円錐切頭状に形成されているので、支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）は、矢印（２３）で指示したように、支持体本体（６）或いはその板（８）に対して回転運動可能に支持され、よって自動調整支持体である。この種の構成にはかなりの利点があり、すなわち図１からわかるように、支持体本体（６）の板（８）は支持体本体（６）の板（７）に比べてガイド面（２）と（３）の角度に正確に適合している必要はなく、角度は理想的な角度からずれていてもよく、その結果支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）はその回転運動可能な支持により方向を自動調整することができる。一体に実施された支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）は自動調整機能があるにもかかわらず、堅牢な支持体本体（６）或いはその板（８）と直接結合しており、これにより極めてしっかりした結合が得られている。このように、図１による支持装置は、互いに平行な、しかし互いに傾斜している少なくとも２つのガイド面（２）と（３）で同時に支持可能であるような支持装置であり、その際両ガイド面（２）と（３）のうち第１のガイド面（２）には前記空気支持体（１２）と（１３）が支持され、その支持体ハウジング（１２ａ，１２ｂ）または（１３ａ，１３ｂ）は支持体本体（６）の少なくとも一部分（７）とともに１つのブロックからモノリシックに製造され、第２のガイド面（３）には少なくとも１つの空気支持体（１４）が支持され、その支持体ハウジングは前記ダイヤフラム保持体（１４ｂ）を有し、支持体本体（６）またはその板（８）は支持体ハウジング（１４ａ，１４ｂ）のダイヤフラム保持体（１４ｂ）で支持されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による支持装置の主要な構成要素の側面図である。
【図２】図１の支持体本体（６）の一部分（７）と流体圧支持体（１３）との断面図である。
【図３】支持体本体（６）の一部分（８）と流体圧支持体（１４）との断面図である。
【符号の説明】
２，３  ガイド面
６      支持体本体
７      板
１２，１３，１４，１５，１６，１７    流体圧支持体
１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂ    支持体ハウジング
１３ｆ，１４ｆ    絞り
１３ｉ，１４ｉ    流体流入口
２２    突出部
【図１】
0004577959.tif 000002
【図２】
0004577959.tif 000003
【図３】
0004577959.tif 000004