JP3776552B2

JP3776552B2 - 測定機

Info

Publication number: JP3776552B2
Application number: JP06828597A
Authority: JP
Inventors: 洋一戸井田; 俊朗堀川; 義雄猿木
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 1997-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2017-03-21
Also published as: JPH10260034A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スピンドルの先端に測定子を取り付けたスピンドルタイプの検出器を有する測定機に関する。
【０００２】
【背景技術】
図５に示すように、例えば、テーブル４３上にホルダ４４を介して送られるゲージブロック等の被測定物Ｗの長さ（高さ）を検査する測定機は、先端に測定子４５を取り付けたスピンドル４２を有する検出器４０を備えており、このスピンドル４２の検出方向（軸線方向、Ｚ軸方向）の移動による測定子４５の変位量を検出するように構成されている。
このような測定機のスピンドルタイプの検出器４０において、スピンドル４２の検出方向の被測定物Ｗへの衝突および変位に対しては、その変位信号またはスピンドル４２の変位そのものを監視することで危険を予測し、検出器４０の測定子４５の破損を防止している。
【０００３】
ところが、検出器４０の検出方向と直交する方向からの被測定物Ｗ等の接近に対しては、衝突による測定子の破損のおそれがある。
そこで、このようなことを防止するために、従来、検出器４０に直交方向に向いたセンサ（図略）を設け、事前に直交方向からの被測定物Ｗ等の接近を感知することで対処していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式では、測定子４５の周辺をカバーするためにセンサを設けているが、このセンサは測定時の障害になることもあり、測定子４５の周辺の動作の自由度を奪うことが多いという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、検出器の検出方向と直交する方向から接近する被測定物の衝突による測定子の破損を防止できる測定機を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の測定機は、
被測定物に当接する測定子を先端に有するとともに軸線方向に移動自在に設けられたスピンドルと、
前記スピンドルの先端側において前記スピンドルの軸線方向に略直交する方向へ向けて被測定物を移送する駆動手段と、
前記駆動手段にて移送される被測定物の寸法に応じた前記スピンドルの変位を検出する検出器と、を備え、
前記測定子は、
先端に設けられ被測定物に接触する接触球と、
前記駆動手段にて移送される被測定物に当接するとともに前記被測定物によって前記スピンドルの軸線方向とは略直交する方向へ押される力をスピンドルの軸線方向の力に変換する傾斜面部を有する保護部材と、を備える
ことを特徴とする。
【０００７】
以上において、傾斜面部の水平に対する傾斜角度は任意でよいが、被測定物が押し付けられたとき急激に移動できるように、中心角が大きく、例えば３０°程度であることが好ましい。
また、保護部材は、円錐形状、角錐形状等傾斜面部を有するものであればどのようなものでもよい。
さらに、本発明の測定機は、ゲージブロックの長さの測定に限らず、他の被測定物の長さの測定にも利用できるものである。
【０００９】
本発明では、前記保護部材は、円錐状の駒部材であることが好ましい。
このような本発明では、保護部材が円錐状に形成されているので、外周のすべてが傾斜面部となり、保護部材をスピンドルに取りつける際、傾斜面部の位置決め等を気にせずに作業でき、これにより、保護部材のスピンドルへの取りつけが容易となる。
【００１２】
本発明では、
前記スピンドルが所定量以上変位したこと異常として検知する検知手段を備え、
前記駆動手段は、前記検知手段によって異常が検知された場合に、前記被測定物の移送を停止させることが好ましい。
【００１３】
以上において、駆動手段は、例えばシリンダやボールねじを利用したもの等テーブル上に被測定物を移送できるものであればどのようなものでもよい。保護部材における傾斜面部の傾斜角度は任意でよいが、被測定物が押し付けられたとき急激に移動できるように、中心角が大きく、例えば３０°程度であることが好ましい。また、保護部材は、円錐形状、角錐形状等傾斜面部を有するものであればどのようなものでもよい。また、検知手段としては例えばリミットスイッチが好ましいが、その他のものでもよい。
また、本発明の測定機は、ゲージブロックの長さの測定に限らず、他の被測定物の長さの測定にも利用できるものである。
以上において、接触球は完全な球面体でもあるいは半円球でもよい。完全な球面体の場合、一部が駒部材から露出するように埋め込んでもよく、ねじ部材を取りつけておいてそのねじ部材を駒部材にねじ込んで取りつけてもよい。
このような本発明では、例えば傾斜角の異なる傾斜面部の駒部材を複数種作成する場合でも、接触球を共通とすることができ、材料の共通化を計ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態の測定機１は、基台２上に設けられた水平なテーブル３を備えている。このテーブル３上には例えばゲージブロック等の被測定物Ｗがホルダ４に保持されて水平方向（Ｘ軸方向、検出方向と直交する方向）に移送されるようになっており、このホルダ４は、例えばシリンダを利用した駆動手段５により駆動される。
【００１６】
また、基台２上にはコラム８が立設され、このコラム８には、例えばボールねじ９等によりテーブル３に対して上下方向にスライド可能に検出器１０が設けられている。
この検出器１０は、器体１１と、この器体１１に上下方向にスライド可能に取り付けられるスピンドル１２と、このスピンドル１２に取り付けられた測定子１５とを備えて形成されている。
【００１７】
測定子１５は駒部材１３を備えており、この駒部材１３は、図２に詳細を示すように、スピンドル１２の検出方向（軸線方向、Ｚ軸方向）の上方側（器体側）から下方側（先端側）に向かうに従って軸線Ｃに近くなる傾斜となった傾斜面部１３Ａを有する中実の円錐状に形成され、この駒部材１３の下端には、前記被測定物Ｗと接触かつ測定する接触球１４が一部を駒部材１３の表面から露出した状態で埋め込まれている。このような駒部材１３は、ねじ部１３Ｂをねじ込むことによりスピンドル１２に着脱可能に取りつけられるようになっている。駒部材１３の傾斜面部１３Ａの水平に対する傾斜角αは例えば３０°とされている。
そして、ここにおいて、駒部材１３と接触球１４とを含み測定子１５が構成されている。
【００１８】
また、検出器１０の近傍には、例えば前記コラム８に支持されて検知手段であるリミットスイッチ１６が設けられている。このリミットスイッチ１６は、スピンドル１２が規定寸法以上押し込まれたことを検出して警報を出し、駆動手段５の駆動をストップさせるものであり、図３、４に示すように、スピンドル１２に取りつけられた板ばね１８と接触、非接触できるようになっている。このリミットスイッチ１６は図示しない警報手段、制御手段等に接続されている。
【００１９】
次に、本実施形態の作用を説明する。
まず、図３において、スピンドル１２、測定子１５のストローク等の設定条件を説明する。
スピンドル１２が器体１１側に最大引っ込んだときの測定子１５の位置をＡ、最大下方にスライドしたときの測定子１５の位置をＢとし、スピンドル１２のストロークをＬとする。Ｂ位置から所定寸法上方に上がったときの測定子１５の位置をＣとし、このＢとＣとの距離を有効測定範囲Ｌ１とする。また、測定子１５の初期位置をＦとし、この初期位置Ｆは、Ｂ位置よりわずかに上方位置となっている。さらに、Ｆ位置とＡ位置との中間位置にストッパ位置Ｓがあり、このＳ位置にスピンドル１２が押し込まれたとき、つまり、規定寸法以上押し込まれたときスピンドル１２に取りつけられた板ばね１８がリミットスイッチ１６を押すようになっている。
【００２０】
図４（Ａ）に示すように、測定子１５が初期位置Ｆにあるとき、前記Ｓ位置を超える高さ寸法の被測定物Ｗが、テーブル３上に移送用ホルダ４に配置されてＸ軸方向に移送され、検出器１０における測定子１５の駒部材１３に接近し、さらに、図４（Ｂ）に示すように最初の被測定物Ｗが駒部材１３に接触する。
【００２１】
この被測定物Ｗと測定子１５の駒部材１３の接触から被測定物Ｗがさらに前進するにつれ、駒部材１３の傾斜面部１３Ａを被測定物Ｗが押すことになり、水平方向の運動が上方側へ変換される。被測定物Ｗは、Ｓ位置を超える高さ寸法となっているので、駒部材１３は有効測定範囲Ｌ１以上に押し上げられ、その結果、測定子１５がストッパ位置Ｓまで上昇し、板ばね１８がリミットスイッチ１６を押すことになり警報を出して異常を検出する。同時に、図１に示す駆動手段５の駆動が止められ、被測定物Ｗのそれ以上の前進がストップされる。
【００２２】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、測定子１５の円錐状の駒部材１３をスピンドル１２に取り付けることで、水平方向から接近して接触した被測定物Ｗに対しても、その運動方向が水平から上方に変換され、その結果、測定子１５が上方に移動しリミットスイッチ１６を押すとともに、警報を出して、駆動手段５の駆動をストップするので、被測定物Ｗがそれ以上進まず、これにより、測定子１５の破損を防止することができる。
【００２３】
また、測定子１５の駒部材１３の傾斜面部１３Ａの水平に対する傾斜角αは例えば３０°となっており、駒部材１３の中心角が大きくなっているので、被測定物Ｗのわずかの移動量でも急激に駒部材１３を上方に押し上げ、きわめて短時間でリミットスイッチ１６を押し異常を感知できる。その結果、駆動手段５の駆動を素早くストップでき、これにより、測定子１５の破損を防止することができる。
【００２４】
さらに、測定子１５は駒部材１３のねじ部１３Ｂで着脱自在にスピンドル１２に取りつけるようになっているので、傾斜面部１３Ａの傾斜角度の異なる駒部材の測定子を取りつける際の作業が容易であり、これにより、測定子の交換が短時間で行える。
【００２５】
また、測定子１５は駒部材１３と接触球１４とで形成されているので、傾斜面部１３Ａの傾斜角度の異なる駒部材を複数揃える場合、それぞれの駒部材に対して接触球１４は同一種類のものを使用でき、これにより、使用部材の同一化を計ることができる。
【００２６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できるものであれば、次に示すような変形形態でもよいものである。
すなわち、前記実施形態では、測定子１５の駒部材１３は中実部材で形成したが、これに限らず、例えば被測定物Ｗと接触してもへこまないような厚さの板部材で傘状に形成したものを使用してもよい。そして、このような実施形態でも前記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
また、前記実施形態では、測定子１５の接触球１４を完全な球体としたが、これに限らず、例えば円柱部材、角柱部材等、被測定物Ｗを確実に測定できるものであればどのような形状のものでもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の測定機によれば、スピンドルにその軸線方向の器体側から先端側に向かうに従って軸線に近くなる傾斜の傾斜面部を有する保護部材が設けられているので、検出器の検出方向と直交する方向から接近する被測定物があっても、この被測定物と接触した保護部材が傾斜面部の作用により移動物から遠ざかる方向に回避するので、衝突による測定子の破損を防止できるという効果がある。
【００２９】
また、本発明の他の測定機によれば、スピンドルにその軸線方向の上方側から下方側に向かうに従って軸線に近くなる傾斜の傾斜面部を有する保護部材が設けられているので、検出器の検出方向と直交する方向から被測定物が接近して接触しても、この被測定物と接触した保護部材が傾斜面部の作用により移動物から遠ざかる方向に回避するとともに、検知手段の作用により駆動手段の駆動をストップさせるので、被測定物と測定子との衝突による測定子の破損を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る測定機を示す全体正面図である。
【図２】本実施形態の測定機の要部を示す一部断面の側面図である。
【図３】本実施形態の測定時における測定子の設定条件を示す概略図である。
【図４】本実施形態の測定子の測定状態を示す図である。
【図５】本発明の従来の測定子の測定状態を示す図である。
【符号の説明】
１測定機
２基台
３テーブル
５駆動手段
１０検出器
１１器体
１２スピンドル
１３保護部材である駒部材
１３Ａ傾斜面部
１４接触球
１５測定子
１６検知手段であるリミットスイッチ
Ｗゲージブロック等の被測定物

Claims

被測定物に当接する測定子を先端に有するとともに軸線方向に移動自在に設けられたスピンドルと、
前記スピンドルの先端側において前記スピンドルの軸線方向に略直交する方向へ向けて被測定物を移送する駆動手段と、
前記駆動手段にて移送される被測定物の寸法に応じた前記スピンドルの変位を検出する検出器と、を備え、
前記測定子は、
先端に設けられ被測定物に接触する接触球と、
前記駆動手段にて移送される被測定物に当接するとともに前記被測定物によって前記スピンドルの軸線方向とは略直交する方向へ押される力をスピンドルの軸線方向の力に変換する傾斜面部を有する保護部材と、を備える
ことを特徴とする測定機。
請求項１に記載の測定機において、
前記保護部材は、円錐状の駒部材である
ことを特徴とする測定機。
請求項１または請求項２に記載の測定機において、
前記スピンドルが所定量以上変位したこと異常として検知する検知手段を備え、
前記駆動手段は、前記検知手段によって異常が検知された場合に、前記被測定物の移送を停止させる
ことを特徴とする測定機。