專利名稱：可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及支撐一可移動(dòng)體的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，可移動(dòng)體在一平面的垂直方向移動(dòng)，在所述平面上一固定件和所述可移動(dòng)體均安裝在其上，并且特別涉及，應(yīng)用到盤播放機(jī)和換盤器的盤選擇機(jī)構(gòu)的盤夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)有效的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
例如，一攜帶盤的可移動(dòng)體和裝有多個(gè)盤的盤盒等的固定件都安裝在一換盤器中。然后，在所述固定件和可移動(dòng)體均安裝在其上的平面的垂直方向中移動(dòng)可移動(dòng)體，并上升下降到與一特定盤相應(yīng)的位置上。一般來說，因?yàn)楸P彼此平行地裝在多個(gè)盒中，在保持可移動(dòng)體與盤平行的情況下移動(dòng)可移動(dòng)體是理想的，以致可移動(dòng)體與各盤相對(duì)的位置彼比相同。
本申請(qǐng)的發(fā)明人了解圖18所示的支撐這類可移動(dòng)體機(jī)構(gòu)的一種機(jī)構(gòu)。即，底部3從固定件1向一可移動(dòng)體2下面伸出，三個(gè)絲桿4a，4b和4c從這個(gè)底部3直立，在絲桿4a，4b和4c上旋擰的螺母安裝在可移動(dòng)體2中。三個(gè)絲桿4a，4b和4c的同步傳動(dòng)使可移動(dòng)體2能夠在坐標(biāo)上的Z軸方向移動(dòng)。此時(shí)，在X或Y軸方向可移動(dòng)體2的運(yùn)動(dòng)或圍繞每個(gè)軸的旋轉(zhuǎn)受到限制。
本申請(qǐng)的發(fā)明人了解圖19所示可移動(dòng)體的支撐機(jī)構(gòu)，其中，從固定件1伸出的可移動(dòng)體2和底部3通過X形的連桿4彼此連接。這個(gè)可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)使可移動(dòng)體2僅在坐標(biāo)的Z軸方向可移動(dòng)地支撐。
然而，每個(gè)上述可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)具有構(gòu)成支撐機(jī)構(gòu)的很多數(shù)目的部件，并組裝困難。而且，為了支撐可移動(dòng)體2必須從固定件1向可移動(dòng)體2下面伸出底部3。因?yàn)榇_保底部3的剛度和精確度是困難的，不可能獲得適于小型化和高精確度的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，它能夠支撐一可移動(dòng)體在一平面的垂直方向移動(dòng)，在此平面上使用一相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)安裝所述可移動(dòng)體和一固定件，并且所述可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)還能夠在不從固定件伸出底部的情況下支撐可移動(dòng)體。
在下面本發(fā)明的概述中，雖然為了方便理解，在相應(yīng)構(gòu)件后的各括號(hào)中注有附圖中的號(hào)碼，但本發(fā)明決不限于這些數(shù)碼或附圖。
用第一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)能夠達(dá)到本發(fā)明的上述目的，第一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)支撐一可移動(dòng)體12，42在一平面的垂直方向移動(dòng)，在所述平面上既安裝固定件11，41也安裝可移動(dòng)體。第一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)設(shè)有可旋轉(zhuǎn)地連接到固定件和可移動(dòng)體的杠桿13a，13b，46a，46b；安裝在可移動(dòng)體的側(cè)面上的與固定件相對(duì)的可移動(dòng)體齒條18a，18b，52；和與可移動(dòng)體齒條接合并與杠桿一起被驅(qū)動(dòng)的小齒輪14a，14b，44a，44b。
根據(jù)第一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，借助于杠桿、小齒輪等的相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)，能夠支撐可移動(dòng)體在安裝固定件和可移動(dòng)體的平面的垂直方向移動(dòng)。而且，因?yàn)榭梢苿?dòng)體的一端由于可移動(dòng)體齒條與小齒輪接合而被支撐，并且可移動(dòng)體的另一端由在可移動(dòng)體和固定件間橋接的杠桿支撐，因此能夠在不從固定件向可移動(dòng)體伸出底部的情況下支撐可移動(dòng)體。因?yàn)榈撞坎辉O(shè)在可移動(dòng)體周圍，可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)能夠小型化和重量輕。而且，因?yàn)榈撞坎皇潜仨毜?，僅達(dá)到杠桿的剛度和精度便能容易地獲得高精度的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)。
在第一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)的一個(gè)方面，它還設(shè)有一固定件齒條16a，16b，安裝在與可移動(dòng)體12相對(duì)的固定件11側(cè)面上，并與小齒輪14a，14b接合；和安裝在杠桿13a，13b上的小齒輪14a，14b的旋轉(zhuǎn)軸31。
根據(jù)這方面，能將杠桿的旋轉(zhuǎn)與小齒輪的旋轉(zhuǎn)和上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)組合。
在這方面，也可進(jìn)一步設(shè)置一連桿機(jī)構(gòu)20，15a，15b，17a，17b，通過它們杠桿13a，13b連接到固定件11和可移動(dòng)體12，使杠桿能夠相對(duì)于固定件和可移動(dòng)體滑動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)這方面，當(dāng)杠桿相對(duì)于固定件和可移動(dòng)體滑動(dòng)時(shí)，能夠緩沖伴隨可移動(dòng)體從杠桿和固定件間的連接位置向杠桿和可移動(dòng)體間的連接位置移動(dòng)時(shí)的距離改變。
在具有連桿機(jī)構(gòu)的情況中，從與固定件11相對(duì)側(cè)的連桿機(jī)構(gòu)20，15a，15b到小齒輪14a，14b旋轉(zhuǎn)軸31的距離(i)相對(duì)于與固定件11相對(duì)側(cè)的連桿機(jī)構(gòu)20，15a，15b到可移動(dòng)體12相反側(cè)的連桿機(jī)構(gòu)20，17a，17b的距離(ii)的杠桿比可設(shè)定到1∶2。
通過將杠桿比設(shè)定到1∶2，可移動(dòng)體的可移動(dòng)體齒條位置的移動(dòng)量和可移動(dòng)體的連桿機(jī)構(gòu)位置的移動(dòng)量能夠形成彼此相等。因此，可移動(dòng)體在保持平行于固定件的情況下移動(dòng)，即，進(jìn)行嚴(yán)格平行移動(dòng)。因此，能夠獲得適于在盤盒中裝有彼此平行盤的換盤器的可移動(dòng)體的支撐機(jī)構(gòu)。
另外，在具有連桿機(jī)構(gòu)的這情況中，從與固定件11相對(duì)側(cè)的連桿機(jī)構(gòu)20，15a，15b到小齒輪14a，14b旋轉(zhuǎn)軸31的距離(i)相對(duì)于與固定件11相對(duì)側(cè)的連桿機(jī)構(gòu)20，15a，15b到可移動(dòng)體12相對(duì)側(cè)的連桿機(jī)構(gòu)20，17a，17b的距離(ii)的杠桿比可選擇為是這樣的預(yù)定值，使得支撐進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的可移動(dòng)體。
通過這樣設(shè)定杠桿比，可移動(dòng)體的可移動(dòng)體齒條位置的下降量變得比可移動(dòng)體連桿機(jī)構(gòu)位置的下降量大。這樣，因?yàn)樾D(zhuǎn)移動(dòng)伴有可移動(dòng)體的下降量，可移動(dòng)體以可移動(dòng)體外的空想中的支點(diǎn)為中心旋轉(zhuǎn)。因此，能夠獲得適于支撐被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的可移動(dòng)體的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)。因此，例如能獲得適于支撐可移動(dòng)體的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，所述可移動(dòng)體圍繞空想中支點(diǎn)被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，以致使保持與在盤盒中相對(duì)于空想中支點(diǎn)為中心徑向排列的盤相平行的它的狀態(tài)。
在第一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)的另一方面，杠桿46a，46b具有在固定件41中的支點(diǎn)43，通過連桿機(jī)構(gòu)48，51杠桿連接到可移動(dòng)體42，小齒輪44a，44b的旋轉(zhuǎn)軸50安裝在固定件中，并且小齒輪的旋轉(zhuǎn)和杠桿的旋轉(zhuǎn)由一減速裝置45a，45b，49結(jié)合。
根據(jù)這方面，因?yàn)楦軛U具有在固定件中的支點(diǎn)，能夠防止杠桿在旋轉(zhuǎn)時(shí)的跳動(dòng)。而且，借助于減速裝置，即使杠桿具有在固定件中的支點(diǎn)，也能將杠桿的旋轉(zhuǎn)與小齒輪的旋轉(zhuǎn)結(jié)合。
在這方面，可移動(dòng)體齒條52相對(duì)于小齒輪44a，44b的移動(dòng)可以由減速裝置45a，45b，49以預(yù)定比例減少，然后傳動(dòng)到減速裝置位置上的杠桿46a，46b的移動(dòng)，在減速裝置的位置上的杠桿移動(dòng)可以預(yù)定比例增加，傳遞到在連桿機(jī)構(gòu)48，51的位置上的可移動(dòng)體42的移動(dòng)上。
此時(shí)，可移動(dòng)體的可移動(dòng)體齒條位置的移動(dòng)量和可移動(dòng)體的連桿機(jī)構(gòu)的位置的移動(dòng)量能形成彼此大致相等。因此，可移動(dòng)體在保持大體平行于固定件的情況下移動(dòng)。因此，能獲得適用于在盤盒中裝有彼此平行盤的換盤器的可移動(dòng)體的支撐機(jī)構(gòu)。
本發(fā)明的上述目的也能由用于支撐在安裝固定件和可移動(dòng)體的平面的垂直方向移動(dòng)的可移動(dòng)體62的第二可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)達(dá)到。第二可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)設(shè)有第一杠桿63，通過一連桿機(jī)構(gòu)65，67，68可旋轉(zhuǎn)地連接到固定件和可移動(dòng)體；第二杠桿64，通過另一連桿機(jī)構(gòu)66，69，70可旋轉(zhuǎn)地連接到固定件和可移動(dòng)體；和一結(jié)合部71，位于第一和另一連桿機(jī)構(gòu)的對(duì)之間，它們各自位于第一杠桿和第二杠桿上，用于結(jié)合第一杠桿和第二杠桿，其中第一杠桿的長度不同于第二杠桿的長度。
根據(jù)第二可移動(dòng)體的支撐機(jī)構(gòu)，借助于第一杠桿、第二杠桿等的相當(dāng)簡單的結(jié)構(gòu)，能夠支撐可移動(dòng)體在安裝固定件和可移動(dòng)體的平面的垂直方向移動(dòng)。而且，因?yàn)榭梢苿?dòng)體一端由可移動(dòng)體和固定件間橋接的第一杠桿支撐，并因?yàn)榭梢苿?dòng)體的另一端由在可移動(dòng)體和固定件間橋接的杠桿支撐，因此能夠在不從固定件向可移動(dòng)體伸出底部的情況下支撐可移動(dòng)體。因?yàn)榈撞坎辉O(shè)在可移動(dòng)體周圍，可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)能夠小型化和重量輕。
根據(jù)第二可移動(dòng)體的支撐機(jī)構(gòu)的一方面，從與固定件61相對(duì)的第一杠桿63側(cè)上的連桿機(jī)構(gòu)65到結(jié)合部分71的距離(i)，與從與固定件相對(duì)的第一杠桿側(cè)上的連桿機(jī)構(gòu)到與可移動(dòng)體62相對(duì)側(cè)上第一杠桿連桿機(jī)構(gòu)68的距離(ii)的杠桿比等于，從與固定件相對(duì)側(cè)上第二杠桿64的連桿機(jī)構(gòu)66到結(jié)合部的距離(iii)與從與固定件相對(duì)側(cè)上第二杠桿的連桿機(jī)構(gòu)66到與可移動(dòng)體相對(duì)側(cè)上第二杠桿連桿機(jī)構(gòu)70的距離(iv)的杠桿比。
根椐這方面，第一杠桿的支撐位置的移動(dòng)量和第二杠桿的支撐位置的移動(dòng)量能夠大致相等。因此，可移動(dòng)體在保持與固定件大體平行的情況下移動(dòng)。因此，例如，能獲得適用于在盤盒中彼此平行裝盤的換盤器的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)。


本發(fā)明的特性，用途和特點(diǎn)從以下結(jié)合附圖的本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中可以更為明了。
圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)透視圖；圖2是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)軸的導(dǎo)向器透視圖；圖3A是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體位于提升位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)工作側(cè)視圖；圖3B是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體位于下降位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)工作側(cè)視圖；圖4是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)原理視圖；圖5A是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體位于提升位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行一例的側(cè)視圖；圖5B是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體位于下降位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行一例的側(cè)視圖；圖6是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)小齒輪另一例的側(cè)視圖；圖7是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)杠桿另一例的透視圖；圖8是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)杠桿中形成一長孔的例子的側(cè)視圖；圖9是第一實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)杠桿中使用一銷齒輪的例子的側(cè)視圖；圖10是第一實(shí)施例中在可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)Y軸方向中允許少量移動(dòng)的一例子的側(cè)視圖；圖11是本發(fā)明第二實(shí)施例的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)透視圖；圖12A是第二實(shí)施例中可移動(dòng)體位于提升位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)工作側(cè)視圖；圖12B是第二實(shí)施例中可移動(dòng)體位于下降位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)工作側(cè)視圖；圖13是第二實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)原理視圖；圖14是第二實(shí)施例可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格平行運(yùn)動(dòng)一例的側(cè)視圖；圖15是第二實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)使用一同步齒輪一例的透視圖；圖16A是第三實(shí)施例中可移動(dòng)體位于提升位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)工作側(cè)視圖；圖16B是第三實(shí)施例中可移動(dòng)體位于下降位置時(shí)的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)工作側(cè)視圖；圖17是是第三實(shí)施例中可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)合部另一例的側(cè)視圖；圖18是可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)一例的側(cè)視圖；圖19是可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)另一例的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1-3示出本發(fā)明第一實(shí)施例可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10。在可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10中，可移動(dòng)體12在安裝固定件11和可移動(dòng)體12的平面(X-Y平面)的垂直方向(Z軸方向)移動(dòng)。可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10例如應(yīng)用于盤播放機(jī)盤夾緊機(jī)構(gòu)，或換盤器的選盤機(jī)構(gòu)。如果它應(yīng)用到盤夾緊機(jī)構(gòu)，一個(gè)播放裝置，如一個(gè)轉(zhuǎn)盤、一個(gè)光學(xué)頭等設(shè)在可移動(dòng)體12上。盤在可移動(dòng)體12上的轉(zhuǎn)盤和夾緊器間由在圖1-3中的Z軸方向的移動(dòng)可移動(dòng)體12夾緊。
如果它應(yīng)用到換盤器的選盤機(jī)構(gòu)，使用固定件11作為盤盒，在其中以預(yù)定的間隔排列多個(gè)盤。包括轉(zhuǎn)盤和光學(xué)頭的播放裝置和將盤從盤盒運(yùn)移到播放位置的運(yùn)移裝置設(shè)在可移動(dòng)體12上?？梢苿?dòng)體12在圖1-3的Z軸方向移動(dòng)，同時(shí)保持在與在盤盒中裝的盤成一直線的平行狀態(tài)。
如圖1-3所示，可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10設(shè)有固定件11；可移動(dòng)體12安裝在固定件11的水平面內(nèi)；一對(duì)杠桿13a、13b在固定件11和可移動(dòng)件12間彼此可旋轉(zhuǎn)地連接；小齒輪14a、14b安裝在固定件11和可移動(dòng)體12間。
固定件11大體是矩形，并且延伸在圖1-3的Y軸方向的一對(duì)細(xì)長孔15a、15b在固定件11的X軸方向的兩側(cè)11b上開出。一對(duì)延伸在Z軸方向的固定件齒條16a和16b安裝在固定件11的可移動(dòng)體12的側(cè)面11a的兩端上。
可移動(dòng)體12是由平的矩形的板形件構(gòu)成。可移動(dòng)體12在它X軸方向的長度大體等于固定件11在X方向的長度。在可移動(dòng)體12的X軸方向兩端上垂直安裝壁12a和12b。在Y軸方向細(xì)長延伸的一對(duì)長孔17a和17b在固定件11相對(duì)壁12a和12b上打開。另外，在Z軸方向延伸與固定件齒條16a和16b相對(duì)的可移動(dòng)件齒條18a和18b安裝在壁12a和12b的固定件11一側(cè)。
在固定件11和可移動(dòng)體12的X軸方向的側(cè)面上細(xì)長延伸一對(duì)杠桿13a和13b在兩端具有銷20。銷20與在固定件11中開的長孔15a和15b和在可移動(dòng)件12中開的長孔17a和17b接合。杠桿13a和13b通過銷20和長孔15a和15b、17a和17b與固定件11和可移動(dòng)體12連接。杠桿13a和13b可相對(duì)固定件11和可移動(dòng)體12滑動(dòng)。與可移動(dòng)體12移動(dòng)相關(guān)聯(lián)的在固定件11和可移動(dòng)體12間的距離改變可以由杠桿13a和13b相對(duì)于固定件11和可移動(dòng)體12的滑動(dòng)所緩沖。
小齒輪14a和14b的設(shè)置使得與在固定件11上安裝的固定件齒條16a和16b和在可移動(dòng)體上安裝的可移動(dòng)體齒條18a和18接合。而且，小齒輪14a和14b固定到旋轉(zhuǎn)軸31上，使其不相對(duì)旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸31在一對(duì)杠桿13a和13b的中心上可旋轉(zhuǎn)地支撐。
如圖2所示，旋轉(zhuǎn)軸31通過在固定件11凸出的棱上開的長孔34和在可移動(dòng)體12凸出的棱上開的長孔35插入。因此，在旋轉(zhuǎn)軸31的Z軸方向的移動(dòng)由長孔34和35導(dǎo)向。
另外，一個(gè)周知的部件，如軸、孔等也可用作限制可移動(dòng)體12在X軸方向或Y軸方向的移動(dòng)的導(dǎo)向器。而且，通過使用一個(gè)裝置，如凸輪、絲桿、齒輪等驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)體12的一點(diǎn)或杠桿13a和13b，以驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)體12。
圖3A和3B示出可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10的運(yùn)動(dòng)。圖3A示出可移動(dòng)體12位于提升位置上的狀態(tài)。圖3B示出可移動(dòng)體12位于下降位置上的狀態(tài)。在可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10中，1∶L比是杠桿比。在此1是固定件11的側(cè)面上的銷20到小齒輪14a的旋轉(zhuǎn)軸31的距離，L是固定件11的側(cè)面上的銷20到可移動(dòng)體12側(cè)面上的銷20的距離。在可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10中，旋轉(zhuǎn)軸31安裝在固定件11的側(cè)面上的銷20和可移動(dòng)體20側(cè)面上的銷20之間的中心上。因此，杠桿比設(shè)定為1∶2。
如圖3A所示，可移動(dòng)體12一端是由于可移動(dòng)體齒條18a接合小齒輪14a而被支撐，其另一端由銷20支撐。這里，為了使其下降，杠桿13a的一點(diǎn)由一旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)在順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。小齒輪14a與固定件齒條16a接合，它的軸安裝在杠桿13a中。因此，在順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)時(shí)下降。因?yàn)樾↓X輪14a也接合可移動(dòng)體齒條18a，小齒輪14a在順時(shí)針方向的旋轉(zhuǎn)使可移動(dòng)體齒條18a下降。因此，以旋轉(zhuǎn)軸31下降量兩倍的量下降可移動(dòng)體齒條18a。另一方面，杠桿13a以1∶2的杠桿比裝配在固定件11的長孔15a和可移動(dòng)體12的長孔17a中。這樣，在可移動(dòng)體12側(cè)面上的銷20以杠桿13a旋轉(zhuǎn)軸31位置上的下降量兩倍的量下降。因此，在可移動(dòng)體12和可移動(dòng)體齒條18a兩側(cè)上的銷20以同樣的下降量下降，如圖3B所示，使可移動(dòng)體12與固定件11相平行地下降。
圖4示出可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10的工作原理。在杠桿13a旋轉(zhuǎn)并且可移動(dòng)體齒條18a提升δh時(shí)，小齒輪14a的旋轉(zhuǎn)軸31提升δh/2。因?yàn)槿缟纤?，杠桿比定為1∶2，在旋轉(zhuǎn)軸31提升δh/2時(shí)，在可移動(dòng)體12側(cè)面上的銷20提升δh。因此，可移動(dòng)體12可在保持平行的情況下提升。
一對(duì)杠桿13a和13b和一對(duì)小齒輪14a和14b安裝在可移動(dòng)體12和固定件11的X軸方向兩側(cè)上，使得一對(duì)小齒輪14a和14b耦接不相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并從而進(jìn)行相同運(yùn)動(dòng)。由于此原因，可移動(dòng)體12的四個(gè)角部基本以相同的量下降。因此，可移動(dòng)體12保持平行于固定件11的狀態(tài)在Z軸方向立體地(cubicly)下降。在可移動(dòng)體12保持平行的狀態(tài)中的Z軸方向運(yùn)動(dòng)被稱為嚴(yán)格平行運(yùn)動(dòng)。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10，具有小齒輪14a和14b和杠桿13a和13b等簡單結(jié)構(gòu)的機(jī)構(gòu)能夠支撐可移動(dòng)體12在Z軸方向移動(dòng)。另外，可移動(dòng)體12的一端由于可移動(dòng)體齒條18a與小齒輪14a接合被支撐，并且可移動(dòng)體12的另一端由在可移動(dòng)體12和固定件11間連接的杠桿13a支撐。因此，能夠在底部不從固定件11向可移動(dòng)體12下伸出的情況下支撐可移動(dòng)體12。因?yàn)樵诳梢苿?dòng)體12下不安裝底部，可獲得適于小型化和重量輕的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10。而且，因?yàn)椴恍枰y于達(dá)到高剛度的底部，僅使杠桿13a和13b達(dá)到剛度和精確度，便可容易地獲得帶高精度的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10。
圖5A和5B示出以空想中支點(diǎn)32為中心旋轉(zhuǎn)的可移動(dòng)體12的狀態(tài)。圖5A示出可移動(dòng)體12旋轉(zhuǎn)前的一狀態(tài)，圖5B示出可移動(dòng)體12旋轉(zhuǎn)后的一狀態(tài)。在此，在杠桿13a的固定件11側(cè)面上的銷20到旋轉(zhuǎn)軸31的距離設(shè)定為L1，從旋轉(zhuǎn)軸31到杠桿131的可移動(dòng)體側(cè)面上銷20的距離設(shè)定為L2。距離L1設(shè)定的比距離L2長，并且杠桿比設(shè)定為1∶1-2(即數(shù)字等于或大于1并小于2)。杠桿比的這個(gè)設(shè)定使在可移動(dòng)體12的固定件11側(cè)上的下降量大于可移動(dòng)體12的銷20的位置上的下降量。因此，旋轉(zhuǎn)與可移動(dòng)體12的下降相隨。因而，如圖5B所示，可移動(dòng)體12以在可移動(dòng)體12外的空想中支點(diǎn)32為中心旋轉(zhuǎn)。
如上所述，可移動(dòng)體12以空想中支點(diǎn)32為中心可旋轉(zhuǎn)地支撐。因此，例如，即使盤在固定件11上徑向放置，各個(gè)盤也能與可移動(dòng)體12保持平行。而且，不必將可移動(dòng)體12延伸到空想中支點(diǎn)32和在空想中支點(diǎn)32上旋轉(zhuǎn)支撐可移動(dòng)體12。從而能夠極大減小可移動(dòng)體12的深度。
圖6示出小齒輪25的另一例子。在此例中，在小齒輪25使用雙級(jí)齒輪，具有節(jié)圓半徑r的小直徑齒輪與可移動(dòng)體齒條1 8a接合，具有節(jié)圓半徑R的大直徑齒輪與固定件齒條16a接合。用此方法小齒輪25不限于單一齒數(shù)的齒輪。此時(shí)，小齒輪25可由結(jié)合兩級(jí)齒輪構(gòu)成。
兩級(jí)齒輪與小齒輪25結(jié)合的原理將在下面說明。在可移動(dòng)體齒條18a提升δh時(shí)，小齒輪25的旋轉(zhuǎn)軸31提升R×δh/(R+r)。杠桿13a的杠桿比是L∶1+L。因此，如果它設(shè)定為1/L＝r/R，在可移動(dòng)體12的側(cè)面上的銷20提升δh。從而，即使在小齒輪25中使用兩級(jí)齒輪，將杠桿比設(shè)定到預(yù)定值使可移動(dòng)體12能進(jìn)行嚴(yán)格的平行運(yùn)動(dòng)。另外，此時(shí)，如果分別選大齒輪和小齒輪使齒數(shù)的比為1或整倍數(shù)，則不必在組裝時(shí)留意相位。因此組裝容易。
圖7示出杠桿26a和26b的另一例。如圖7所示，一對(duì)杠桿26a和26b可連接到具有高扭轉(zhuǎn)剛度的連接板27上。因?yàn)橐粚?duì)杠桿26a和26b連接到連接板27，不必將小齒輪14a和14b固定到旋轉(zhuǎn)軸31。因此，能夠設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)，其中各小齒輪14a和14b可自由旋轉(zhuǎn)。而且，如果能使可移動(dòng)體12的剛度足夠，小齒輪14a和14b也可安裝在它們?nèi)我粋€(gè)上。另外在可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10中，如果能得到整體剛度，杠桿13a和13b任何一個(gè)可以省略。
圖8示出關(guān)于杠桿13a、固定件11和可移動(dòng)體12的另一連接例子。如圖8所示，長孔28可形成在杠桿13a縱向兩端，與長孔28接合的銷20可安裝在固定件11和可移動(dòng)體12的側(cè)面。杠桿13a和1 3b相對(duì)于固定件11和可移動(dòng)體12旋轉(zhuǎn)并滑動(dòng)。因此，與可移動(dòng)體12移動(dòng)有關(guān)的在固定件11和可移動(dòng)體12間的距離變化，與第一實(shí)施例中的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10相似，可被緩和。
圖9示出小齒輪29的另一例。如果可移動(dòng)體12的移動(dòng)量小，小齒輪29不必是整個(gè)圓齒輪?？捎糜射N齒輪構(gòu)成的小齒輪29進(jìn)行替換，例如每個(gè)在圓部分具有2-4個(gè)銷29a。
圖10示出一種可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)58，允許可移動(dòng)體12在Y軸方向小的移動(dòng)?？梢苿?dòng)體支撐機(jī)構(gòu)58中，杠桿13a圍繞固定件11的固定點(diǎn)19旋轉(zhuǎn)。大直徑齒輪33形成在固定件11上，小齒輪14a裝配在大直徑齒輪33中。其它結(jié)構(gòu)相似于可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10。即使在圖10的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)58中，伴隨有小的Y方向移動(dòng)。然而，可移動(dòng)體12在保持平行的狀態(tài)中可在Z軸移動(dòng)。另外，固定點(diǎn)19可以安置在可移動(dòng)體12的側(cè)面上。
圖11-13示出本發(fā)明第二實(shí)施例可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)40。如圖11所示，在可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)40中，固定件銷43固定在固定件41的X軸方向的側(cè)面41a上。在固定件41和可移動(dòng)體42間橋接的一對(duì)杠桿46a和46b在固定件41側(cè)面一端上相應(yīng)有銷裝配孔47。固定件銷43接合各銷裝配孔47。另外，杠桿銷48分別固定在杠桿46a和46b的可移動(dòng)體42的側(cè)面上的另一端上。杠桿銷48接合在可移動(dòng)體42側(cè)面上開的細(xì)長孔51上。接近杠桿46a和46b的中心形成大齒輪49。
支撐小齒輪44a和44b的旋轉(zhuǎn)軸50的軸套41c安裝在固定件41的可移動(dòng)體42的側(cè)面41b上。與可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)10不同的是，小齒輪44a和44b在Z軸方向不移動(dòng)。此時(shí)，它們繞圍旋轉(zhuǎn)軸50旋轉(zhuǎn)。另外，具有相同旋轉(zhuǎn)中心的內(nèi)齒輪45a和45b分別固定在小齒輪44a和44b的X軸方向端面上。內(nèi)齒輪45a和45b分別接合在杠桿46a和46b上形成的大齒輪49，并在相同方向旋轉(zhuǎn)。
圖12A和12B示出可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)40的運(yùn)動(dòng)。圖12A示出可移動(dòng)體42在提升位置上的狀態(tài)，圖12B示出可移動(dòng)體42在下降位置上的狀態(tài)。在可移動(dòng)體42中，固定件41的側(cè)面由于可移動(dòng)體齒條52接合小齒輪44a而被支撐，固定件41的相對(duì)側(cè)面由安裝在杠桿46a中的杠桿銷48支撐。在此，為了使其下降，杠桿46a的一點(diǎn)由旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)以固定件銷43為中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。杠桿46a在固定件41上有一支撐點(diǎn)(支點(diǎn))。因此，能夠防止杠桿46a在旋轉(zhuǎn)時(shí)的搖動(dòng)。因?yàn)榘惭b在杠桿46a中的大齒輪49接合固定在小齒輪44a中的內(nèi)齒輪45a，小齒輪44a由杠桿46a的旋轉(zhuǎn)在順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。因小齒輪44a也接合可移動(dòng)體齒條52，由小齒輪44a的旋轉(zhuǎn)使可移動(dòng)體齒條52下降。另外，可移動(dòng)體42的長孔51隨杠桿46a順時(shí)針旋轉(zhuǎn)下降。
圖13示出可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)40的工作原理。在杠桿45a旋轉(zhuǎn)并且可移動(dòng)體齒條52下降δh時(shí)，接合內(nèi)齒輪45a的杠桿46a，在它接合內(nèi)齒輪45a的位置上下降rδh/R。此時(shí)，假設(shè)內(nèi)齒輪45a的節(jié)圓半徑為r，小齒輪44a的節(jié)圓半徑為R。在杠桿46a接合內(nèi)齒輪45a的位置上，rδh/R的下降量使可移動(dòng)體42在長孔51的位置上下降δ×(r/R)/(1/L)。這里，1是從杠桿46a的固定件銷43的位置到杠桿46a接合內(nèi)齒輪45a的位置在Y軸方向的長度，L是從杠桿46a的固定件銷43的位置到杠桿銷48的位置在Y軸方向的長度。在此實(shí)施例中，杠桿46a不滑動(dòng)地圍繞固定件銷43進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，1∶L比值隨杠桿旋轉(zhuǎn)改變。因此，1∶L比值不能總保持為常數(shù)。從而，不能夠獲得可移動(dòng)體42的嚴(yán)格平行運(yùn)動(dòng)。存在有相對(duì)于固定件41的小的旋轉(zhuǎn)。然而，通過下述設(shè)定可將1/L接近于r/R。即，從固定件銷43的位置到杠桿46a接合內(nèi)齒輪45a的位置的長度與固定件銷43的位置到杠桿銷48的位置的長度的比，也就是杠桿比設(shè)定為r∶R。因此，這個(gè)設(shè)定使可移動(dòng)體12能進(jìn)行近似于嚴(yán)格平行運(yùn)動(dòng)的平行運(yùn)動(dòng)。
另外，如圖14所示，即使杠桿46a旋轉(zhuǎn)，通過安裝一個(gè)與內(nèi)齒輪45a接合的空載齒條55，然后將安裝在空載齒條55上的齒條銷54通過在杠桿上開的長孔53插入，1∶L可總保持為常數(shù)。因此，杠桿比即從固定件銷43到齒條銷54的長度與從固定件銷43到杠桿銷48的長度比設(shè)定為r∶R，從而使可移動(dòng)體12進(jìn)行嚴(yán)格的平行運(yùn)動(dòng)。
一對(duì)小齒輪44a和44b不限于由旋轉(zhuǎn)軸50同步類型的。如果一對(duì)杠桿46a和46b彼此結(jié)合從而有扭轉(zhuǎn)剛度，小齒輪44a和44b可以彼此獨(dú)立地安裝。而且，也可以僅用小齒輪44a和44b中的一個(gè)。另外，如圖15所示，與小齒輪44a和44b接合的同步齒輪56可以分開安裝。此時(shí)，不必將旋轉(zhuǎn)軸50安裝在小齒輪44a和44b間。因此，存在旋轉(zhuǎn)軸50的空間。這樣，例如，盤可以在小齒輪44a和44b間通過。
圖16A和16B示出本發(fā)明第三實(shí)施例的一可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)60。第一和第二杠桿63和64可旋轉(zhuǎn)地在并列安裝的固定件61和可移動(dòng)體62間彼此連接。第一杠桿63具有在固定件61一端上的旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)65，并具有與長孔57接合的銷68，長孔57形成在另一端的可移動(dòng)體62上。在縱向伸長的結(jié)合長孔72開在第一杠桿63中點(diǎn)附近。第二杠桿64在固定件6 1的一端也具有旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)66，并有與長孔69接合的銷70，長孔69形成在另一端的可移動(dòng)體62上。第二杠桿64的長度比第一杠桿63短。在第二杠桿64中，結(jié)合銷71安裝在旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)66和銷70間的中心附近。結(jié)合銷71與開在第一杠桿63上的結(jié)合長孔72接合。
根據(jù)可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)60，由第一杠桿63、第二杠桿64第構(gòu)成的簡單機(jī)構(gòu)可支撐可移動(dòng)體62在Z軸方向移動(dòng)。另外，可移動(dòng)體62一端由第一杠桿63支撐，可移動(dòng)體62另一端由第二杠桿64支撐。因此，能夠在不從固定件61向可移動(dòng)體62下伸出底部的情況下支撐可移動(dòng)體62。另外，在常規(guī)的X形連接中(見圖19)，各連接件基本形成為相同的長度。從而，僅有從固定件61伸出的底部上的一種支撐方式，并且它不能直接從固定件61支撐。
第一杠桿63旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)65和第二杠桿64旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)66的Z軸高度設(shè)定成彼此相等。另外，第一杠桿63的杠桿比和第二杠桿64的杠桿比設(shè)定成彼此相等。在此，第一杠桿63的杠桿比是從旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)65到結(jié)合銷71的距離1與從旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)65到銷68的距離L比，即1∶L。而第二杠桿64的杠桿比是從旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)66到結(jié)合銷71的距離r與從旋轉(zhuǎn)支撐點(diǎn)66到銷70的距離R比，即r∶R。
因?yàn)榈谝桓軛U63的杠桿比和第二杠桿64的杠桿比設(shè)定成彼此相等，安裝在第一杠桿63上的銷70的移動(dòng)量和安裝在第二杠桿64上的銷68的移動(dòng)量可設(shè)定彼此近似相等。因此，可移動(dòng)體62可在與固定件近似平行中移動(dòng)。另外，在理解可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)60原理時(shí)，將各符號(hào)r、R、1、L應(yīng)用到上述可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)40的原理上。可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)60適合于可移動(dòng)體62以小行程移動(dòng)的特別情況。
圖17示出結(jié)合銷71的另一例。結(jié)合銷71不限于在第一杠桿63和第二杠桿64交點(diǎn)處安裝的類型。如圖1 7所示，可設(shè)計(jì)成第一杠桿63和第二杠桿64彼此平行，結(jié)合長孔72和結(jié)合長孔84開在各自的中心附近。分別接合結(jié)合長孔72和結(jié)合長孔84的結(jié)合銷81和結(jié)合銷82固定到在Z軸方向移動(dòng)的滑動(dòng)軸80上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)設(shè)有可旋轉(zhuǎn)地連接到固定件和可移動(dòng)體的杠桿；安裝在可移動(dòng)體的固定件側(cè)面上的可移動(dòng)體齒條；和與可移動(dòng)體齒條接合并與杠桿一起被驅(qū)動(dòng)的小齒輪。因此，即使機(jī)構(gòu)簡單，但能夠支撐可移動(dòng)體在安裝固定件和可移動(dòng)體平面的垂直方向中移動(dòng)。而且，可移動(dòng)體的一端由于可移動(dòng)體齒條與小齒輪接合而被支撐，可移動(dòng)體的另一端由在可移動(dòng)體和固定件間連接的杠桿支撐。因此，能夠在不從固定件向可移動(dòng)體下伸出底部的情況下支撐可移動(dòng)體。不必圍繞可移動(dòng)體安裝底部。因此能取得適于小型化重量輕的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，用于支撐一可移動(dòng)體(62)在一平面的垂直方向移動(dòng)，固定件(61)和所述可移動(dòng)體都安裝在所述平面上，其特征在于，所述可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)包括第一杠桿(63)，通過一連桿機(jī)構(gòu)(65，67，68)可旋轉(zhuǎn)地連接到所述固定件和所述可移動(dòng)體；第二杠桿(64)，通過另一連桿機(jī)構(gòu)(66，69，70)可旋轉(zhuǎn)地連接到所述固定件和所述可移動(dòng)體；和結(jié)合部(71)，位于所述第一和另一連桿機(jī)構(gòu)的對(duì)之間，它們各自位于所述第一杠桿和所述第二杠桿上，用于結(jié)合所述第一杠桿和所述第二杠桿，其中所述第一杠桿的長度不同于所述第二杠桿的長度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，其特征在于從與所述固定件(61)相對(duì)的側(cè)面上的所述第一杠桿(63)的所述連桿機(jī)構(gòu)(65)到所述結(jié)合部分(71)的距離(i)，相對(duì)于從與所述固定件相對(duì)的側(cè)面上的所述第一杠桿的連桿機(jī)構(gòu)(65)到與所述可移動(dòng)體(62)相對(duì)的側(cè)面上的第一杠桿的連桿機(jī)構(gòu)(68)的距離的杠桿比等于從與固定件相對(duì)的側(cè)面上的第二杠桿(64)的連桿機(jī)構(gòu)(66)到所述結(jié)合部的距離(iii)相對(duì)于從與所述固定件相對(duì)的側(cè)面上的第二杠桿的連桿機(jī)構(gòu)(66)到與所述可移動(dòng)體相對(duì)的側(cè)面上的第二杠桿的所述連桿機(jī)構(gòu)(70)的距離(iv)的杠桿比。
全文摘要
一種可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)，支撐一可移動(dòng)體(12，42)在一平面的垂直方向移動(dòng)，在所述平面上既安裝固定件(11，41)也安裝可移動(dòng)體。所述可移動(dòng)體支撐機(jī)構(gòu)設(shè)有旋轉(zhuǎn)地連接到所述固定件和可移動(dòng)體的杠桿(13a，13b，46a，46b)；安裝在與固定件相對(duì)的可移動(dòng)體的側(cè)面上的可移動(dòng)體齒條(18a，18b，52)；和與可移動(dòng)體齒條接合與杠桿一起被驅(qū)動(dòng)的小齒輪(14a，14b，44a，44b)。
文檔編號(hào)F16H19/04GK1501384SQ200310101298
公開日2004年6月2日 申請(qǐng)日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月29日
發(fā)明者池戶勇二, 大河原正光, 正光, 二郎, 大泉健二郎, 克博, 小野寺克博, 伊藤秀夫, 夫 申請(qǐng)人:日本先鋒公司