特許 6231153 光学測定装置のための保持機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6231153

(24)【登録日】2017年10月27日

(45)【発行日】2017年11月15日

(54)【発明の名称】光学測定装置のための保持機器

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20171106BHJP

   G01B 11/02 20060101ALI20171106BHJP

   G01B 11/24 20060101ALI20171106BHJP

   G02B 21/24 20060101ALI20171106BHJP

【ＦＩ】

   G01B11/00 H

   G01B11/02 H

   G01B11/24 K

   G02B21/24

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2016-84173(P2016-84173)

(22)【出願日】2016年4月20日

(65)【公開番号】特開2016-206193(P2016-206193A)

(43)【公開日】2016年12月8日

【審査請求日】2016年6月16日

(31)【優先権主張番号】10 2015 105 978.9

(32)【優先日】2015年4月20日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】506027848

【氏名又は名称】カール マール ホールディング ゲーエムベーハー

(74)【代理人】

【識別番号】100079049

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 淳

(74)【代理人】

【識別番号】100084995

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 和詳

(72)【発明者】

【氏名】ロッツ、 マルクス

(72)【発明者】

【氏名】ラルス、 ハイザー

(72)【発明者】

【氏名】シュテプタート、 ミハエル

【審査官】 岡田 卓弥

(56)【参考文献】

【文献】 特開平４−９７３０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１３７８５５（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 米国特許第４２９８２８１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第４７６４０１０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 独国特許出願公開第１９９２７８７２（ＤＥ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｂ１１／００−１１／３０

Ｇ０２Ｂ ７／００

Ｇ０２Ｂ ７／１８− ７／２４

Ｇ０２Ｂ２３／２４−２３／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学測定装置（１０）のための保持機器（３０）であって、
前記光学測定装置（１０）の光学ユニット（２５）のための少なくとも１つの保持ユニット（３１）を備え、前記保持ユニット（３１）は、光学軸（Ｏ１、Ｏ２）の方向において互いに隔てて配置された第１のベアリング装置（３７）と第２のベアリング装置（３８）とを有し、
前記第１のベアリング装置及び前記第２のベアリング装置（３７、３８）はそれぞれ、第１のベアリング位置（３９）における第１のベアリング要素（４０）と、第２のベアリング位置（４１）における第２のベアリング要素（４２）と、第３のベアリング位置（４３）における第３のベアリング要素（４４）とを有し、
前記第１のベアリング要素（４０）は第１の調節軸（Ｊ１）に沿って位置決めされ、前記第２のベアリング要素（４２）は第２の調節軸（Ｊ２）に沿って位置決めされ、第１の調節軸（Ｊ１）と第２の調節軸（Ｊ２）とは光学軸（Ｏ１、Ｏ２）に対して直角に延在するとともに、
前記保持ユニット（３１）は、前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）に平行に方向付けられている第４の調節軸（Ｊ４）に沿って位置決め可能な、第４のベアリング位置（４９）における第４のベアリング要素（５０）を有し、
少なくとも１つの前記光学ユニット（２５）はテレセントリックであり、前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）の一部に沿ったテレセントリック領域（Ｔ）を有することを特徴とする、
保持機器。

【請求項2】

前記第３のベアリング要素（４４）は第３の調節軸（Ｊ３）に沿って位置決めされることを特徴とする、
請求項１に記載の保持機器。

【請求項3】

前記第１、第２、及び第３の調節軸（Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３）は、前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）に対して放射状に方向付けられていることを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載の保持機器。

【請求項4】

前記第１のベアリング装置及び前記第２のベアリング装置（３７、３８）のそれぞれの前記第１の調節軸（Ｊ１）と前記第２の調節軸（Ｊ２）とは、それぞれの共通の調節平面（Ｅ１、Ｅ２）内に配置されていることを特徴とする、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の保持機器。

【請求項5】

前記保持ユニット（３１）の２つの前記調節平面（Ｅ１、Ｅ２）は互いに平行に方向付けられていることを特徴とする、
請求項４に記載の保持機器。

【請求項6】

前記少なくとも１つの保持ユニット（３１）は、前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）に対して直角に方向付けられている枢動軸（Ｓ）の周りで枢動可能であり、枢動された位置において固定可能であることを特徴とする、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の保持機器。

【請求項7】

少なくとも１つの前記光学ユニット（２５）はテレセントリックであり、前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）の一部に沿ったテレセントリック領域（Ｔ）を有し、前記枢動軸（Ｓ）は少なくとも１つの前記テレセントリック領域（Ｔ）を通過することを特徴とする、
請求項６に記載の保持機器。

【請求項8】

前記第４のベアリング要素（５０）は、前記光学ユニット（２５）を前記第４の調節軸（Ｊ４）に沿って移動させるように適合され、これによって前記テレセントリック領域（Ｔ）は、前記枢動軸（Ｓ）が前記テレセントリック領域（Ｔ）を通過する位置に移動される、
請求項７に記載の保持機器。

【請求項9】

前記枢動軸（Ｓ）は、前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）の方向において、前記第１の調節軸（Ｊ１）及び前記第２の調節軸（Ｊ２）から隔てて配置されることを特徴とする、
請求項６又は請求項７に記載の保持機器。

【請求項10】

２つの前記光学ユニット（２５）のための２つの保持ユニット（３１）を備え、前記２つの保持ユニット（３１）が、関連する前記光学軸（Ｏ１、Ｏ２）に平行に互いに隔てて配置されることを特徴とする、
請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の保持機器。

【請求項11】

前記２つの保持ユニット（３１）は共通の支持部（３２）上に配置されることを特徴とする、
請求項１０に記載の保持機器。

【請求項12】

前記支持部（３２）は、枢動軸（Ｓ）の周りで枢動可能であるとともに枢動された位置において固定可能であるようにボディ（３４）上に配置されることを特徴とする、
請求項１１に記載の保持機器。

【請求項13】

前記ボディ（３４）は、移動可能に案内される様態で案内装置（１５）上に取り付けられることを特徴とする、
請求項１２に記載の保持機器。

【請求項14】

対象物（１１）の平面表面（１２）を測定するように構成される、少なくとも１つの光学ユニット（２５）を備える光学測定装置（１０）における、請求項１〜請求項１３のいずれか一項に記載の保持機器の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光学測定装置のための保持機器に関する。光学測定装置は好ましくは、対象物、特にシャフトの測定のために、特に平面表面を有するシャフトの測定のために設計される。

【背景技術】

【0002】

独国特許出願公開第１０３１９９４７（Ａ１）号明細書には、回転対称の工作物の表面輪郭を測定するための装置が記載されている。光源と光学センサとが、測定される工作物に対して向かい合って配置され、これにより工作物は光ビーム内に位置付けされ得る。このようにして透過光の測定が可能となる。

【0003】

透過光測定のための測定装置は、例えば独国特許出願公開第３６３０７０２（Ａ１）号明細書にも記載されている。工作物はキャリッジ上に留められ得、キャリッジは工作物の軸に沿って移動可能である。従って工作物はその長手方向軸に沿って、放射源と放射検出器との間の光路を通して移動され得、シャドウイングが測定可能である。これから、工作物の軸方向及び半径方向の寸法を判定できる。

【0004】

回転対称の工作物のための、独国特許出願公開第４０３０９９４（Ａ１）号明細書に記載された試験装置では、機械的プローブと光学測定装置とが提供される。これらは測定される回転対称の工作物に対して半径方向において互いに反対側に配置される。光学測定装置の位置は、光学測定装置の生成されるビームストリップ内に工作物が最大半分まで進入するように決定される。ビームストリップは、工作物の輪郭において、測定点における接線方向に平行に方向付けられる。工作物は最大半分までビームストリップ内に進入するため、工作物の輪郭の測定は、最もシャープな結像を伴う点において行われ、従って正確な測定が可能になる。

【0005】

シャフトを測定するための様々な光学測定装置が従来技術から知られている。例えば本願出願人は、シャフトの測定を可能にする「ＭａｒＳｈａｆｔ Ｓｃｏｐｅ」タイプの光学測定機を販売している。そのような光学測定装置は２つの光学ユニット、具体的には光源ユニットと受光ユニットとを、例えば、透過光内のシャフト又は別の対象物を測定するために有し得る。テレセントリック光学ユニットをこの目的のために使用することも知られており、なぜならテレセントリック光学ユニットを用いれば、対象物からの距離とは無関係にサイズを判定できるからである。

【0006】

実際には多くの課題が依然として存在する。テレセントリック受光ユニット及びテレセントリック光源装置を使用した場合でも測定不正確性は発生し得、これは特に、シャフトの２つの平面表面の間で長さ測定が行われる場合に影響を及ぼし、平面表面とは例えば、シャフトの２つの異なる直径の円筒形部分が互いに接触する位置におけるものである。更なる課題は、光学ユニットの光学軸が互いに相対的に傾いた場合、及び／又は互いにずれた場合に測定誤差が発生するという事実にある。

【0007】

既知の機器を起点として、本発明の目的は、光学測定装置のための保持機器であって、その保持機器は測定誤差を減らすために役立ち、かつ経済的に生産され得る、保持機器を作成するという目的であると考えることができる。

【0008】

この目的は、請求項１に記載の特徴を有する保持機器によって達成される。

【0009】

保持機器は、光学測定装置における使用のためにセットアップされる。保持機器は、測定装置に備えられる各光学ユニットのための、すなわち光源ユニットのための、及び受光ユニットのための、少なくとも１つの保持ユニットを有する。各保持ユニットは第１のベアリング装置と第２のベアリング装置とを有する。保持ユニットの２つのベアリング装置は、関連する光学ユニットの光学軸又は機械軸の方向において互いに隔てて配置される。機械軸は、光学ユニットの中央の縦軸であり、これは一般に光学軸とほぼ一致する。

【0010】

各ベアリング装置は、第１のベアリング位置における第１のベアリング要素と、第２のベアリング位置における第２のベアリング要素と、第３のベアリング位置における第３のベアリング要素とを有する。ベアリング位置は光学軸の周囲に、周方向において分散される。周方向におけるベアリング位置同士の間の距離は、すぐ隣のベアリング位置同士の間でそれぞれ異なってもよい。ベアリング装置につき正確に３つのベアリング位置が光学軸の周囲の周方向において好ましくは設けられ、これにより、冗長性なしに、光学軸に相対的な放射状方向における明確な位置が予め規定され得る。

【0011】

第１のベアリング要素及び第２のベアリング要素、及び好ましくは第３のベアリング要素も位置決め可能である。位置決めのために、第１、第２、及び第３のベアリング要素は、各場合においてそれぞれ第１、第２、又は第３の調節軸に沿って、光学軸又は機械軸に近付くように、あるいは光学軸又は機械軸から離れるように移動されてもよく、そして所望の位置において固定されてもよい。第１の調節軸、第２の調節軸、及び第３の調節軸は、光学軸に対して実質的に直角に方向付けられる。これらの調節軸の実質的に直角の向きは、第１の調節軸又は第２の調節軸又は第３の調節軸の間の角度が最大で３０°又は１５°又は１０°の値だけ直角から逸脱することを意味すると理解される。

【0012】

この配置の結果として、光学ユニットを、３つのベアリング要素を用いて光学軸に対して横方向に位置決めすることが可能である。保持ユニットの２つのベアリング装置は光学軸又は機械軸に沿って互いに隔てて配置されるため、保持ユニット内に保持される光学ユニットの光学軸の、測定装置の基準軸に相対的な傾きが加えて提供され得、基準軸は例えば、更なる光学ユニットの光学軸であり、測定される対象物がその周りに回転可能に取り付けられるものである。このようにして、保持ユニットを用いて、光学ユニットの光学軸を、少なくとも１つの他の基準軸に相対的に方向付けることが可能である。従って、光学ユニットの誤整列による測定不正確性は減少され得る。光学軸の可能な最大の傾き調節は、個々のベアリング要素の、調節軸に沿った可能な変位経路と、保持ユニットの２つのベアリング装置の間の、光学軸又は機械軸に沿った距離とによって決まる。可能な最大の傾き調節は、例えば５．２°であってもよい。

【0013】

調節はベアリング要素を用いて容易に行われ得る。例として、ネジ付きボルトがベアリング要素として働いてもよい。

【0014】

１つ以上又は全ての調節軸は、光学軸に対して実質的に放射状に方向付けられてもよい。

【0015】

また、ベアリング装置の第１の調節軸と第２の調節軸と第３の調節軸とが共通の調節平面内に配置される場合、有利である。このようにして、ベアリング装置の関連するベアリング要素の位置決めが、光学軸の傾きに関して実質的に同じ効果を有することが保証される。

【0016】

好ましい例示的実施形態では、保持ユニットのベアリング装置の調節平面は互いに平行に方向付けられる。これにより保持ユニット内の光学ユニットの調節は簡素化される。

【0017】

好ましい実施形態では、各保持ユニットは、第４のベアリング位置における第４のベアリング要素を有する。第４のベアリング要素は第４の調節軸に沿って位置決め可能である。第４の調節軸は、光学軸又は機械軸に実質的に平行に方向付けられる。実質的に平行な向きは、第４の調節軸の間の角度が最大で３０°又は１５°又は１０°であることを意味すると理解される。例として、光学ユニットのテレセントリック領域（ｔｅｌｅｃｅｎｔｒｉｃ ｒｅｇｉｏｎ）又は被写界深度領域（ｄｅｐｔｈ ｏｆ ｆｉｅｌｄ ｒｅｇｉｏｎ）は、第４の調節軸に沿って位置決め可能な第４のベアリング要素を用いて、光学又は機械軸の方向において位置決めされ得る。光学又は機械軸に沿った可能な最大の調節経路は、例えば４ｍｍであってもよい。

【0018】

加えて、少なくとも１つの保持ユニットが、光学軸に対して実質的に直角に方向付けられた枢動軸の周りで枢動され得、枢動された位置において固定され得る場合、有利である。光学軸に対して実質的に直角に延在する枢動軸は、枢動軸と光学軸との間の角度が最大で１０°又は５°だけ直角から逸脱することを意味すると理解される。枢動可能性により、光学軸は基準軸に相対的に直角に方向付けられることが可能である。枢動軸は好ましくは、光学軸の方向において、保持ユニットの調節軸から隔てて配置される。枢動軸は好ましくは、調節平面に平行に方向付けられる。

【0019】

保持機器の好ましい実施形態では、各光学ユニットのための２つの保持ユニットが備えられる。２つの保持ユニットは、光学軸に平行に互いに隔てて配置される。光学軸は２つの保持ユニットによって互いに相対的に方向付けられ得る。目的は、光学軸を平行に、及び好ましくは一直線に整列するように方向付けることである。

【0020】

２つの保持ユニットが共通の支持部上に配置される場合、有利である。支持部は、分離点及び接合部なしに一体的に形成されてもよい。支持部は好ましくは軽量の構成要素として、特に成形体（ｐｒｏｆｉｌｅ ｂｏｄｙ）として形成される。例として、支持部は押出成形（ｅｘｔｒｕｄｅｄ ｐｒｏｆｉｌｅ）によって生産されてもよい。支持部は、金属又は金属合金からなってもよい。

【0021】

保持ユニットの枢動可能性を提供するために、支持部が、枢動軸の周りで枢動可能かつ所望の枢動された位置において固定可能であるようにボディ上に配置される場合、有利である。このようにして、互いに相対的に方向付けられた、かつ好ましくはベアリング装置のベアリング要素によって一直線に整列された光学ユニットの光学軸は、一緒に枢動され得、従ってそれらは基準軸に相対的に所望の向きを取り、例えば基準軸に対して直角に方向付けられる。

【0022】

支持部が枢動可能に配置されたボディが、移動可能に案内される様態で案内装置上に取り付けられる場合、好ましい。ボディは、例として、直線的に移動可能なキャリッジを形成してもよい。従って両方の測定ユニットが、移動可能に案内されるボディを用いて、例えば直線的に、経路に沿って一緒に移動してもよい。

【0023】

少なくとも１つの、特に両方の、備えられる光学ユニットは、好ましくはテレセントリック光学ユニットとして形成される。枢動軸が、テレセントリック光学ユニットのテレセントリック領域、特に両方のテレセントリック光学ユニットの両方のテレセントリック領域を通過するように配置される場合、好ましい。

【0024】

上述の保持機器は、少なくとも１つの光学ユニット、好ましくは少なくとも１つのテレセントリック光学ユニットを含む光学測定装置における使用のためにセットアップされることが好ましい。測定装置は、対象物上の、好ましくはシャフト上の平面表面を測定するために設計される。平面表面は特に、シャフトの長手方向軸に対して傾いて又は直角に延在する。

【0025】

保持機器の有利な実施形態は、従属請求項、説明、及び図面から明らかになる。本発明の好ましい例示的実施形態について、図面に基づいて以下に詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】光学測定装置の例示的実施形態の斜視図を示す。

【図2】鉛直方向の視野における、図１の測定装置の、ブロック図に類似した図を示す

【図3】図１及び図２による測定装置の保持機器の例示的実施形態の斜視図を示す。

【図4】光学ユニットの光学軸にほぼ並行な縦方向における、図３の保持装置の図を示す。

【図5】平面表面を有するシャフトの測定の間の、図１及び図２による光学測定装置のテレセントリック領域の、ブロック図に類似した概略図を示す。

【図6】保持機器の例示的実施形態のベアリング装置の、第４のベアリング位置の領域内の、ブロック図に類似した部分図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0027】

図１及び図２は、対象物、例えばシャフト１１、特にシャフト１１上の平面表面１２を測定するための光学測定装置１０の実施形態を示す。平面表面１２を有する例示的なシャフト１１は、図５に概略的に示されている。測定される対象物は回転対称であってもよいが、そうである必要はない。

【0028】

光学測定装置１０は、図１及び図２に示す例示的実施形態では、本体１３を有する。案内柱１４が本体１３に固定され、本体１３から開始して鉛直方向Ｈに延在する。案内装置１５が案内柱１４上に備えられ、これは本例によれば、鉛直方向Ｈにおいて互いに平行に延在する２本の案内レール１６によって形成される。キャリッジ１７が、鉛直方向Ｈにおいて変位可能に案内される様態で、案内装置１５上に配置される。

【0029】

鉛直方向Ｈ、縦方向Ｌ、及び横方向Ｑはデカルト座標系を形成する。

【0030】

本明細書に示す例示的実施形態では、回転テーブル２０が本体１３上に配置され、この回転テーブルの回転軸Ｄは鉛直方向Ｈに平行に、従って案内柱１４に平行に方向付けられる。回転テーブル２０は、回転駆動装置２１によって回転軸Ｄの周りを駆動されてもよい。

【0031】

心押台２２が、手動で及び／又はモータ駆動の様態で変位可能であるように案内柱１４上に配置される。測定のために、シャフト１１は、心押台２２と回転テーブル２０との間に配置され保持されてもよい。この目的のために、マンドレル２３が、この例示的実施形態では心押台２２上及び回転テーブル２０上の両方に備えられる。シャフト１１は、各端面上に配置された対応する調心穴において、２つのマンドレル２３の間に受け入れられてもよく、そして回転軸Ｄの周りを回転可能に保持されてもよい。

【0032】

光学測定装置は２つの光学ユニット２５を有し、これらは本例によればテレセントリック光学ユニット２５として形成される。一方の光学ユニット２５は光源２６であり、他方の光学ユニット２５は受光器２７、例えばマトリックスカメラ又はラインスキャンカメラである。２つのテレセントリック光学ユニット２５は、回転軸Ｄを基準にして反対側に向かい合って配置される。各光学ユニット２５は光学軸を有し、光源２６の光学軸は第１の光学軸Ｏ１として示され、受光器２７の光学軸は第２の光学軸Ｏ２として示される（図２、図３、及び図５）。

【0033】

２つの光学ユニット２５の取り付け及び調節のために、保持機器３０が備えられる。保持機器３０は、各光学ユニット２５のための保持ユニットを有する。２つの保持ユニット３１は、例示的実施形態では共通の支持部３２上に配置される。支持部３２は、例示的実施形態では枢動軸Ｓの周りを枢動可能に取り付けられる。枢動軸Ｓは横方向Ｑにおいて延在する。支持部３２は横方向Ｑに対して直角に延在し、例として、実質的に縦方向Ｌにおいて延在してもよい。しかし枢動可能性により、支持部３２は縦方向Ｌに対して傾いて延在することも可能である。

【0034】

枢動軸Ｓの周りの支持部３２の枢動ベアリングが図２に概略的に示されている。枢動ジャーナル３３が支持部３２をボディ３４に接続し、ボディ３４上に支持部３２は枢動可能に取り付けられる。ボディ３４は、例示的実施形態ではキャリッジ１７によって形成される。支持部３２のこの枢動ベアリングによって、光学ユニット２５の光学軸Ｏ１、Ｏ２は枢動軸Ｓの周りを一緒に傾き得る。従って光学軸Ｏ１、Ｏ２を基準軸に対して直角に、例えば回転軸Ｄに対して直角に方向付けることが可能である。

【0035】

所望の枢動された位置において、支持部３２と、ボディ３４又はキャリッジ１７とは互いに固定され、これにより所望の枢動された位置が保持され、測定装置１０の動作の間、変化しないままとなる。枢動軸Ｓの周りの枢動可能性は、測定装置１０の最初の試用時の、又は修理又は保守の後の、測定装置の較正に役立つ。測定動作の間、枢動軸Ｓの周りの枢動移動は発生しない。

【0036】

各保持ユニット３１は、第１のベアリング装置３７と第２のベアリング装置３８とを有する。保持ユニット３１の２つのベアリング装置３７、３８は、当該の光学軸Ｏ１又はＯ２の方向において互いに隔てて配置される。ベアリング装置３７、３８は、特に図３及び図４においてより詳細に見ることができる。各ベアリング装置３７、３８は、第１のベアリング位置３９又はベアリング点における第１のベアリング要素４０と、第２のベアリング位置４１又はベアリング点における第２のベアリング要素４２と、第３のベアリング位置４３又はベアリング点における第３のベアリング要素４４とを有する。ベアリング要素４０、４２、４４のうちの少なくともいくつかは位置決め可能である。従って当該のベアリング位置３９、４１、４３は空間内で、及び本例によれば当該の光学軸Ｏ１、Ｏ２に対して直角にシフトされてもよい。各ベアリング位置３９、４１、４３において、当該のベアリング要素４０、４２、４４は、関連する光学ユニット２５と接触する。ベアリング位置３９、４１、４３を位置決めした場合、光学ユニット２５はそれにより位置決め又は調節される。

【0037】

例示的実施形態では、第１のベアリング要素４０は第１の調節軸Ｊ１に沿って位置決めされ得、第２のベアリング要素４２は第２の調節軸Ｊ２に沿って位置決めされ得、第３のベアリング要素４４は第３の調節軸Ｊ３に沿って位置決めされ得る。関連する調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３に沿ってベアリング要素４０、４２、４４を位置決めする可能性は、図３及び図４における両方向矢印によって、並びに図２における描画平面内の及びそれに垂直な矢印によって示されている。関連する調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３に沿ってベアリング要素４０、４２、４４を位置決めする可能性は全てのベアリング装置３７、３８に備えられるが、図３及び図４のそれぞれにおいては、わかりやすくするために、これは第１のベアリング装置３７についてのみ示されている。

【0038】

第１、第２、及び第３の調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３は、例示的実施形態では、共通の調節平面内にそれぞれ配置される。ここで、第１のベアリング装置３７は第１の調節平面Ｅ１を形成し、第２のベアリング装置３８は第２の調節平面Ｅ２を形成する。２つの調節平面Ｅ１、Ｅ２は、本明細書に記載する例示的実施形態では互いに平行に方向付けられる。

【0039】

特に図４において見ることができるように、第１、第２、及び第３の調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３は、例示的実施形態では共通点において、好ましくは関連する光学軸Ｏ１又はＯ２において互いに交差する。

【0040】

枢動軸Ｓは調節平面Ｅ１、Ｅ２に平行に延在する。保持ユニット３１に関連する光学ユニット２５は、各調節平面Ｅ１、Ｅ２内で両方の次元又は自由度において位置決めされてもよい（図２）。従って関連する光学軸Ｏ１、Ｏ２は、支持部３２、又は枢動軸Ｓ、又は回転軸Ｄ、又は測定装置１０の別の基準部に相対的に傾けられるか又は傾斜され、結果として方向付けられてもよい。従って、保持ユニット３１ごとに正確に２つのベアリング装置３７、３８が備えられる。

【0041】

各光学ユニット２５について、２つのベアリング装置３７、３８を有する対応する保持ユニット３１が備えられるため、２つの光学軸Ｏ１、Ｏ２は互いに相対的に、及び／又は少なくとも１つの基準軸（例えば回転軸Ｄ）に相対的に方向付けられ得る。特に、２つの光学軸Ｏ１、Ｏ２を、それらが互いに平行に延在するように、及び理想的には互いに一直線に整列するように方向付けることが可能である。光学軸Ｏ１、Ｏ２の誤整列が、単なる例として図３に概略的に示されている。これらの軸は、ここでは角度αで互いに交差する。理想的に方向付けられていない光学軸Ｏ１、Ｏ２はまた、交差する点なしに互いに対して斜めに延在することもあり得る。ベアリング装置３７、３８を用いて、これらの誤整列をなくすか又は少なくとも減らすことが可能である。

【0042】

図示された例示的実施形態では、第１のベアリング装置３７は、第４のベアリング要素５０を有する第４のベアリング位置４９又はベアリング点を有する。第４のベアリング位置４９において、第４のベアリング要素５０は関連する光学ユニット２５と接触する。第４のベアリング要素５０は第４の調節軸Ｊ４に沿って位置決めされ得る。第４の調節軸Ｊ４は、当該の光学軸Ｏ１又はＯ２に実質的に平行に、及び本例によれば枢動軸Ｓに対して直角に延在する。位置決め可能な第４のベアリング要素５０を用いて、光学ユニット２５は枢動軸Ｓに近付くように、又は枢動軸Ｓから離れるように位置決めされ得る。

【0043】

本明細書に示す保持機器３０の好ましい例示的実施形態では、ベアリング要素４０、４２、４４、５０はそれぞれ調節ネジによって形成される。それらはロックナットによってそれらの位置に固定されてもよい。当該の光学ユニット２５に対して、第１又は第２又は第３のベアリング要素４０、４２、４４に開始位置において弾性的に予荷重をかけること、及び上記のベアリング要素を予荷重要素の力に抗して移動可能であるように配置することも可能である。

【0044】

支持部３２はその２つの端領域のそれぞれにおいてプリズム状のくぼみ５５を有し、それらのくぼみは、本例によれば互いに直角に延在する２つのフランク５６によって形成される。２つのフランク５６が互いに交差する位置におけるカッティングエッジは、枢動軸Ｓに対して放射状に方向付けられる。第１のベアリング要素４０は、位置決め可能な様態で一方のフランク５６内に配置され、第２のベアリング要素４２は、位置決め可能な様態で他方のフランク５６内に配置され、それらのベアリング要素は本例によればロック可能なネジ接続によって位置決め可能である。

【0045】

各フランク５６はその自由端縁において固定フランジ５７を有する。２つの固定フランジ５７は好ましくは共通平面内で延在する。少なくとも１つの保持クリップ５８が固定フランジに固定されてもよく、例えばネジ留めされてもよい。例として、各ベアリング装置３７、３８は保持クリップ５８を有し、その上に第３のベアリング要素４４が位置決め可能な様態で配置される。第３のベアリング要素４４は、ネジ接続を用いて調節されてもよく、そしてその所望の位置においてロック可能であるように保持クリップ５８上に配置されてもよく、又は上述のように、弾性的に予荷重をかけられた様態で予荷重要素の力に抗して移動可能に取り付けられてもよい。

【0046】

保持クリップはＵ字形状又はＶ字形状の設計を有する。例示的実施形態では、これは互いに平行に延在する２本の肢を有し、それらの肢の自由端には固定フランジ５７が割り当てられる。保持クリップ５８の２本の肢５９は、支持部３２の反対側で接続部６０によって相互に接続される。

【0047】

例示的実施形態では、第１の調節軸Ｊ１及び第２調節軸Ｊ２はほぼ直角を成す。第１の調節軸又は第２の調節軸Ｊ１又はＪ２と、第３の調節軸Ｊ３との間の角度は、各場合において例えば１３５°である。

【0048】

少なくとも１つの保持要素、及び本例によれば２つの保持要素６４が、第１のベアリング装置３７の保持クリップ５８上に加えて配置される。保持要素６４は、保持クリップ５８の接続部６０にほぼ平行に、２本の肢５９の間に延在する。第４のベアリング要素５０が一方の保持要素６４上に配置され、固定は他のベアリング要素４０、４２、４４と同様に実施される。第４のベアリング要素５０を支持する保持要素６４は、本例によれば、第１のベアリング装置３７の保持クリップ５８の、同じ保持ユニット３１の第２のベアリング装置３８から離れて面する側に配置される。本例により備えられる更なる保持要素６４は、保持クリップ５８の反対側、すなわち第２のベアリング装置３８の方に向いた側に配置される。第４の調節軸Ｊ４に沿って調節可能なストップ６５がそこに配置されてもよい。

【0049】

この配置は、図６において非常に概略的に示されている。よりわかりやすくするために、保持クリップ５８はここには示されておらず、２つの保持要素６４のみが示されている。本例による光学ユニット２５は環状フランジ６６を有し、これは部分的に２つの保持要素６４の間に延在する。従って環状フランジ６６は第４のベアリング要素５０によって作用され得、ストップ６５によっても作用され得る。従って光学ユニット２５の軸方向位置は、第４の調節軸Ｊ４に沿って、又は当該の光学軸Ｏ１又はＯ２に沿って調節され固定されてもよい。ストップ６５は、ベアリング要素５０と同様に、ネジ接続によって保持要素６４上に調節可能に保持されてもよく、そして、ベアリング要素４０、４２、４４、５０の場合と同様に、例えばロックナットによってその所望の位置において固定されてもよい。

【0050】

第１のベアリング装置３７の第１のベアリング要素４０、第２のベアリング要素４２、及び第３のベアリング要素４４も、環状フランジ６６に作用してもよい。

【0051】

測定装置１０を用いたシャフト１１の測定は、図５において非常に概略的な様態で示されており、ここでは２つの光学ユニット２５のみが示されている。２つの光学ユニット２５は、２つの光学軸Ｏ１、Ｏ２が互いに平行に延在し、かつ好ましくはオフセットなしに互いに一直線に整列するように、関連する保持ユニット３１によって互いに相対的に方向付けられる。加えて、２つの光学軸Ｏ１、Ｏ２は、それらが回転軸Ｄに対して直角に方向付けられるように枢動軸Ｓの周りを枢動される。

【0052】

光学ユニット２５を関連する光学軸Ｏ１、Ｏ２に沿って変位させることによって、テレセントリック領域Ｔは回転軸Ｄの周囲に配置され得る。光源２６から照射される光ビームはテレセントリック領域Ｔ内で互いに十分に平行であり、これにより、必要な精度で寸法測定が行われることが可能になる。またこれにより、回転軸Ｄに対して実質的に直角に方向付けられた、シャフト１１上の平面表面１２の測定も可能になる。

【0053】

シャフト１１及びその上に設けられた平面表面１２の測定のためにセットアップされる、測定装置１０における保持装置３０の使用により、光学ユニット２５の不正確な向きによって発生する測定誤差は最小にされ得る。光源２６の光学軸Ｏ１と受光器２７の光学軸Ｏ２とは互いに相対的に方向付けられ得、理想的には一直線に整列され得る。加えて、光源２６と受光器２７との間のほぼ中央に最小のテレセントリック偏差を有して提供されるテレセントリック領域Ｔは、関連する光学軸Ｏ１、Ｏ２に沿った光源２６及び／又は受光器２７の位置決めによって、回転軸Ｄ又は測定されるシャフトの周囲に配置され得る。

【0054】

本発明は、光学測定装置１０のための保持機器３０に関する。保持機器３０は、測定装置１０の、好ましくは２つのテレセントリック光学ユニット２５のための２つの保持ユニット３１を有する。各保持ユニット３１は、第１のベアリング装置３７と第２のベアリング装置３８とを有する。２つのベアリング装置３７、３８は、光学ユニットの光学軸Ｏ１、Ｏ２の方向において互いに隔てて配置される。関連する光学ユニット２５のための３つのベアリング要素４０、４２、４４による３点ベアリングが、各ベアリング装置３７、３８上で提供される。ベアリング要素４０、４２、４４のうちの少なくとも２つは、関連する調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３に沿って位置決めされ得る。調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３は、関連する光学軸Ｏ１、Ｏ２に対して実質的に直角に延在する。従って光学ユニット２５は、調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３によって張られた平面内で変位され得、互いに間隔をあけられた２つのベアリング装置３７、３８によって傾けられるか又は傾斜され得る。当該の光学軸Ｏ１、Ｏ２は、両方のベアリング装置３７、３８上での調節軸Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３に沿ったベアリング要素４０、４２、４４の同じ調節によって直角に変位される。

【符号の説明】

【0055】

１０ 光学測定装置
１１ シャフト
１２ 平面表面
１３ 本体
１４ 案内柱
１５ 案内装置
１６ 案内レール
１７ キャリッジ

２０ 回転テーブル
２１ 回転駆動装置
２２ 心押台
２３ マンドレル

２５ 光学ユニット
２６ 光源
２７ 受光器

３０ 保持機器
３１ 保持ユニット
３２ 支持部
３３ 枢動ジャーナル
３４ ボディ

３７ 第１のベアリング装置
３８ 第２のベアリング装置
３９ 第１のベアリング位置
４０ 第１のベアリング要素
４１ 第２のベアリング位置
４２ 第２のベアリング要素
４３ 第３のベアリング位置
４４ 第３のベアリング要素

４９ 第４のベアリング位置
５０ 第４のベアリング要素

５５ くぼみ
５６ フランク
５７ 固定フランジ
５８ 保持クリップ
５９ 肢
６０ 接続部

６４ 保持要素
６５ ストップ
６６ 環状フランジ

α 角度
Ｅ１ 第１の調節平面
Ｅ２ 第２の調節平面
Ｈ 鉛直方向
Ｊ１ 第１の調節軸
Ｊ２ 第２の調節軸
Ｊ３ 第３の調節軸
Ｊ４ 第４の調節軸
Ｌ 縦方向
Ｏ１ 第１の光学軸
Ｏ２ 第２の光学軸
Ｑ 横方向
Ｔ テレセントリック領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】