JP3020939B1 - 輪郭形状測定機の検出器破損防止装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 Ｘ方向以外の過負荷にも対応でき、逃げ量も
大きく、調整が容易で、検出器も大きくならない輪郭形
状測定機の検出器破損防止装置をを提供する。 【解決手段】 触針を有する測定子を上下方向変位自在
に支持する可動レバーを、測定子ホルダーと上下方向変
位自在に支持された可動レバー本体とに分割し、３箇所
の接点を有する３点支持機構によって連結する。また、
隣あった組の近い方の球体同士のうち、２箇所の間を導
線で結び、他の１箇所の間に信号発生部を接続する。そ
して、触針に過負荷が加わると、その３点支持機構の１
箇所以上が離れ測定子が逃げるとともに直ちに異常信号
を出して送り装置を停止するようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワークの輪郭形状
を求める輪郭形状測定機の検出器破損防止装置に関する
ものである。

【従来の技術】

【０００２】一般的な輪郭形状測定機の測定部は、図８
に示すように、ベース１に立設されたコラム２に送り装
置３が設けられ、先端に触針１９ｃを有する測定子１９
が取り付けられた検出器６０が、送り装置３にＸ方向
（水平方向）移動自在に設けられている。これによっ
て、ワークＷの測定位置に触針１９ｃを当接した状態で
検出器６０をＸ方向に移動させると、触針１９ｃのＺ方
向の変位量が検出器６０で検出され、検出器６０のＸ方
向の移動量が送り装置３で検出されて、ワークＷの測定
データが得られる。そして、測定データは輪郭形状とし
て演算され、その結果がＣＲＴやＸ−Ｙレコーダー等に
出力される。

【０００３】また、図９は検出器６０の全体機構を示し
たものである。図９において、検出器ホルダー６１のＸ
方向の前後に取り付けられた板バネ６２、６２に支持さ
れて検出器本体６３が設けられている。検出器本体６３
にはピボット軸受けで構成された４箇所の支点６４、６
５、６６、６７が設けられ、可動レバー６８、横連結バ
ー６９、縦連結バー７０によって平行リンク機構が構成
されている。可動レバー６８の左端の取付け部６８ａに
は、ホルダー１９ａ、アーム１９ｂ、触針１９ｃから構
成された測定子１９が取り付けられている。また，可動
レバー６８の右端にはウェィトバー７１が延設され、ウ
ェイト７２が、触針１９ｃ側に下向きの所定の荷重（測
定力）が発生するように位置が調整されて取り付けられ
ている。さらに、縦連結バー７０にスケール７３が取り
付けられ、検出器本体６３に読取りヘッド７４が取り付
けられて光学スケール機構が構成されている。検出器６
０はこのように構成されることによって、触針１９ｃが
支点６５を中心にＺ方向に変位自在にとなり、その変位
量が光学スケール機構で検出される。なお、検出器ホル
ダー６１の上部６１ａが送り装置３の移動体に取り付け
られる。７６は検出器のケースである。

【０００４】ところで、測定準備中に触針１９ｃにワー
クＷを当てたり、測定中に触針１９ｃがワークＷ上を滑
らかに移動できなかったりして、触針１９ｃに過負荷が
加わることがある。触針１９ｃはＺ方向にしか変位でき
ないのでそれ以外の方向に力が加わると触針１９ｃが破
損したり、検出器の支点６５等が損傷したりすることが
ある。図９において、検出器ホルダー６１に板バネ６
２，６２を介して検出器本体６３を取り付けているの
は、Ｘ方向に過負荷が加わった場合の対策であり、Ｘ方
向に過負荷が加わると検出器本体６３がＸ方向に変位す
るとともに、接点７５が離れて異常信号が発生し、送り
装置３を直ちに停止させるようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では、Ｘ方向以外の過負荷には対応できないという問
題がある。また、過負荷発生時の逃げは板バネ６２の撓
みによるので逃げ量はあまり大きくできない。特に、電
源が入っていない状態では接点７５が離れても異常信号
が発生しないので、逃げ量が小さいと、触針１９ｃや支
点６５等を損傷する可能性が高くなる。さらに、接点７
５はＸ左方向とＸ右方向の２個がある（詳細は図示省
略）が、板バネ６２の撓み力とのバランスが必要で設定
が非常に難しい。その他、検出器ホルダー６１に板バネ
６２、６２を介して検出器本体６３を取り付けるので、
検出器が大きくなりやすいという問題もある。

【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、Ｘ方向以外の過負荷にも対応でき、逃げ量も大
きく、調整が容易で、検出器も大きくならない輪郭形状
測定機の検出器破損防止装置を提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、可動レバーの左端の取付け部から測定子ホ
ルダー部分を分離し、可動レバー本体と測定子ホルダー
とに分けて、これらを３箇所の接点を有する３点支持機
構によって連結するようにした。そして、触針１９ｃに
過負荷が加わると、その３点支持機構の１箇所以上が離
れ測定子１９が逃げるとともに、直ちに異常信号が出て
送り装置を停止するようにした。

【０００８】この３点支持機構は、１組２個の導電性の
球体を可動レバー本体の３箇所に互いに離れかつ絶縁状
態で固着し、それに対応する配置で、３個の導電性の円
柱体を測定子ホルダーに互いに絶縁状態で固着して構成
する。また、隣あった組の近い方の球体同士のうち、２
箇所の間を導線で結び、他の１箇所の間に信号発生部を
接続する。そして、３箇所すべての球体と円柱体とが接
触すると電気的閉回路が構成されて正常信号が出され、
１箇所でも離れると回路が遮断されて異常信号が発生す
るようにする。

【０００９】この場合、３点支持機構の３箇所の間隔は
通常１２０゜とする。また、可動レバー本体の球体固着
面と測定子ホルダーの円柱体固着面の方向（以下「結合
方向」という）はＹ及びＺの２方向いずれも可能である
（Ｘ方向にするとＸ右方向には逃げにくくなるので一般
的に採用しない）。結合方向をＹ方向にすると、逃げ力
はＺ方向よりもＹ方向が小さくなる。

【００１０】さらに、球体と円柱体との接触力は可動レ
バー本体と測定子ホルダーとの間に引っ張りバネを設け
て行う方法や、可動レバー本体と測定子ホルダーとの間
を磁力で引き合う方法等がある。

【００１１】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 本発明に係る輪郭形状測定機の検出器破損防止装置の実
施の形態１の検出器１０を図１から図６までに示す。図
１は検出器１０の全体機構図、図２は３点支持機構３０
の詳細図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ
−Ｂ断面図、図５は図３のＣ−Ｃ断面図、図６は制御回
路図である。輪郭形状測定機の測定部の構成は従来の技
術（図８）で説明したものと同じである。

【００１２】図１に示すように、検出器本体１１にはピ
ボット軸受けで構成された４箇所の支点１２、１３、１
４、１５が設けられ、可動レバー本体１６、横連結バー
１７、縦連結バー１８によって平行リンク機構が構成さ
れている。可動レバー本体１６の左端には、３点支持機
構３０が構成され、３点支持機構３０の測定子ホルダー
４１に、ホルダー１９ａ、アーム１９ｂ、触針１９ｃか
ら構成された測定子１９が取り付けられている。また，
可動レバー本体１６の右端にはウェィトバー２０が延設
され、ウェイト２１が、触針１９ｃ側に下向きの所定の
荷重（測定力）が発生するように位置が調整されて取り
付けられている。さらに、縦連結バー１８にスケール２
２が取り付けられ、検出器本体１１に読取りヘッド２３
が取り付けられて光学スケール機構が構成されている。
検出器１０はこのように構成されることによって、触針
１９ｃが支点１３を中心にＺ方向に変位自在にとなり、
その変位量が光学スケール機構で検出される。なお、検
出器本体１１の上部には検出器ホルダー２４が固着さ
れ、送り装置３の移動体に取り付けられる。２５は検出
器のケースである。

【００１３】図２から図５までに示すように、３点支持
機構３０は、可動レバー本体先端部３１の３箇所に１２
０゜間隔で１組２個の導電性の球体３２、３３、３４、
３５、３６、３７が固着されている。いずれも互いに離
れかつ可動レバー本体先端部３１とは絶縁状態になって
いるが、球体３３と球体３４、球体３２と球体３７はそ
れぞれ導線３８、導線３９で導通状態になっている。球
体３５と球体３６とは図６に示すように導線４０で信号
発生部４８に接続されている。また、測定子ホルダー４
１の３箇所に１２０゜間隔（球体３２から３７までにに
対応する配置）で導電性の円柱体４２、４３、４４が固
着されている。いずれも測定子ホルダー４１とは絶縁状
態になっている。さらに、可動レバー本体先端部３１と
測定子ホルダー４１にはバネ掛け４５、４５が設けら
れ、その間に引っ張りバネ４６が取り付けられて、可動
レバー本体先端部３１と測定子ホルダー４１とを引き寄
せ合っている。これによって、３箇所の球体と円柱体と
が互いに接するようになる。

【００１４】本発明に係る輪郭形状測定機の検出器破損
防止装置の実施の形態１はこのように構成され、通常は
球体３２、３３とに円柱体４２が、球体３４、３５とに
円柱体４３が、球体３６、３７とに円柱体４４が、それ
ぞれ接触している。図６の制御回路に示すように、６個
の球体と３個の円柱体が接触していると電気的閉回路が
構成され、信号発生部４８から正常信号が出されて、送
り装置制御部４９では通常の制御が行われる。しかし、
触針１９ｃに過負荷が加わると、３個の円柱体の１個以
上が球体から離れ機械的に測定子１９を逃がす。さら
に、３個の円柱体のいずれか１個でも球体から離れる
と、回路が遮断されて信号発生部４８からは異常信号が
出され、送り装置制御部４９では送り装置３の駆動を停
止する。なお、４７はストッパーで、測定子１９が逃げ
た後に、３箇所の球体と円柱体とが元の位置に復元でき
るように測定子ホルダー４１の逃げ量を規制している。

【００１５】実施の形態２ 本発明に係る輪郭形状測定機の検出器破損防止装置の実
施の形態２の検出器５０を図７に示す。実施の形態２は
実施の形態１に対して、検出器の触針１９ｃの変位量を
検出するセンサーが差動トランスであり、特に平行リン
ク機構を設けていないところが異なる。すなわち、検出
器５０は、検出器本体５１にはピボット軸受けで構成さ
れた１箇所の支点５２が設けられ、支点５２に可動レバ
ー本体５３がＺ方向変位自在に支持されている。可動レ
バー本体５３にはコア５６が取り付けられ、検出器本体
５１にコイル５７が取り付けられて差動トランス機構が
構成されている。その他の部分は実施の形態１と同様
で、可動レバー本体５３の左端には、３点支持機構３０
が構成され、３点支持機構３０の測定子ホルダー４１に
測定子１９が取り付けられている。また，可動レバー本
体５３の右端にはウェィトバー５４が延設され、ウェイ
ト５５が取り付けられている。検出器本体５１の上部に
は検出器ホルダー５８が固着され、送り装置３の移動体
に取り付けられる。５９は検出器のケースである。検出
器５０はこのように構成されることによって、触針１９
ｃが支点５２を中心にＺ方向に変位自在にとなり、その
変位量が差動トランス機構で検出される。

【００１６】なお、以上説明した実施の形態では、３点
支持機構は２個の球体と１個の円柱体とで１組の支持点
を構成したが、これに限らず、２個の円柱体と１個の球
体とで１組の支持点を構成してもよい。また、可動レバ
ー本体先端部３１と測定子ホルダー４１との間の張力を
引っ張りバネで行ったが、これに限らず、可動レバー本
体先端部３１及び／又は測定子ホルダー４１に磁石を取
り付けて磁力による方法で実現しても本発明は適用でき
る。さらに、３点支持機構の３箇所の間隔を１２０゜と
したが、この前後の角度としてもよい。３箇所の配置を
測定子側に１箇所、反対側に２箇所としたが、これに限
らず、測定子側に２箇所、反対側に１箇所としたり、そ
の他の配置にしても本発明は適用できる。さらにまた、
球体と円筒体の結合方向をＹ方向としたが、Ｚ方向にす
ることも可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、可
動レバーの左端の取付け部から測定子ホルダー部分を分
離し、可動レバー本体と測定子ホルダーとに分けて、こ
れらを３点支持機構によって連結するようにした。そし
て、触針に過負荷が加わると、その３点支持機構の１箇
所以上が離れ測定子１９が逃げるとともに、直ちに異常
信号を出して送り装置を停止するようにした。したがっ
て、すべての方向の過負荷にも対応でき、過負荷が加わ
ると測定子が可動レバー本体から離れるので逃げ量も大
きくなる。また、逃げ力は可動レバー本体先端部と測定
子ホルダーとを引き寄せ合う力（バネ力や磁力）で設定
され支持機構と接点が一体になっているので、調整が容
易である。検出器本体と検出器ホルダーとの間に板バネ
等を介する必要がないので検出器も大きくならない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る輪郭形状測定機の検出器破損防止
装置の実施の形態１の検出器全体機構図

【図２】本発明に係る輪郭形状測定機の検出器破損防止
装置の実施の形態の検出器の３点支持機構

【図３】図２のＡ−Ａ断面図

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図

【図５】 図３のＣ−Ｃ断面図

【図６】本発明に係る輪郭形状測定機の検出器破損防止
装置の実施の形態の制御回路図

【図７】本発明に係る輪郭形状測定機の実施の形態２の
検出器全体機構図

【図８】一般的な輪郭形状測定機の測定部外観図

【図９】従来の輪郭形状測定機の検出器全体機構図

【符号の説明】

３１……可動レバー本体先端部 ３２、３３、３４、３５、３６、３７……球体 ３８、３９、４０……導線 ４１……測定子ホルダー ４２、４３、４４……円筒体 ４５……バネ掛け ４６……引っ張りバネ ４７……ストッパー

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークの表面に触針を当接させながら前記
   触針をワークに対して相対的に移動させ、前記触針の変
   位量及び移動量を検出することによってワークの輪郭形
   状を測定する輪郭形状測定機において、 前記触針を有する測定子を上下方向変位自在に支持する
   可動レバーが、測定子ホルダーと上下方向変位自在に支
   持された可動レバー本体とから構成され、 前記可動レバー本体と前記測定子ホルダーとが、３箇所
   の接点を有する３点支持機構によって連結され、 前記触針に過負荷が加わると、前記３点支持機構の１箇
   所以上が離れて前記測定子が逃げるとともに、異常信号
   が出されることを特徴とする輪郭形状測定機の検出器破
   損防止装置。
2. 【請求項２】前記３点支持機構は、 １組２個の導電性の球体が前記可動レバー本体の３箇所
   に互いに離れかつ絶縁状態で固着され、 ３個の導電性の円柱体が３箇所の前記球体に対応する配
   置で前記測定子ホルダーに互いに絶縁状態で固着され、 隣あった組の近い方の前記球体同士のうち、２箇所の間
   が導線で結ばれ、他の１箇所の間に信号発生部が接続さ
   れ、 ３箇所すべての前記球体と前記円柱体とが接触すると、
   電気的閉回路が構成されて正常信号が出され、 １箇所以上の前記球体と前記円柱体との接触が外れる
   と、回路が遮断されて異常信号が出されるように構成さ
   れたことを特徴とする請求項２に記載の輪郭形状測定機
   の検出器破損防止装置。
3. 【請求項３】前記３点支持機構の３箇所の接点が互いに
   １２０゜間隔で設けられたことを特徴とする請求項１又
   は請求項２に記載の輪郭形状測定機の検出器破損防止装
   置。
4. 【請求項４】前記可動レバー本体の前記球体の固着面と
   前記測定子ホルダーの前記円柱体の固着面とが前記触針
   の変位方向及び移動方向に直角な方向に面したことを特
   徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１に記載
   の輪郭形状測定機の検出器破損防止装置。
5. 【請求項５】前記可動レバー本体と前記測定子ホルダー
   との間に引っ張りバネを設けて、前記球体と前記円柱体
   とを接触させたことを特徴とする請求項１から請求項４
   までのいずれか１に記載の輪郭形状測定機の検出器破損
   防止装置。
6. 【請求項６】前記可動レバー本体及び／又は前記測定子
   ホルダーに磁石を設け、磁力で前記球体と前記円柱体と
   を接触させたことを特徴とする請求項１から請求項４ま
   でのいずれか１に記載の輪郭形状測定機の検出器破損防
   止装置。