JP3316817B2 - 測定ヘッド - Google Patents

測定ヘッド

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JP3316817B2
JP3316817B2 JP16535199A JP16535199A JP3316817B2 JP 3316817 B2 JP3316817 B2 JP 3316817B2 JP 16535199 A JP16535199 A JP 16535199A JP 16535199 A JP16535199 A JP 16535199A JP 3316817 B2 JP3316817 B2 JP 3316817B2
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隆明 金井
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工中のワークの
形状や寸法を測定するための定寸装置、及び加工終了後
のワークの形状や寸法を測定するための検測装置に適用
される測定ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】特公平5−85841号公報に開示され
た測定ヘッドの測定用アームには、安全装置が設けら
れ、この安全装置によってワークからの過剰な衝撃力を
緩衝し、衝撃力から測定ヘッド本体を保護している。前
記安全装置は、測定用アームを構成する第1アームと第
2アームとの間に、脆性材料で作られた中間部材を挟み
込み、この中間部材の一端部を第1アームにねじで固定
するとともに、中間部材の他端部を第2アームにねじで
固定することにより構成されている。斯かる安全装置
は、ワークからの過剰な衝撃力がコンタクトから第2ア
ームを介して中間部材に伝達されると、中間部材が破損
する。これによって、前記衝撃力が緩衝される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の測定ヘッドの安全装置は、脆性材料で作られた中間
部材を2本のねじで第1アームと第2アームに連結する
構造なので、部品点数が多くなるという欠点があった。
また、前記安全装置は、ワークの測定時に発生する測定
圧によって中間部材が弾性変形する場合があるので、測
定精度が悪化するという欠点もあった。
【0004】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、ワークからの過剰な衝撃力を部品点数の少な
い簡単な構造で緩衝することができるとともに、測定精
度を向上させることができる測定ヘッドを提供すること
を目的とする。
【0005】
【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、ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方
向に揺動自在に設けられた測定用アームと、該測定用ア
ームの先端に設けられるとともに被測定物に当接される
コンタクト部材とを備えた測定ヘッドであって、前記測
定用アームは、ヘッド本体に揺動自在に支持された第1
アームと、該第1アームに連結されるとともに前記コン
タクト部材が設けられた第2アームとからなる測定ヘッ
ドにおいて、前記第1アーム及び第2アームには雌ねじ
が形成され、これらの雌ねじに、ヘリカルコイルインサ
ート部材が螺入されることにより第1アームと第2アー
ムとが連結され、前記ヘリカルコイルインサート部材に
脆性材料で作られた締結部材が螺入されて連結される
とを特徴とする。
【0006】本発明は、第1アームと第2アームとを連
結するための締結部材を脆性材料で作り、この締結部材
を破損させることによって、ワークからの過剰な衝撃力
を緩衝する。したがって、本発明は、部品を全く増やす
ことなくワークからの過剰な衝撃力を緩衝することがで
きる。また、第1アームと第2アームとは締結部材によ
って直結されているので、即ち、測定時に発生する測定
圧で弾性変形する従来の中間部材に相当するものはない
ので、測定精度を向上させることができる。前記締結部
材としては、セラミック又はプラスチック等の脆性材料
で作られたボルトを適用することができる。
【0007】また、本発明の第2アームは、第1アーム
に飛散防止部材を介して連結されているので、前記締結
部材が破損しても、第2アームは飛散防止部材によって
第1アームから飛散しない。よって、第2アームがワー
ク加工装置の危険な場所に落下するのを防止することが
できる。更に、本発明は、第1アーム及び第2アームに
雌ねじを形成し、これらの雌ねじに、飛散防止部材であ
るヘリカルコイルインサート部材を螺入して第1アーム
と第2アームとを連結した後、ヘリカルコイルインサー
ト部材に前記締結部材を螺入する。このように、飛散防
止部材としてヘリカルコイルインサート部材を適用する
と、飛散防止部材が第1アームと第2アームの外部に配
置された測定ヘッドと比較して、コンパクト化すること
ができる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
る測定ヘッドの好ましい実施の形態について詳説する。
図1は、ワーク外径測定用定寸装置に適用された測定ヘ
ッド10の断面図である。同図に示す測定ヘッド10
は、長尺状に形成された一対の測定用アーム12、12
を有し、これらの測定用アーム12の先端部に、ワーク
14の外周面に接触されるコンタクト16がそれぞれ設
けられている。また、測定用アーム12は、短尺状のア
ーム(第1アームに相当)18とフィーラ(第2アーム
に相当)20とから構成されている。
【0009】アーム18は、アーム18の略大部分がヘ
ッド本体22内に挿入配置されるとともに、アーム18
の略中央部に形成された支持部19がヘッド本体22の
固定部24に十字ばね26を介して連結され、この十字
ばね26を揺動支点として図1上で上下方向に揺動され
る。ヘッド本体22から突出されたアーム18の先端部
18Aには、前記フィーラ20の基端部20Aがボルト
(締結部材に相当)28によって直結されている。この
フィーラ20の先端部20Bに前記コンタクト16が設
けられている。したがって、コンタクト16は、十字ば
ね26を支点として測定方向(コンタクト16、16間
の間隔が狭くなる方向)、及びリトラクト方向(コンタ
クト16、16間の間隔が広くなる方向)に移動され
る。
【0010】アーム18の基端部18Bには、コンタク
ト16の変動量を検出する差動トランス30が設けられ
ている。この差動トランス30は、コア32とボビン3
4とから構成され、コア32がアーム18の基端部18
Bに固定され、ボビン34がヘッド本体22に固定され
ている。符号36は、差動トランス30の基板であり、
符号38は、前記基板36に接続される複数本の電気信
号線(不図示)が収納されたチューブである。
【0011】アーム18には突出部40が形成され、こ
の突出部40が引張りばね42を介して固定部24に連
結されている。したがって、引張りばね42の付勢力が
アーム18に作用すると、フィーラ20を介してコンタ
クト16が十字ばね26を支点として測定方向に移動さ
れる。また、アーム18には、前記突出部40に隣接し
て支持板44が取り付けられており、この支持板44の
先端部に図1、図2に示すローラ46が回転自在に支持
されている。支持板44は図2の如く、一対のアーム1
8、18間の中心軸Aに対し交差して配置され、そのロ
ーラ46が中心軸Aを挟んで対向配置されている。ま
た、ローラ46、46に当接されるテーパ面が形成され
たコマ部材48が図1の如く、ローラ46の左側方に配
置されている。このコマ部材48は、前記中心軸Aと同
軸上に配置されたロッド50の先端に固定され、ロッド
50はエアシンリンダ装置52のシリンダ54に連結さ
れている。したがって、シリンダ54にエアが供給され
てロッド50が図1上で右方向に伸長されると、コマ部
材48がローラ46、46に当接し、ローラ46、46
が押動される。これにより、図1上で上側のアーム18
が十字ばね26を支点として反時計回り方向に揺動さ
れ、これとは逆に下側のアーム18が十字ばね26を支
点として時計回り方向に揺動される。このアーム18、
18の動作によって、コンタクト16、16がフィーラ
20、20を介してリトラクト方向に移動される。
【0012】ところで、本実施の形態の測定ヘッド10
は、アーム18とフィーラ20とを連結するボルト28
が、セラミック又はプラスチック等の脆性材料で作られ
ている。このようにボルト28を脆性材料で作ると、ワ
ーク14の測定時にワーク15からフィーラ20を介し
て過剰な衝撃力が伝達された場合、その衝撃力はボルト
28が破損することによって緩衝され、アーム18側に
伝達されない。
【0013】また、前記アーム18とフィーラ20には
図3、図4の如く、雌ねじ56、58が形成され、これ
らの雌ねじ56、58に、飛散防止部材である1本のヘ
リカルコイルインサート60が螺入され、ヘリカルコイ
ルインサート60によってアーム18とフィーラ20と
が連結されている。そして、ヘリカルコイルインサート
60にボルト28が螺入されている。
【0014】次に、前記の如く構成された測定ヘッド1
0の作用について説明する。加工中のワーク14の外径
寸法を測定する場合、まず、シリンダ装置52のシリン
ダ54にエアを供給し、ロッド50を図1上で右方向に
伸長させ、コマ部材48でローラ46、46を押動する
ことにより、コンタクト16、16をリトラクト方向に
移動させる。
【0015】次に、コンタクト16、16がワーク14
の外周面に当接する位置に測定ヘッド10を固定した
後、シリンダ54内のエアを抜く。これにより、アーム
18には、引張りばね42の付勢力が作用するので、コ
ンタクト16、16が測定方向に徐々に移動していき、
コンタクト16、16がワーク14の外周面に当接す
る。これによって、ワーク14の外径寸法が測定され
る。
【0016】コンタクト16によるワーク14の寸法測
定中に、ワーク14からの過剰な衝撃力がフィーラ20
を介して伝達されると、その衝撃力は、セラミック又は
プラスチック等の脆性材料で作られたボルト28が破損
することによって緩衝され、アーム18側に伝達されな
い。したがって、前記衝撃力からヘッド本体22を保護
することができる。
【0017】本実施の形態では、アーム18とフィーラ
20とを連結するためのボルト28によって衝撃力を緩
衝するので、衝撃力を緩衝するための専用の部品を全く
設けることなく、ワーク14からの過剰な衝撃力を緩衝
することができる。また、アーム18とフィーラ20と
はボルト28によって直結されているので、即ち、測定
時に発生する測定圧で弾性変形する従来の中間部材に相
当するものはないので、測定精度を向上させることがで
きる。
【0018】更に、フィーラ20は、アーム18にヘリ
カルコイルインサート60を介して連結されているの
で、図5の如くボルト28のねじ部29が2つに折れて
破損しても、フィーラ20はヘリカルコイルインサート
60によってアーム18からの飛散が防止される。よっ
て、フィーラ20がワーク加工装置の危険な場所に落下
するのを防止することができる。また、飛散防止部材と
してヘリカルコイルインサート60を適用すると、飛散
防止部材をアーム18とフィーラ20の外部に配置した
測定ヘッドと比較して、測定ヘッド10をコンパクト化
することができる。
【0019】なお、本実施の形態では、締結部材として
ボルト28を適用した例について説明したが、これに限
られるものではなく、アーム18とフィーラ20とをね
じ棒とナットからなる締結部材で連結する場合には、ね
じ棒を脆性材料で作ればよい。また、本実施の形態は、
外径測定用定寸装置の測定ヘッド10について説明した
が、内径測定用定寸装置の測定ヘッドにも適用すること
はいうまでもなく、また、加工終了後のワークの形状や
寸法を測定する検測装置の測定ヘッドにも本発明の測定
ヘッドを適用することができる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る測定ヘ
ッドによれば、アーム部材を構成する第1アームと第2
アームとを連結するための締結部材を脆性材料で作り、
この締結部材を破損させることによって、ワークからの
過剰な衝撃力を緩衝するので、部品を全く増やすことな
く前記衝撃力を緩衝することができる。また、第1アー
ムと第2アームとは締結部材によって直結されているの
で、即ち、測定時に発生する測定圧で弾性変形する従来
の中間部材に相当するものはないので、測定精度を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の測定ヘッドの断面図
【図2】図1に示した測定ヘッドの2−2線に沿う断面
【図3】アームとフィーラとの連結構造を示す拡大断面
【図4】図3に示した連結構造の組立斜視図
【図5】ヘリカルコイルインサートによってフィーラの
飛散が防止されている状態を示す断面図
【符号の説明】
10…測定ヘッド、12…測定用アーム、16…コンタ
クト、18…アーム、20…フィーラ、22…ヘッド本
体、28…ボルト、30…差動トランス、42…引張り
ばね、46…ローラ、60…ヘリカルコイルインサート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01B 5/02 G01B 5/08 G01B 21/02 G01B 5/14 G01B 21/10

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方
    向に揺動自在に設けられた測定用アームと、該測定用ア
    ームの先端に設けられるとともに被測定物に当接される
    コンタクト部材とを備えた測定ヘッドであって、前記測
    定用アームは、ヘッド本体に揺動自在に支持された第1
    アームと、該第1アームに連結されるとともに前記コン
    タクト部材が設けられた第2アームとからなる測定ヘッ
    ドにおいて、前記第1アーム及び第2アームには雌ねじが形成され、
    これらの雌ねじに、ヘリカルコイルインサート部材が螺
    入されることにより第1アームと第2アームとが連結さ
    れ、前記ヘリカルコイルインサート部材に脆性材料で作
    られた締結部材が螺入されて連結される ことを特徴とす
    る測定ヘッド。
  2. 【請求項2】 前記締結部材は、セラミック又はプラス
    チック等の脆性材料で作られたボルトであることを特徴
    とする請求項1記載の測定ヘッド。
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DE202013012759U1 (de) * 2013-01-30 2019-04-23 Jenoptik Industrial Metrology Germany Gmbh Tastkörper-Halteanordnung
JP7312553B2 (ja) * 2019-01-11 2023-07-21 株式会社東京精密 空気圧シリンダ及びそれを備えた測定装置

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