JP7310618B2 - Contact probe and coordinate measuring device - Google Patents

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Description

本発明は、接触式プローブ及び座標測定装置に関する。 The present invention relates to contact probes and coordinate measuring devices.

任意の方向に移動可能な移動ユニットの先端に、プローブを取り付け、プローブ軸部の先端をワークに接触させて走査して、ワークの座標を測定する3次元測定装置が知られている(特許文献1~3)。
このプローブ軸部の先端には、硬質な先端球が設けられており、3次元測定装置は、プローブ軸部に設けた先端球をワークに接触させて走査したときのプローブの座標を検出することでワークの寸法、形状を測定している。
There is known a three-dimensional measuring apparatus that measures the coordinates of a workpiece by attaching a probe to the tip of a moving unit that can move in any direction and scanning the workpiece while the tip of the probe shaft is in contact with the workpiece (Patent Document 1-3).
A hard tip ball is provided at the tip of the probe shaft, and the three-dimensional measuring device detects the coordinates of the probe when the tip ball provided on the probe shaft is brought into contact with the workpiece and scanned. to measure the dimensions and shape of the workpiece.

特開2006-329862号公報JP 2006-329862 A 実開平1-160301号公報Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-160301 特開2006-201105号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-201105

しかしながら、ワークの微小な溝等の狭隘部を含む寸法、形状測定を行う場合には、プローブ軸部に設けた先端球の径が狭隘部の寸法よりも大きいと、先端球をワークの測定対象位置に接触させることが困難となる。従来の3次元測定装置に用いられるプローブにおいてはプローブ軸部の剛性を確保するため、先端球の直径がφ0.3mm程度で、プローブ軸部の径が0.2mm程度のものが最小サイズとなっている。このような最小サイズのプローブを用いても、測定対象の溝の曲率半径が先端球の曲率半径よりも小さい場合には、先端球を溝内に挿入できず、先端球を所望の測定位置に接触させることができない。 However, when measuring the size and shape of a workpiece including a narrow part such as a minute groove, if the diameter of the tip ball provided on the probe shaft is larger than the size of the narrow part, the tip ball may not be the workpiece to be measured. It becomes difficult to contact the position. In the probe used in the conventional three-dimensional measuring device, in order to secure the rigidity of the probe shaft, the diameter of the tip ball is about φ0.3mm, and the diameter of the probe shaft is about 0.2mm. ing. Even if such a minimum size probe is used, if the radius of curvature of the groove to be measured is smaller than the radius of curvature of the tip ball, the tip ball cannot be inserted into the groove and the tip ball cannot be positioned at the desired measurement position. cannot be contacted.

その場合、先端球やプローブ軸部をさらに小さくすることも考えられるが、最小サイズのプローブ以下にサイズを縮小することは、プローブ自体の機械的強度を著しく低下させてしまう。その結果、先端球をワークに接触させる際に、先端球からの反力をプローブで受けることが難しくなり、場合によってはプローブに変形や破損を生じさせる。また、プローブをそのままのサイズにして、先端球のみを小さくすると、先端球が測定対象の狭い溝内に挿入可能なサイズであっても、先端球を溝内に挿入する過程でプローブ軸部がワークの他の部位と干渉してしまい、先端球が溝の測定面に到達できず測定が不能になってしまう。 In that case, it is conceivable to further reduce the size of the tip ball and the probe shaft, but reducing the size to below the minimum size of the probe significantly reduces the mechanical strength of the probe itself. As a result, when the tip ball is brought into contact with a workpiece, it becomes difficult for the probe to receive the reaction force from the tip ball, and the probe may be deformed or damaged in some cases. In addition, if the size of the probe remains the same and only the tip ball is made smaller, even if the tip ball is of a size that allows it to be inserted into the narrow groove of the object to be measured, the probe shaft will be bent during the process of inserting the tip ball into the groove. It interferes with other parts of the workpiece, and the tip ball cannot reach the measurement surface of the groove, making measurement impossible.

そこで本発明は、ワークの狭隘な部位であっても、プローブの強度を確保しつつ、簡単で、且つ高精度な測定が可能となる接触式プローブ及び座標測定装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a contact probe and a coordinate measuring apparatus that are capable of simple and highly accurate measurement while securing the strength of the probe even in a narrow portion of a workpiece. .

本発明は下記の構成からなる。
(1) プローブ軸部と、前記プローブ軸部に固定された接触部とを備える接触式プローブであって、
前記プローブ軸部は、前記接触部を先端に支持する少なくとも1本の支持軸を有し、
前記接触部は、
前記支持軸の長手方向に沿った断面形状が円形又は楕円形である接触部本体と、
前記接触部本体の外周に設けられ、径方向外側に突出する少なくとも1つの突起と、
を有し、
前記突起の先端における、前記支持軸の長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径は、前記接触部本体の外周縁における前記長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径よりも小さい、
接触式プローブ。
(2) 上記(1)に記載の接触式プローブと、
前記接触式プローブを支持するプローブ支持部と、を備え、
前記接触式プローブの前記接触部に設けた前記突起をワークに接触させつつ相対走査するとともに、前記接触式プローブの位置を計測することで前記ワークの座標を測定する座標測定装置。
The present invention consists of the following configurations.
(1) A contact probe comprising a probe shaft and a contact portion fixed to the probe shaft,
The probe shaft portion has at least one support shaft that supports the contact portion at its tip,
The contact portion is
a contact portion main body having a circular or elliptical cross-sectional shape along the longitudinal direction of the support shaft;
at least one protrusion provided on the outer periphery of the contact portion main body and protruding radially outward;
has
The curvature radius of the cross-sectional shape including the longitudinal center line of the support shaft at the tip of the protrusion is smaller than the curvature radius of the cross-sectional shape including the longitudinal center line at the outer peripheral edge of the contact portion main body.
Contact probe.
(2) the contact probe according to (1) above;
and a probe support that supports the contact probe,
A coordinate measuring apparatus for measuring the coordinates of the work by relatively scanning the work while the protrusion provided on the contact portion of the contact probe is in contact with the work and measuring the position of the contact probe.

本発明によれば、ワークの狭隘な部位であっても、プローブの強度を確保しつつ、簡単で、且つ高精度な測定が可能となる。 According to the present invention, it is possible to perform simple and highly accurate measurement while securing the strength of the probe even in a narrow portion of the work.

図1は、座標測定装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a coordinate measuring device. 図2は、第1構成例の接触式プローブの側面図である。FIG. 2 is a side view of the contact probe of the first configuration example. 図3は、接触式プローブをプローブ軸部の軸方向下側から見た下面図である。FIG. 3 is a bottom view of the contact-type probe viewed from below in the axial direction of the probe shaft. 図4は、接触式プローブの接触部を垂直二等分した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the contact portion of the contact-type probe vertically bisected. 図5は、接触式プローブによるワークの座標測定の様子を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing how coordinates of a workpiece are measured by a contact probe. 図6は、接触式プローブの動作を模式的に示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the contact-type probe. 図7は、接触式プローブの接触部とワークの各寸法を示す、ワークの軸方向の一部拡大断面図である。FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of the work in the axial direction, showing the dimensions of the contact portion of the contact probe and the work. 図8は、図7に示すワークを軸方向上側から見た一部拡大平面図である。FIG. 8 is a partially enlarged plan view of the work shown in FIG. 7 as viewed from above in the axial direction. 図9は、接触式プローブを構成する接触部の他の例を示す図であって、(A)は2つの突起を備えた接触部の下面図、(B)は3つの突起を備えた接触部の下面図である。9A and 9B are diagrams showing another example of the contact portion that constitutes the contact-type probe, in which (A) is a bottom view of the contact portion provided with two protrusions, and (B) is a contact portion provided with three protrusions. It is a bottom view of the part. 図10は、接触式プローブの第1変形例における接触部の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of the contact portion in the first modified example of the contact probe. 図11は、接触式プローブの第2変形例における接触部の斜視図である。FIG. 11 is a perspective view of a contact portion in a second modification of the contact probe. 図12は、電気マイクロメータに第2構成例用の接触式プローブを取り付けて測定する様子を示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing how the contact probe for the second configuration example is attached to the electric micrometer and the measurement is performed. 図13は、ダイヤルゲージに第3構成例用の接触式プローブを取り付けて測定する様子を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing how the contact probe for the third configuration example is attached to the dial gauge for measurement. 図14は、第4構成例の接触式プローブの概略斜視図である。FIG. 14 is a schematic perspective view of a contact probe of a fourth configuration example. 図15は、図14に示す接触式プローブのA部の拡大図である。15 is an enlarged view of the A portion of the contact probe shown in FIG. 14. FIG. 図16は、図14に示す接触式プローブを用いてワークを測定する様子を示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing how the contact probe shown in FIG. 14 is used to measure a workpiece.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。ここでは、転がり軸受の外輪を測定対象のワークとした場合を一例として説明するが、測定対象はこれに限らない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Here, a case where an outer ring of a rolling bearing is used as a workpiece to be measured will be described as an example, but the object to be measured is not limited to this.

<第1構成例>
(座標測定装置の構成)
図1は座標測定装置100の斜視図である。
座標測定装置100は、基台11と、水平ガイド機構21と、支持ブロック25とを備える。
基台11の上面には、水平(XY平面)なステージ面13を有する定盤15が配置される。ステージ面13には固定治具17が固定され、この固定治具17によってワークWがステージ面13上で位置決めされる。
<First configuration example>
(Configuration of coordinate measuring device)
FIG. 1 is a perspective view of a coordinate measuring apparatus 100. FIG.
A coordinate measuring apparatus 100 includes a base 11 , a horizontal guide mechanism 21 and a support block 25 .
A surface plate 15 having a horizontal (XY plane) stage surface 13 is arranged on the upper surface of the base 11 . A fixing jig 17 is fixed to the stage surface 13 , and the workpiece W is positioned on the stage surface 13 by the fixing jig 17 .

ここで、互いに直交するX、Y、Z軸を、ステージ面13がXY平面、上下方向がZ方向として定義する。Y軸は水平ガイド機構21の移動方向、X軸は支持ブロック25の移動方向とする。 Here, the X-, Y-, and Z-axes orthogonal to each other are defined as the XY plane for the stage surface 13 and the Z direction for the vertical direction. The Y-axis is the moving direction of the horizontal guide mechanism 21 and the X-axis is the moving direction of the support block 25 .

水平ガイド機構21は、支持ブロック25をX軸方向へ移動自在に支持するガイド部23と、ガイド部23を支持する一対の支柱19とを有する。一対の支柱19の下側は、基台11の定盤15の両脇部で、Y方向に移動自在に支持される。水平ガイド機構21は、不図示の駆動源によってY方向に駆動されることで、支持ブロック25のY方向への移動を可能にする。 The horizontal guide mechanism 21 has a guide portion 23 that supports the support block 25 so as to be movable in the X-axis direction, and a pair of struts 19 that support the guide portion 23 . The lower sides of the pair of struts 19 are supported by both sides of the surface plate 15 of the base 11 so as to be movable in the Y direction. The horizontal guide mechanism 21 is driven in the Y direction by a drive source (not shown) to allow the support block 25 to move in the Y direction.

ガイド部23に支持された支持ブロック25は、不図示の駆動源の駆動によって、X方向への移動を可能にする。 The support block 25 supported by the guide portion 23 can be moved in the X direction by being driven by a drive source (not shown).

支持ブロック25の下方には、測定ヘッド27が昇降可能に支持される。測定ヘッド27は、不図示の駆動源の駆動によってZ方向への移動が可能となっている。これにより、測定ヘッド27は、X,Y,Z方向へ移動自在になっている。 Below the support block 25, a measuring head 27 is supported so as to be able to move up and down. The measuring head 27 can be moved in the Z direction by being driven by a drive source (not shown). Thereby, the measuring head 27 is movable in the X, Y, and Z directions.

測定ヘッド27は、その下端にプローブ支持部29が設けられる。プローブ支持部29の先端には、図2に示すプローブ軸部45と、接触部43とを有する接触式プローブ41が装着される。 The measuring head 27 is provided with a probe supporting portion 29 at its lower end. A contact probe 41 having a probe shaft portion 45 and a contact portion 43 shown in FIG. 2 is attached to the tip of the probe support portion 29 .

図1に示すように、接触式プローブ41は、水平ガイド機構21のY方向移動、支持ブロック25のX方向及びZ方向移動によって、3次元空間の任意の位置に移動可能となっている。 As shown in FIG. 1, the contact probe 41 can be moved to any position in a three-dimensional space by moving the horizontal guide mechanism 21 in the Y direction and the support block 25 in the X and Z directions.

上記構成の座標測定装置100では、まず、定盤15のステージ面13に、固定治具17を用いてワークWを位置決めし、固定する。そして、固定されたワークWの表面に接触式プローブ41の接触部43を接触させながら、接触式プローブ41をワークWの表面に沿って相対走査させる。これにより、ワークWの寸法、形状が倣い測定される。 In the coordinate measuring apparatus 100 configured as described above, first, the workpiece W is positioned and fixed on the stage surface 13 of the surface plate 15 using the fixing jig 17 . Then, the contact probe 41 is relatively scanned along the surface of the work W while the contact portion 43 of the contact probe 41 is in contact with the surface of the fixed work W. As a result, the dimensions and shape of the workpiece W are measured by scanning.

(接触式プローブの構成)
図2は第1構成例の接触式プローブ41の側面図である。図3は接触式プローブ41をプローブ軸部45の軸方向下側から見た下面図である。
接触式プローブ41は、棒状のプローブ軸部(支持軸)45と、プローブ軸部45の先端に固定された接触部43とを有する。
(Configuration of contact probe)
FIG. 2 is a side view of the contact probe 41 of the first configuration example. FIG. 3 is a bottom view of the contact-type probe 41 viewed from below the probe shaft portion 45 in the axial direction.
The contact-type probe 41 has a rod-shaped probe shaft portion (support shaft) 45 and a contact portion 43 fixed to the tip of the probe shaft portion 45 .

接触部43は、接触部本体61と、接触部本体61の外周に設けられた複数(本構成では合計4つ)の突起71A,71B,71C,71Dとを有する。接触部本体61は、その外周面が球形状であり、プローブ軸部45の長手方向に沿った断面形状は円形となる。突起71A,71B,71C,71Dは、接触部本体61のプローブ軸部45の長手方向中心線を含む断面における最大径部分に配置され、接触部本体61の外周の表面から径方向外側に突出している。これらの複数の突起71A,71B,71C,71Dは、接触部本体61の外周に、プローブ軸部45の長手方向中心線周りの周方向に関して等間隔で配置されている。 The contact portion 43 has a contact portion main body 61 and a plurality of (four in total in this configuration) projections 71A, 71B, 71C, and 71D provided on the outer circumference of the contact portion main body 61 . The contact portion main body 61 has a spherical outer peripheral surface and a circular cross-sectional shape along the longitudinal direction of the probe shaft portion 45 . The protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D are arranged at the maximum diameter portion in a cross section including the longitudinal centerline of the probe shaft portion 45 of the contact portion main body 61, and protrude radially outward from the outer peripheral surface of the contact portion main body 61. there is These multiple protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D are arranged on the outer periphery of the contact portion main body 61 at regular intervals in the circumferential direction around the longitudinal center line of the probe shaft portion 45 .

また、接触式プローブ41は、プローブ軸部45の外径が細径(例えば1mm以下)の場合には、ホルダ51を介してプローブ支持部29に装着してもよい。ホルダ51は、接触式プローブ41のサイズに応じて、適切なサイズのものを選択的に使用する。ホルダ51は、プローブ軸部45より大径の雄ねじが形成された取付部53と、チャック穴57を有するプローブ保持部55とを有する。取付部53を、プローブ支持部29の雌ねじ(図示略)にねじ止めすることで、接触式プローブ41が測定ヘッド27に固定される。チャック穴57には、プローブ軸部45の端部が差し込まれ、プローブ軸部45を着脱自在に支持する。 Moreover, the contact-type probe 41 may be attached to the probe support portion 29 via the holder 51 when the outer diameter of the probe shaft portion 45 is small (for example, 1 mm or less). For the holder 51 , a suitable size is selectively used according to the size of the contact probe 41 . The holder 51 has a mounting portion 53 formed with a male screw having a diameter larger than that of the probe shaft portion 45 and a probe holding portion 55 having a chuck hole 57 . The contact probe 41 is fixed to the measuring head 27 by screwing the attachment portion 53 to the internal thread (not shown) of the probe support portion 29 . An end portion of the probe shaft portion 45 is inserted into the chuck hole 57 to detachably support the probe shaft portion 45 .

プローブ軸部45は、ここでは円柱形状で示しているが、接触部本体61を支持できれば、角柱形状や円錐形状等の他の形状であってもよい。また、接触部本体61は、球形に限らず、プローブ軸部45の長手方向中心の軸垂直断面が長軸と短軸とを有する形状(例えば、楕円体)等、他の形状であってもよい。接触部本体61は、プローブ軸部45の長手方向に沿った断面形状が楕円となる楕円体であってもよい。接触部本体61は、プローブ軸部45の長手方向の最大幅よりも、長手方向に直交する方向の最大幅が大きい形状であると、より狭い領域に突起を挿入できるため好ましい。 Although the probe shaft portion 45 is shown here as having a cylindrical shape, it may have another shape such as a prismatic shape or a conical shape as long as it can support the contact portion main body 61 . Further, the contact portion main body 61 is not limited to a spherical shape, and may have other shapes such as a shape (for example, an ellipsoid) in which the cross section perpendicular to the longitudinal direction of the probe shaft portion 45 has a long axis and a short axis. good. The contact portion main body 61 may be an ellipsoid having an elliptical cross-sectional shape along the longitudinal direction of the probe shaft portion 45 . It is preferable that the contact portion main body 61 has a shape in which the maximum width in the direction perpendicular to the longitudinal direction is larger than the maximum width in the longitudinal direction of the probe shaft portion 45, because the projection can be inserted into a narrower area.

上記構成の接触式プローブ41は、ホルダ51を適切なサイズのものと交換することにより、様々な大きさの接触式プローブ41をプローブ支持部29に保持させることができる。 By exchanging the holder 51 with a holder 51 having an appropriate size, the contact probe 41 having the above configuration can be held by the probe support portion 29 in various sizes.

プローブ軸部45には、接触部43をワークWに接触させて座標測定する際に、測定圧が負荷される。そのため、プローブ軸部45は、この測定圧によって大きく撓まない程度の剛性が必要となる。一方で、仮に強い外力が作用した場合に自身が変形して、プローブ支持部29への影響を抑制する材料であるのが好ましい。このことから、プローブ軸部45は、適度な剛性及び柔軟性を有する、例えば、銅材等の金属材料で形成するのが好ましい。なお、プローブ軸部45は、銅材以外にも、アルミニウム材で形成してもよく、また、必要に応じてステンレス鋼材で形成してもよい。 A measurement pressure is applied to the probe shaft portion 45 when the contact portion 43 is brought into contact with the workpiece W to perform coordinate measurement. Therefore, the probe shaft portion 45 requires rigidity to the extent that it does not bend greatly due to this measurement pressure. On the other hand, if a strong external force were to act, it is preferable to use a material that deforms itself and suppresses the influence on the probe supporting portion 29 . For this reason, the probe shaft portion 45 is preferably made of a metal material such as copper, which has appropriate rigidity and flexibility. The probe shaft portion 45 may be made of an aluminum material other than the copper material, or may be made of a stainless steel material as necessary.

図3に示す突起71A,71B,71C,71Dは、それぞれ球体73で構成される(以下の説明では、突起71A,71B,71C,71Dを、球体73とも呼ぶことにする。)。各球体73は、接触部本体61に形成された貫通孔に挿入されて固定される。 Each of the projections 71A, 71B, 71C, and 71D shown in FIG. 3 is composed of a spherical body 73 (in the following description, the projections 71A, 71B, 71C, and 71D are also referred to as a spherical body 73). Each ball 73 is inserted into a through-hole formed in the contact portion main body 61 and fixed.

図4は接触式プローブ41の接触部43を垂直二等分した断面図(プローブ軸部の長手方向に沿った断面視の図)である。
接触部本体61には、貫通孔からなる収容凹部65が形成される。収容凹部65は、接触部本体61の球形状の中心Ocを通り、プローブ軸部45の軸方向に直交する径方向に沿って形成される。この収容凹部65は、球体73の外径と同一、又は外径よりも僅かに大きな内径を有している。また、収容凹部65は、接触部本体61の中心Ocに向けて小径となる先細り形状であってもよい。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the contact portion 43 of the contact-type probe 41 vertically bisected (a cross-sectional view along the longitudinal direction of the probe shaft portion).
The contact portion main body 61 is formed with a housing recess 65 that is a through hole. The accommodation recess 65 is formed along the radial direction perpendicular to the axial direction of the probe shaft portion 45 through the spherical center Oc of the contact portion main body 61 . The housing recess 65 has an inner diameter that is the same as or slightly larger than the outer diameter of the spherical body 73 . Further, the accommodation recess 65 may have a tapered shape with a smaller diameter toward the center Oc of the contact portion main body 61 .

球体73は、収容凹部65に球体73の半分が挿入され、この状態で収容凹部65に接着材によって固定されている。したがって、球体73の残りの半分は、接触部本体61の表面から径方向外側に突出して、突起71A,71B,71C,71Dとなる。球体73の非突出側では、球面の半分が接着材によって収容凹部65の内面に固定される。つまり、球体73は、球の赤道までの半球部分が収容凹部65に挿入されるため、赤道位置の全周にわたって収容凹部65の内壁面と接合し、かつ、接着材が収容凹部65に充填されることで、球体73の非突出側の球面半分が接合面として機能する。よって、球体73を接着材で固定する際に、強固に収容凹部65に固定される。なお、接触部本体61に形成する収容凹部65は、貫通孔に限らず、例えば、球体73の表面に沿う凹面形状の有底穴でもよい。 Half of the ball 73 is inserted into the housing recess 65, and in this state, the ball 73 is fixed to the housing recess 65 with an adhesive. Therefore, the remaining half of the sphere 73 protrudes radially outward from the surface of the contact portion main body 61 to form protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D. On the non-projecting side of the sphere 73, half of the spherical surface is fixed to the inner surface of the receiving recess 65 with an adhesive. That is, since the hemispherical portion of the sphere 73 up to the equator is inserted into the housing recess 65, the sphere 73 is joined to the inner wall surface of the housing recess 65 over the entire circumference of the equator position, and the housing recess 65 is filled with the adhesive. By doing so, the half of the spherical surface on the non-projecting side of the sphere 73 functions as a joint surface. Therefore, when the ball 73 is fixed with the adhesive, it is firmly fixed to the housing recess 65 . The accommodation recess 65 formed in the contact portion main body 61 is not limited to a through hole, and may be, for example, a concave bottomed hole along the surface of the spherical body 73 .

また、接触部本体61には、プローブ軸部45との接続側に嵌合凹部63が形成される。嵌合凹部63には、プローブ軸部45の下端に形成された嵌合凸部47が接着材と共に嵌挿されて、接触部本体61とプローブ軸部45とが接着材によって接合される。また、プローブ軸部45の先端面を凹状面とし、嵌合凹部63及び嵌合凸部47を設けずに双方を接着材で固定してもよい。 A fitting recess 63 is formed in the contact portion main body 61 on the connection side with the probe shaft portion 45 . A fitting convex portion 47 formed at the lower end of the probe shaft portion 45 is fitted into the fitting concave portion 63 together with an adhesive, so that the contact portion main body 61 and the probe shaft portion 45 are joined with the adhesive. Alternatively, the tip surface of the probe shaft portion 45 may be formed as a concave surface, and the fitting concave portion 63 and the fitting convex portion 47 may not be provided and both may be fixed with an adhesive.

接触部本体61は、例えば、収容凹部65の加工が容易で、球体73を確実に支持できる剛性を有する材料であるのが好ましく、例えば、ルビーで形成するのが好ましい。その他にも、ステンレス鋼材、銅材、アルミニウム材等の金属材料であってもよい。 The contact portion main body 61 is preferably made of, for example, a material that facilitates processing of the accommodating recess 65 and has rigidity capable of reliably supporting the spherical body 73, and is preferably made of, for example, ruby. In addition, metal materials such as stainless steel, copper, and aluminum may be used.

球体73は、ルビー、サファイア、ダイヤモンド、セラミック、超硬合金からなる群から選ばれる1種を含むのが好ましい。このような硬度の高い材料を用いることで、ワークWとの接触による傷付きを防止できる。また、上記した材料は、レーザにより高精度に加工でき、しかも、他の機械加工方法と比較してサイズの制約を受けにくい。そのため、球体73が微小サイズであっても高精度に加工できる。特に、ルビーからなる接触部本体61に対して、ルビーからなる球体73を用いると、双方の線膨張係数が等しいため、接合後の温度変化による熱歪みの影響を受けにくくなる。また、球体73と接触部本体61とは、測定圧による寸法変化が等しいことも相まって、寸法安定性が高められる。 The sphere 73 preferably contains one selected from the group consisting of ruby, sapphire, diamond, ceramics, and cemented carbide. By using such a material with high hardness, it is possible to prevent damage due to contact with the workpiece W. In addition, the materials described above can be processed with high accuracy by laser, and are less subject to size restrictions than other machining methods. Therefore, even if the sphere 73 has a very small size, it can be processed with high accuracy. In particular, if the ruby sphere 73 is used for the ruby contact portion main body 61, the linear expansion coefficients of both are equal, so that it is less likely to be affected by thermal strain due to temperature changes after bonding. In addition, since the sphere 73 and the contact portion main body 61 undergo the same dimensional change due to the measured pressure, the dimensional stability is enhanced.

(座標測定手順)
次に、上記の座標測定装置100によるワークWの座標測定の手順について説明する。
図5は接触式プローブ41によるワークWの座標測定の様子を示す説明図である。図6は接触式プローブ41の動作を模式的に示す説明図である。
(Coordinate measurement procedure)
Next, a procedure for coordinate measurement of the work W by the coordinate measuring apparatus 100 will be described.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing how the coordinates of the workpiece W are measured by the contact probe 41. As shown in FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram schematically showing the operation of the contact probe 41. As shown in FIG.

座標測定装置100は、図5に示すように、接触式プローブ41の接触部43をワークWの表面に接触させて位置を検出する。ここで示すワークWは、例えば小径玉軸受(ミニチュアベアリング)を構成する外輪である。このワークWの内周面には、転動体が転動可能に配置される軌道溝Gが形成されている。 The coordinate measuring apparatus 100 detects the position by bringing the contact portion 43 of the contact probe 41 into contact with the surface of the workpiece W, as shown in FIG. The workpiece W shown here is, for example, an outer ring that constitutes a small-diameter ball bearing (miniature bearing). The inner peripheral surface of the workpiece W is formed with a raceway groove G in which the rolling elements are arranged so as to be able to roll.

例えば、このワークWの軌道溝Gの寸法、形状を測定する場合に、接触式プローブ41の接触部43の突起71A,71B,71C,71Dのいずれかを、軌道溝Gの内面に接触させる。具体的には、図6に示すように、固定されたワークWの内側中心位置(原点位置)Oに接触部43を配置した接触式プローブ41を、-X方向(図6の左側)へ移動させ、突起71BをワークWの軌道溝Gの底部に接触させて位置P1(ワークWの円周方向270°位置)を検出する。次に、接触式プローブ41を+X方向(図6の右側)へ移動させ、突起71Bの反対側の突起71DをワークWの軌道溝Gの底部に接触させて位置P2(ワークWの円周方向90°位置)を検出する。さらに、接触式プローブ41を原点位置Oに戻し、+Y方向(図6の上側)へ移動させ、接触部43の他の突起71CをワークWの軌道溝Gの底部に接触させて位置P3(ワークWの円周方向0°位置)を検出する。その後、接触式プローブ41を-Y方向(図6の下側)へ移動させ、突起71Cの反対側の突起71AをワークWの軌道溝Gの底部に接触させて位置P4(ワークWの円周方向180°位置)を検出する。そして、これらの測定した位置P1~P4に基づいて、軌道溝Gの内径や偏心等の、ワークWの寸法や、各種の形状情報を算出する。上記例の検出順は一例であって、これに限らない。例えば、ワークWの形状情報として真円度を測定する場合は、突起71A,71B,71C,71Dの何れか1つを軌道溝Gと接触させた状態でワークWを回転させる。 For example, when measuring the dimensions and shape of the raceway groove G of the workpiece W, any one of the projections 71A, 71B, 71C, and 71D of the contact portion 43 of the contact probe 41 is brought into contact with the inner surface of the raceway groove G. Specifically, as shown in FIG. 6, the contact probe 41 having the contact portion 43 arranged at the inner center position (origin position) O of the fixed workpiece W is moved in the -X direction (left side in FIG. 6). , and the projection 71B is brought into contact with the bottom of the raceway groove G of the work W to detect the position P1 (position of 270° in the circumferential direction of the work W). Next, the contact probe 41 is moved in the +X direction (right side in FIG. 6), and the projection 71D on the opposite side of the projection 71B is brought into contact with the bottom of the raceway groove G of the work W to position P2 (circumferential direction of the work W). 90° position). Further, the contact probe 41 is returned to the origin position O and moved in the +Y direction (upper side in FIG. 6) to bring the other projection 71C of the contact portion 43 into contact with the bottom of the raceway groove G of the workpiece W to position P3 (workpiece 0° position in the circumferential direction of W) is detected. After that, the contact probe 41 is moved in the -Y direction (lower side in FIG. 6), and the projection 71A on the opposite side of the projection 71C is brought into contact with the bottom of the raceway groove G of the work W to position P4 (the circumference of the work W). direction 180° position) is detected. Then, based on these measured positions P1 to P4, the dimensions of the workpiece W such as the inner diameter and eccentricity of the raceway groove G, and various shape information are calculated. The detection order in the above example is an example, and is not limited to this. For example, when measuring the roundness as the shape information of the work W, the work W is rotated while one of the projections 71A, 71B, 71C, and 71D is brought into contact with the raceway groove G.

(接触式プローブの各部の寸法)
次に、接触式プローブ41の各部の寸法について説明する。
図7は接触式プローブ41の接触部43とワークWの各寸法を示す、ワークWの軸方向の一部拡大断面図である。図8は図7に示すワークWを軸方向上側から見た一部拡大平面図である。
(Dimensions of each part of the contact probe)
Next, the dimensions of each part of the contact probe 41 will be described.
FIG. 7 is a partially enlarged cross-sectional view of the work W in the axial direction, showing the dimensions of the contact portion 43 of the contact probe 41 and the work W. As shown in FIG. FIG. 8 is a partially enlarged plan view of the workpiece W shown in FIG. 7 viewed from above in the axial direction.

図7及び図8に示すように、プローブ軸部45の外径をdとし、接触部本体61の、プローブ軸部45の長手方向に直交する断面(図8のXY平面)における外周縁の直径をDとし、突起71の球体73の直径をDとする。このとき、接触式プローブ41は下記の関係式(1)~(4)を満足する。(式(3)、式(4)においては、D=1とした比である。) As shown in FIGS. 7 and 8, the outer diameter of the probe shaft portion 45 is d, and the diameter of the outer peripheral edge of the contact portion main body 61 in a cross section (XY plane in FIG. 8) orthogonal to the longitudinal direction of the probe shaft portion 45 is is D B and the diameter of the sphere 73 of the protrusion 71 is D S. At this time, the contact probe 41 satisfies the following relational expressions (1) to (4). (In formulas (3) and (4), this is a ratio with D S =1.)

<D …(1)
d ≦D …(2)
:D=1:2~4 …(3)
d :D=2~3:3 …(4)
D S <D B (1)
d ≤ D B (2)
D S :D B =1:2 to 4 (3)
d:D B =2 to 3:3 (4)

例えば、プローブ軸部45の外径dは、0.4~0.6mmである。接触部本体61の外周縁の直径Dは、0.4~1.2mm、好ましくは0.6mmである。球体73の直径Dは、0.1~0.3mmであり、好ましくは0.2mmである。 For example, the outer diameter d of the probe shaft portion 45 is 0.4 to 0.6 mm. The diameter D B of the outer peripheral edge of the contact portion main body 61 is 0.4 to 1.2 mm, preferably 0.6 mm. The diameter D S of the sphere 73 is 0.1-0.3 mm, preferably 0.2 mm.

上記例では接触部本体61と突起71A,71B,71C,71Dを球体として説明したが、球体以外であってもよい。その場合、突起71A,71B,71C,71Dの先端の断面形状(プローブ軸部45の長手方向中心線を含む断面形状)の曲率半径rを、接触部本体61の外周縁の断面形状(プローブ軸部45の長手方向中心線を含む断面形状)の曲率半径rよりも小さくする。具体的には、接触部本体61の外周縁における曲率半径rが、0.2~0.6mmであるのに対して、突起71の先端の曲率半径rを、0.05~0.15mmにする。 In the above example, the contact portion main body 61 and the projections 71A, 71B, 71C, and 71D are described as spherical bodies, but they may be other than spherical bodies. In that case, the curvature radius rS of the cross-sectional shape of the tips of the projections 71A, 71B, 71C, and 71D (the cross-sectional shape including the longitudinal center line of the probe shaft portion 45) is the cross-sectional shape of the outer peripheral edge of the contact portion main body 61 (the probe (cross-sectional shape including the longitudinal center line of the shaft portion 45) is made smaller than the curvature radius rB . Specifically, while the radius of curvature r 2 B at the outer peripheral edge of the contact portion main body 61 is 0.2 to 0.6 mm, the radius of curvature r 2 S at the tip of the projection 71 is 0.05 to 0.05 mm. Make it 15 mm.

また、図7に示すワークWの軌道溝Gは、径方向の溝深さがD、軸方向断面の曲率半径がr、軸方向の溝幅がWであり、図8に示す軌道溝Gの溝底部における周方向の曲率半径がrである。これに対して、接触式プローブ41の接触部43は、突起71B(他の突起71A,71C,71Dについても同様)の接触部本体61からの突出寸法が軌道溝Gの深さDより大きく、突起71Bの先端の曲率半径rが軌道溝Gの曲率半径rより小さく、突起71Bの径方向(ワークWの径方向)外側から見た最大径が軌道溝Gの溝幅Wよりも小さいことが好ましい。さらに、図8に示す接触部本体61の外周縁の曲率半径rが軌道溝Gの底部における周方向の曲率半径rよりも小さいことが好ましい。 The raceway groove G of the workpiece W shown in FIG. 7 has a radial groove depth D G , an axial cross-sectional curvature radius r G , and an axial groove width W G . The radius of curvature in the circumferential direction of the groove bottom of the groove G is rR . On the other hand, in the contact portion 43 of the contact probe 41, the protrusion 71B (the same applies to the other protrusions 71A, 71C, and 71D) protrudes from the contact portion main body 61 so as to be larger than the depth DG of the raceway groove G. , the radius of curvature rS of the tip of the projection 71B is smaller than the radius of curvature rG of the raceway groove G , and the maximum diameter of the projection 71B viewed from the outside in the radial direction (the radial direction of the workpiece W) is greater than the groove width WG of the raceway groove G. is preferably small. Furthermore, it is preferable that the radius of curvature rB of the outer peripheral edge of the contact portion main body 61 shown in FIG.

これにより、接触部本体61と突起71A,71B,71C,71Dを有する接触部43は、軌道溝Gの縁部に干渉することなく、各突起の先端が軌道溝Gの溝底部に到達でき、溝底部と点接触することが可能になる。 As a result, the contact portion main body 61 and the contact portion 43 having the protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D can reach the groove bottom of the raceway groove G without interfering with the edge of the raceway groove G. It becomes possible to make point contact with the groove bottom.

また、本構成のワークWの軌道輪は、ワークWの軸方向(Z軸方向)幅をBとしたときに、幅Bの1/2の位置が軌道溝の軸方向中心位置となる。
水平に配置したワークWは、軌道溝の軸方向中心位置における溝底部に突起71Bを接触させた状態において、接触部本体61の下端からステージ面13までの高さhsは、0より大きく、突起71B(71A,71C,71Dも同様)の半径よりも大きいことが好ましい。これによれば、接触部43がステージ面13に干渉することなく、突起71Bが軌道溝Gの軸方向中心位置における溝底部に接触可能となる。
Further, in the bearing ring of the work W of this configuration, when the width of the work W in the axial direction (Z-axis direction) is B, the position of 1/2 of the width B becomes the axial center position of the raceway groove.
In the horizontally arranged workpiece W, the height hs from the lower end of the contact portion main body 61 to the stage surface 13 is greater than 0 and the projection 71B is in contact with the groove bottom at the axial center position of the raceway groove. It is preferably larger than the radius of 71B (as well as 71A, 71C and 71D). According to this, the projection 71B can contact the groove bottom at the center position of the track groove G in the axial direction without the contact portion 43 interfering with the stage surface 13 .

(接触式プローブの効果)
本構成の接触式プローブ41は、突起71A,71B,71C,71Dの先端におけるプローブ軸部45の長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径rが、接触部本体61の外周縁における長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径rよりも小さい。これにより、従来の先端球のサイズと同等の接触部本体61の直径では挿入することができない狭隘な部位であっても、接触部本体61よりも小さい曲率半径の突起71A,71B,71C,71Dであれば、挿入可能となる。これにより、軌道溝Gのような狭隘な部位であっても、溝底部に突起の先端を接触させることができ、座標の測定が可能となる。また、接触部本体61の外周縁が円環状であることで、ワークWと干渉せず、測定可能な範囲を拡大できる。
(Effect of contact probe)
In the contact probe 41 of this configuration, the curvature radius r S of the cross-sectional shape including the longitudinal center line of the probe shaft portion 45 at the tips of the protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D is It is smaller than the curvature radius r B of the cross-sectional shape including the center line. As a result, the protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D having a radius of curvature smaller than that of the contact portion main body 61 can be used even in narrow areas where the diameter of the contact portion main body 61 equivalent to the size of the conventional tip ball cannot be inserted. If so, it can be inserted. As a result, even in a narrow portion such as the raceway groove G, the tip of the protrusion can be brought into contact with the groove bottom, and the coordinates can be measured. Further, since the outer peripheral edge of the contact portion main body 61 is annular, it does not interfere with the workpiece W, and the measurable range can be expanded.

そして、本構成の接触式プローブ41は、ホルダを適切なサイズのものを用いることで、座標測定装置以外の精密な寸法や形状を測定する測定装置にそのまま使用することができる。よって、既存の測定装置をそのまま用いて、プローブのみを交換するだけで、より小型のワークや微小な凹凸の寸法、形状の測定が可能となる。そのため、本構成の接触式プローブ41を、極めて小型の軸受の測定に好適に適用できる。 By using a holder of an appropriate size, the contact probe 41 of this configuration can be used as it is in a measuring device for measuring precise dimensions and shapes other than a coordinate measuring device. Therefore, it is possible to measure the size and shape of smaller workpieces and fine unevenness by simply using the existing measuring device and replacing only the probe. Therefore, the contact probe 41 having this configuration can be suitably applied to the measurement of extremely small bearings.

また、本構成の突起71A,71B,71C,71Dは、球体73で構成されるので、ワークとの当たりが安定する。しかも、球体であれば、微小サイズの突起71であっても加工が煩雑とならずに形成できる。球体73は、真球である必要はなく、突出量が既知であれば座標測定装置側で補正(キャリブレーション)することで、簡単に検出位置精度を確保できる。そのため、種々の公知の手法により球体を製造し、得られた球体を接触部本体61に取り付けることで、例えば、突起71A,71B,71C,71Dを削り出し等で形成する機械加工を行う場合と比較して、製造工程が煩雑とならず、低コストで突起を形成できる。 Moreover, since the protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D of this configuration are configured by the spherical bodies 73, their contact with the work is stabilized. Moreover, if the projections 71 are spherical, even the micro-sized projections 71 can be formed without complicating the processing. The sphere 73 does not have to be a perfect sphere, and if the amount of protrusion is known, it is possible to easily secure the detection position accuracy by performing correction (calibration) on the side of the coordinate measuring apparatus. Therefore, by manufacturing a sphere by various known methods and attaching the obtained sphere to the contact portion main body 61, for example, machining is performed to form the protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D by shaving or the like. In comparison, the manufacturing process is not complicated, and the projections can be formed at low cost.

また、接触部本体61の外周に、4つの突起71A,71B,71C,71Dがプローブ軸部45の軸線を中心に周方向に関して等間隔で配置されているので、接触式プローブ41を同じ姿勢で4方向へ移動できる。これにより、リング状のワークWの異なる円周方向の4箇所の測定が可能となる。なお、突起71A,71B,71C,71Dの数は、ワークの測定点の数に応じて任意に設定できる。 In addition, since four projections 71A, 71B, 71C, and 71D are arranged on the outer periphery of the contact portion main body 61 at equal intervals in the circumferential direction around the axis of the probe shaft portion 45, the contact probe 41 can be held in the same posture. Can move in 4 directions. As a result, it is possible to measure the ring-shaped workpiece W at four different points in the circumferential direction. The number of protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D can be arbitrarily set according to the number of measurement points on the workpiece.

上記の実施形態では、4つの突起71A,71B,71C,71Dが接触部本体61に設けられた場合を例示したが、接触部本体61には、少なくとも1つの突起が設けてあればよい。
図9の(A),(B)は、接触式プローブ41の軸方向下側から見た下面図である。
図9の(A)に示す接触部43Aのように、接触部本体61に、一対の突起71を周方向で180°間隔で設けてもよく、図9の(B)に示す接触部43Bのように、3つの突起71を周方向に120°間隔で設けてもよい。
In the above-described embodiment, the four protrusions 71A, 71B, 71C, and 71D are provided on the contact portion main body 61, but the contact portion main body 61 may be provided with at least one protrusion.
9A and 9B are bottom views of the contact probe 41 viewed from below in the axial direction.
As in the contact portion 43A shown in FIG. 9A, a pair of projections 71 may be provided on the contact portion body 61 at 180° intervals in the circumferential direction, and the contact portion 43B shown in FIG. , three protrusions 71 may be provided at intervals of 120° in the circumferential direction.

接触部本体61に2つの突起71を設けた場合は、例えば、接触式プローブ41を一軸方向に移動させて環状のワークWの内周における対向する2箇所、又は外周の2箇所に各突起71を接触させて、ワークWの内周寸法、又は外周寸法を測定でき、これらの寸法から、各種の形状情報を抽出できる。また、接触部本体61に3つの突起71を設けた場合は、例えば、平面視三角形状のワークWの内周や外周の各辺に、対応する突起71をそれぞれ接触させて、ワークWの内周寸法や外周寸法、及びその形状を測定することができる。 When two protrusions 71 are provided on the contact portion main body 61, for example, the contact probe 41 is moved in a uniaxial direction so that each protrusion 71 is positioned at two opposing locations on the inner periphery of the annular workpiece W or at two locations on the outer periphery. can be brought into contact with each other to measure the inner or outer peripheral dimension of the work W, and various shape information can be extracted from these dimensions. Further, when three protrusions 71 are provided on the contact portion main body 61, for example, the corresponding protrusions 71 are brought into contact with the respective sides of the inner and outer peripheries of the workpiece W, which is triangular in plan view, so that the inner periphery of the workpiece W is Circumferential dimensions, perimeter dimensions, and shapes can be measured.

次に、上記の接触式プローブの変形例について説明する。
<第1変形例>
図10は接触式プローブの第1変形例における接触部43Cの斜視図である。
第1変形例では、接触部本体61のプローブ軸部45の取り付け側とは反対側に、プローブ軸部45の長手方向に沿って突出する突起71Eが配置されている。つまり、接触部本体61には、プローブ軸部45の中心軸を中心に周方向に関して等間隔に設けられた4つの突起71A,71B,71C,71Dの他に、接触部本体61の下部に突起71Eが設けられている。
Next, a modification of the above contact probe will be described.
<First modification>
FIG. 10 is a perspective view of the contact portion 43C in the first modified example of the contact probe.
In the first modified example, a protrusion 71E that protrudes along the longitudinal direction of the probe shaft portion 45 is arranged on the side of the contact portion main body 61 opposite to the mounting side of the probe shaft portion 45 . In other words, the contact portion main body 61 has four projections 71A, 71B, 71C, and 71D provided at equal intervals in the circumferential direction around the central axis of the probe shaft portion 45, and also projections on the lower portion of the contact portion main body 61. 71E is provided.

この構成によれば、接触式プローブ41をプローブ軸部45の長手方向の下方に移動させて、突起71EをワークWに突き当てることにより、ワークWの上部の微小な溝等の狭隘部を含む寸法や形状が簡単に測定可能となる。これにより座標測定装置の全ての駆動方向で測定が可能となる。 According to this configuration, by moving the contact probe 41 downward in the longitudinal direction of the probe shaft portion 45 and abutting the projection 71E against the work W, the upper portion of the work W including a narrow portion such as a minute groove can be moved. Dimensions and shapes can be easily measured. This allows measurements in all driving directions of the coordinate measuring device.

<第2変形例>
図11は接触式プローブの第2変形例における接触部43Dの斜視図である。
第2変形例では、接触部本体61に設けられた突起71Fが先細りの針状(円錐形状)に形成されている。この構成によれば、突起71Fの先端をワークWへ確実に点接触させて高精度に位置を検出できる。
<Second modification>
FIG. 11 is a perspective view of the contact portion 43D in the second modified example of the contact probe.
In the second modification, the protrusion 71F provided on the contact portion main body 61 is formed in a tapered needle shape (conical shape). According to this configuration, the tip of the protrusion 71F can be reliably brought into point contact with the workpiece W, and the position can be detected with high accuracy.

<第2構成例>
次に、上記構成の接触式プローブを座標測定装置としての電気マイクロメータに適用した構成を説明する。
図12は電気マイクロメータ75に第2構成例用の接触式プローブ41Aを取り付けて測定する様子を示す説明図である。
<Second configuration example>
Next, a configuration in which the contact-type probe having the above configuration is applied to an electric micrometer as a coordinate measuring device will be described.
FIG. 12 is an explanatory view showing how the contact probe 41A for the second configuration example is attached to the electric micrometer 75 and the measurement is performed.

本構成では、電気マイクロメータ75のプローブ支持部75aに接触式プローブ41Aを取り付けている。この構成によれば、ワークWの狭い溝等の狭隘部を測定する場合に、プローブ軸部45Aの先端の接触部43に設けた突起71を、狭隘部内に挿入し、突起71の先端を目的の位置に接触させることができる。これにより、電気マイクロメータ75による測定が、狭隘部においても可能となる。 In this configuration, the contact probe 41A is attached to the probe support portion 75a of the electric micrometer 75. As shown in FIG. According to this configuration, when measuring a narrow portion such as a narrow groove of the workpiece W, the protrusion 71 provided on the contact portion 43 at the tip of the probe shaft portion 45A is inserted into the narrow portion, and the tip of the protrusion 71 is inserted into the narrow portion. position can be contacted. This enables the measurement by the electric micrometer 75 even in a narrow space.

<第3構成例>
次に、上記構成の接触式プローブを座標測定装置としてのダイヤルゲージに適用した構成を説明する。
図13はダイヤルゲージ77に第3構成例用の接触式プローブ41Bを取り付けて測定する様子を示す説明図である。
本構成では、ダイヤルゲージ77のプローブ支持部に接触式プローブ41Bを取り付けている。この構成では、接触部本体61のプローブ軸部45B側と反対側に、プローブ軸部45Bの長手方向に突出する突起71を設けている。この突起71をワークWの狭い溝等の狭隘部に挿入して、突起71の先端を目的の位置に接触させる。これにより、ダイヤルゲージ77による測定が、狭隘部においても可能となる。
<Third configuration example>
Next, a configuration in which the contact-type probe having the above configuration is applied to a dial gauge as a coordinate measuring device will be described.
FIG. 13 is an explanatory view showing how the contact probe 41B for the third configuration example is attached to the dial gauge 77 for measurement.
In this configuration, the contact probe 41B is attached to the probe support portion of the dial gauge 77. As shown in FIG. In this configuration, a protrusion 71 protruding in the longitudinal direction of the probe shaft portion 45B is provided on the side of the contact portion main body 61 opposite to the probe shaft portion 45B side. The protrusion 71 is inserted into a narrow portion such as a narrow groove of the work W, and the tip of the protrusion 71 is brought into contact with a target position. As a result, measurement by the dial gauge 77 is possible even in a narrow space.

図13に示すダイヤルゲージ77による測定では、ワークWは軸受の内輪であって、内輪の外周面に形成された軌道溝Gの径を測定している。軌道溝Gの直径方向の一端に、固定側の接触部43に設けた突起71を接触させ、直径方向の他端に前述した接触式プローブ41Bの接触部43に設けた突起71を接触させる。そして、このワークWの計測値と、予め測定しておいたマスターゲージの測定値(基準寸法)とを比較して、ワークWの軌道溝Gの直径Daを求める。これにより、これまで測定が困難であった狭隘部の寸法測定が簡単に可能となり、測定工数の軽減とタクトタイムの短縮が図れる。 In the measurement by the dial gauge 77 shown in FIG. 13, the workpiece W is the inner ring of the bearing, and the diameter of the raceway groove G formed on the outer peripheral surface of the inner ring is measured. One diametrical end of the raceway groove G is brought into contact with the protrusion 71 provided on the contact portion 43 on the fixed side, and the other diametrical end is brought into contact with the protrusion 71 provided on the contact portion 43 of the contact probe 41B. Then, the diameter Da of the raceway groove G of the work W is obtained by comparing the measured value of the work W with the measured value (reference dimension) of the master gauge which has been measured in advance. This makes it possible to easily measure the dimensions of confined spaces that have been difficult to measure in the past, reducing the number of man-hours for measurement and shortening the takt time.

<第4構成例>
次に、接触式プローブの第4構成例を説明する。
図14は、第4構成例の接触式プローブ41Cの概略斜視図である。
本構成の接触式プローブ41Cは、プローブ軸部45Cと、複数の接触部43Eとを有する。プローブ軸部45Cは、複数の支持軸81A~81Eと、複数の支持軸81A~81Eを互いに異なる向きに支持する主軸83と、を備える。複数の支持軸81A~81Eの先端には、接触部43Eがそれぞれ支持されている。支持軸81A~81Eは、主軸83からの枝軸となって、主軸83の先端83aから放射状に伸びて設けられる。
<Fourth configuration example>
Next, a fourth configuration example of the contact probe will be described.
FIG. 14 is a schematic perspective view of a contact probe 41C of a fourth configuration example.
A contact probe 41C of this configuration has a probe shaft portion 45C and a plurality of contact portions 43E. The probe shaft portion 45C includes a plurality of support shafts 81A to 81E and a main shaft 83 that supports the plurality of support shafts 81A to 81E in different directions. A contact portion 43E is supported at the tip of each of the support shafts 81A to 81E. The support shafts 81A to 81E serve as branch shafts from the main shaft 83 and extend radially from the tip 83a of the main shaft 83. As shown in FIG.

主軸83の先端83aにはターミナル85が固定され、ターミナル85に5本の支持軸81A~81Eが互いに異なる向きに支持されている。支持軸81A~81Eは、ターミナル85を介して主軸83に接続する形態に限らず、主軸83に直接接続されていてもよい。 A terminal 85 is fixed to the tip 83a of the main shaft 83, and five support shafts 81A to 81E are supported by the terminal 85 in different directions. The support shafts 81A to 81E may be directly connected to the main shaft 83 instead of being connected to the main shaft 83 via the terminal 85. FIG.

支持軸81A~81Eは、互いに直交する3方向に沿って配置される。つまり、主軸83の先端83aを含み主軸83の長手方向に直交する面内で、第1支持軸81A及び第2支持軸81Bが、主軸83の先端を通る第1仮想直線L1に沿って互いに逆向きに主軸83に支持される。また、上記した面内で、第3支持軸81C及び第4支持軸81Dが、第1仮想直線L1に直交する第2仮想直線L2に沿って互いに逆向きに主軸83に支持される。そして、主軸83の先端83aに、第5支持軸81Eが、主軸83の長手方向に沿って反主軸側に支持される。 The support shafts 81A to 81E are arranged along three mutually orthogonal directions. That is, within a plane that includes the tip 83a of the main shaft 83 and is perpendicular to the longitudinal direction of the main shaft 83, the first support shaft 81A and the second support shaft 81B are arranged in opposite directions along the first imaginary straight line L1 that passes through the tip of the main shaft 83. oriented and supported by the main shaft 83 . In the above-described plane, the third support shaft 81C and the fourth support shaft 81D are supported by the main shaft 83 in opposite directions along a second imaginary straight line L2 perpendicular to the first imaginary straight line L1. A fifth support shaft 81E is supported by the distal end 83a of the main shaft 83 along the longitudinal direction of the main shaft 83 on the side opposite to the main shaft.

本構成の接触式プローブ41Cは、図1に示す座標測定装置100のプローブ支持部29に装着する際、支持軸81A,81B、支持軸81C,81D、支持軸81Eが、座標測定装置100のX方向、Y方向、Z方向に沿う向きに設定する。 When the contact probe 41C of this configuration is attached to the probe support portion 29 of the coordinate measuring apparatus 100 shown in FIG. direction, Y direction, and Z direction.

図15は、図14に示す接触式プローブ41CのA部の拡大図である。
第1支持軸81A(他の支持軸81B~81Eも同様)の先端には、接触部43Eが固定される。接触部43Eは、接触部本体61と、突起71とを有する。突起71は、第1支持軸81Aの反主軸側(図15の右側)の接触部本体61の外周面から、第1支持軸81Aの長手方向に沿って、径方向外側に突出している。第1支持軸81Aへの接触部本体61の取り付けと、接触部本体61への突起71の取り付けは、接触部本体61に形成された基端側の収容凹部に第1支持軸81Aの端部を挿入して接着し、突起71となる球体を先端側の接触部本体61の収容凹部に挿入して接着することで行っている。収容凹部は有底穴であってもよく、貫通していてもよい。
15 is an enlarged view of the A portion of the contact probe 41C shown in FIG. 14. FIG.
A contact portion 43E is fixed to the tip of the first support shaft 81A (same for the other support shafts 81B to 81E). The contact portion 43</b>E has a contact portion main body 61 and a projection 71 . The protrusion 71 protrudes radially outward along the longitudinal direction of the first support shaft 81A from the outer peripheral surface of the contact portion main body 61 on the opposite side of the first support shaft 81A (on the right side in FIG. 15). The attachment of the contact portion main body 61 to the first support shaft 81A and the attachment of the projection 71 to the contact portion main body 61 are performed by inserting the end portion of the first support shaft 81A into the accommodation recess formed on the contact portion main body 61 on the base end side. is inserted and adhered, and a spherical body that becomes the projection 71 is inserted into the housing recess of the contact portion main body 61 on the tip side and adhered. The accommodation recess may be a hole with a bottom, or may penetrate through the hole.

接触部本体61と突起71の各部の寸法や形状は、図7,図8に示す第1構成例の接触式プローブ41の場合と同様である。 The dimensions and shapes of each part of the contact portion main body 61 and the projection 71 are the same as in the case of the contact probe 41 of the first configuration example shown in FIGS.

図16は、図14に示す接触式プローブ41Cを用いてワークWを測定する様子を示す説明図である。
ここで示すワークWは、転がり軸受の内輪である。接触式プローブ41Cの第1支持軸81Aを、ワークWの軸方向と直交する方向から軌道溝Gに向けて接近させ、突起71を軌道溝G内に挿入する。そして、突起71を軌道溝Gの底部に接触させることでワークWの座標測定を行う。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing how the work W is measured using the contact probe 41C shown in FIG.
The workpiece W shown here is an inner ring of a rolling bearing. The first support shaft 81A of the contact probe 41C is brought closer to the raceway groove G in a direction perpendicular to the axial direction of the workpiece W, and the projection 71 is inserted into the raceway groove G. As shown in FIG. Then, the coordinates of the workpiece W are measured by bringing the projection 71 into contact with the bottom of the raceway groove G. As shown in FIG.

一般的な3次元測定機は、接触式プローブが互いに直交する3つの方向に移動可能な構造を有する。そして、ワークWの一度の測定では、ワークWを第1支持軸81Aの接触部43Eによる座標測定点X1、第2支持軸81Bの接触部43Eによる座標測定点X2、第3支持軸81Cの接触部43Eによる座標測定点Y1、第4支持軸81Dの接触部43Eによる座標測定点Y2、第5支持軸81Eの接触部43Eによる座標測定点Z1の合計5回測定する必要がある。 A typical three-dimensional measuring machine has a structure in which a contact probe can move in three mutually orthogonal directions. In one measurement of the work W, the work W is measured at the coordinate measurement point X1 by the contact portion 43E of the first support shaft 81A, the coordinate measurement point X2 by the contact portion 43E of the second support shaft 81B, and the contact of the third support shaft 81C. It is necessary to measure a coordinate measurement point Y1 by the portion 43E, a coordinate measurement point Y2 by the contact portion 43E of the fourth support shaft 81D, and a coordinate measurement point Z1 by the contact portion 43E of the fifth support shaft 81E five times in total.

本構成の接触式プローブ41Cによれば、上記した座標測定点ごとに専用のプローブ(第1支持軸81A~第5支持軸81E)が配置されため、プローブの先端は初期寸法を長期にわたって維持でき、接触式プローブの耐久性が向上する。これにより、経年劣化を抑制して常に高精度な測定が行える。 According to the contact-type probe 41C of this configuration, dedicated probes (the first support shaft 81A to the fifth support shaft 81E) are arranged for each of the coordinate measurement points described above, so that the initial dimensions of the tip of the probe can be maintained for a long period of time. , the durability of the contact probe is improved. As a result, deterioration over time is suppressed, and high-precision measurement can always be performed.

従来の3次元測定機に使用されているプローブ先端のサイズは、最小でφ0.3mmであるが、その場合の支持軸の径はφ0.2mm程度であり、支持軸の剛性が不足する。このため、例えばワークの溝の中央位置を探すことや、なぞることは不可能に近く、少しの衝撃や負荷があっても、支持軸が撓んでしまう。その結果、必要な精度が得られない場合がある。 The minimum size of the tip of the probe used in the conventional three-dimensional measuring machine is φ0.3 mm, but the diameter of the support shaft in that case is about φ0.2 mm, and the rigidity of the support shaft is insufficient. For this reason, it is almost impossible to search for the center position of the groove of the work or to trace it, and the support shaft will bend even if there is a slight impact or load. As a result, the required accuracy may not be obtained.

しかし、上記した本構成の接触式プローブ41A~41Cによれば、接触部本体の外周に突起を設け、この突起をワークに接触させることで、微小領域の測定を可能にする構成であるため、支持軸の径を極端に小さくする必要がなくなり、必要な剛性が得られ、測定精度を向上できる。 However, according to the contact probes 41A to 41C of the present configuration described above, a protrusion is provided on the outer periphery of the contact portion main body, and by bringing this protrusion into contact with the work, it is possible to measure a minute area. It is no longer necessary to make the diameter of the support shaft extremely small, the necessary rigidity is obtained, and the measurement accuracy can be improved.

本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it is also possible for those skilled in the art to combine each configuration of the embodiments with each other, modify and apply based on the description of the specification and well-known technology. It is intended by the invention and falls within the scope for which protection is sought.

例えば、上記実施形態では、それぞれ別体のプローブ軸部45と接触部本体61とを接合させたが、プローブ軸部45と接触部本体61を一体に形成してもよい。 For example, in the above embodiment, the probe shaft portion 45 and the contact portion main body 61 are joined separately, but the probe shaft portion 45 and the contact portion main body 61 may be integrally formed.

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
(1) プローブ軸部と、前記プローブ軸部に固定された接触部とを備える接触式プローブであって、
前記プローブ軸部は、前記接触部を先端に支持する少なくとも1本の支持軸を有し、
前記接触部は、
前記支持軸の長手方向に沿った断面形状が円形又は楕円形である接触部本体と、
前記接触部本体の外周に設けられ、径方向外側に突出する少なくとも1つの突起と、
を有し、
前記突起の先端における、前記支持軸の長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径は、前記接触部本体の外周縁における前記長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径よりも小さい、
接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、突起の先端の曲率半径を、接触部本体の外周縁の曲率半径よりも小さくすることで、測定対象となるワークにおける接触部本体では接触不可能な狭い部位に、突起先端を接触させることができる。また、接触部本体の断面形状が円形又は楕円形であることで、ワークとの干渉が生じにくくなり、測定可動範囲が広くなる。
例えば、ワークに形成された微小な溝内を測定する場合、接触部本体が溝内に入り込めなくても、接触部本体から突出する突起を溝内に挿入して、簡単にワークの測定が行える。
As described above, this specification discloses the following matters.
(1) A contact probe comprising a probe shaft and a contact portion fixed to the probe shaft,
The probe shaft portion has at least one support shaft that supports the contact portion at its tip,
The contact portion is
a contact portion main body having a circular or elliptical cross-sectional shape along the longitudinal direction of the support shaft;
at least one protrusion provided on the outer periphery of the contact portion main body and protruding radially outward;
has
The curvature radius of the cross-sectional shape including the longitudinal center line of the support shaft at the tip of the protrusion is smaller than the curvature radius of the cross-sectional shape including the longitudinal center line at the outer peripheral edge of the contact portion main body.
Contact probe.
According to the contact probe of this configuration, by making the radius of curvature of the tip of the projection smaller than the radius of curvature of the outer peripheral edge of the contact portion main body, a narrow portion of the workpiece to be measured that cannot be contacted by the contact portion main body can be brought into contact with the tip of the projection. Further, since the cross-sectional shape of the contact portion main body is circular or elliptical, interference with the workpiece is less likely to occur, and the measurement movable range is widened.
For example, when measuring inside a minute groove formed in a workpiece, even if the contact part body cannot fit into the groove, the workpiece can be easily measured by inserting the projection protruding from the contact part body into the groove. can do

(2) 前記突起は、球体で構成されている(1)に記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、突起を球体で構成することにより、微小な突起を低コストで形成できる。
(2) The contact probe according to (1), wherein the projection is a sphere.
According to the contact-type probe of this configuration, minute protrusions can be formed at low cost by forming the protrusions from spherical bodies.

(3) 前記接触部本体は、前記球体が挿入可能な収容凹部が形成され、
前記球体は、前記収容凹部に前記球体の半分を挿入して接着されている(2)に記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、収容凹部に球体の半分が挿入され、球体の残りの半分が接触部本体から径方向外側に突出して突起となる。球体の収容凹部に挿入された側では、球の最大周長の赤道が収容凹部に接着されるため、球体を高い接着力で接触部本体に固定できる。
(3) the contact portion main body is formed with a housing recess into which the ball can be inserted;
The contact probe according to (2), wherein the spherical body is adhered by inserting half of the spherical body into the housing recess.
According to the contact probe of this configuration, half of the sphere is inserted into the housing recess, and the other half of the sphere protrudes radially outward from the main body of the contact portion to serve as a projection. On the side where the sphere is inserted into the housing recess, the equator of the maximum perimeter of the sphere is adhered to the housing recess, so the sphere can be fixed to the contact portion main body with high adhesive strength.

(4) 前記接触部本体は、外周面が球形状である(1)~(3)のいずれか1つに記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、接触部本体が微小サイズであっても高い寸法精度で製造でき、突起を設ける場合にも加工が容易となる。
(4) The contact probe according to any one of (1) to (3), wherein the contact portion main body has a spherical outer peripheral surface.
According to the contact-type probe having this configuration, even if the main body of the contact portion has a very small size, it can be manufactured with high dimensional accuracy, and processing becomes easy even when the projection is provided.

(5) 前記突起は、前記接触部本体の外周の複数個所に、前記プローブ軸部の長手軸を中心に周方向に関して等間隔で配置されている(1)~(4)のいずれか1つに記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、例えば突起が2つの場合には、接触式プローブを一軸移動してリング状ワークの直径方向の2箇所を測定できる。突起が4つの場合では、接触式プローブを4方向に移動することで、リング状ワークの異なる4箇所を測定できる。
(5) Any one of (1) to (4), wherein the protrusions are arranged at a plurality of locations on the outer periphery of the contact portion main body at equal intervals in the circumferential direction around the longitudinal axis of the probe shaft portion. The contact probe described in .
According to the contact-type probe having this configuration, for example, when there are two projections, the contact-type probe can be moved uniaxially to measure two points in the diameter direction of the ring-shaped workpiece. When there are four protrusions, four different points on the ring-shaped workpiece can be measured by moving the contact probe in four directions.

(6) 前記接触部本体の前記プローブ軸部側の反対側に、前記プローブ軸部の長手方向に突出する突起が更に配置されている(5)に記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、接触式プローブをプローブ軸部の長手方向に移動させてワークに突き当てて、座標測定することが可能となり、測定自由度が向上する。
(6) The contact probe according to (5), further including a projection protruding in the longitudinal direction of the probe shaft on the opposite side of the probe shaft of the contact portion main body.
According to the contact-type probe having this configuration, the contact-type probe can be moved in the longitudinal direction of the probe shaft portion and brought into contact with the workpiece for coordinate measurement, thereby improving the degree of freedom in measurement.

(7) 前記プローブ軸部は、
複数の前記支持軸と、
一端部で複数の前記支持軸を互いに異なる向きに支持する主軸と、
を備える(1)~(4)のいずれか1つに記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、複数の支持軸を互いに異なる向きで主軸に支持させることで、接触部の突起を測定対象となるワークへ接触させる移動方向の自由度を向上できる。また、ワークに接触させる突起が、主軸から離れた支持軸の先端に配置されるため、ワーク表面の狭い領域に突起を接触させやすくなり、測定対象を拡大できる。
(7) The probe shaft is
a plurality of the support shafts;
a main shaft supporting the plurality of support shafts in different directions at one end;
The contact probe according to any one of (1) to (4).
According to the contact-type probe having this configuration, by supporting the plurality of support shafts on the main shaft in different directions, it is possible to improve the degree of freedom in the movement direction in which the projection of the contact portion contacts the workpiece to be measured. In addition, since the protrusions that come into contact with the work are arranged at the distal end of the support shaft away from the main shaft, the protrusions can be easily brought into contact with narrow areas on the surface of the work, and the measurement target can be expanded.

(8) 複数の前記支持軸は、
前記主軸の先端を含み前記主軸の長手方向に直交する面内で、前記主軸の一先端を通る第1の直線に沿って互いに逆向きに前記主軸に支持された第1支持軸及び第2支持軸と、
前記面内で前記第1の直線に直交する第2の直線に沿って互いに逆向きに前記主軸に支持された第3支持軸及び第4支持軸と、
前記主軸の先端に、前記主軸の長手方向に沿って反主軸側に支持された第5支持軸と、
を有する(7)に記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、互いに逆向きに配置される第1支持軸及び第2支持軸と、これらと直交して、互いに逆向きに配置される第3支持軸及び第4支持軸と、第1支持軸~第4支持軸に直交する第5支持軸と、によって、互いに直交するX軸、Y軸、Z軸に沿ったワークの測定が、それぞれに対応する支持軸の接触部で個別に行える。このため、各支持軸の耐久性が高められ、より高精度な測定が可能となる。
(8) The plurality of support shafts are
A first support shaft and a second support supported by the main shaft in opposite directions along a first straight line passing through one end of the main shaft in a plane that includes the tip of the main shaft and is perpendicular to the longitudinal direction of the main shaft. an axis;
a third support shaft and a fourth support shaft supported by the main shaft in opposite directions along a second straight line orthogonal to the first straight line in the plane;
a fifth support shaft supported on the tip of the main shaft along the longitudinal direction of the main shaft on the side opposite to the main shaft;
The contact probe according to (7).
According to the contact probe of this configuration, the first support shaft and the second support shaft are arranged in opposite directions, and the third support shaft and the fourth support shaft are arranged in opposite directions perpendicular to the first support shaft and the second support shaft. and a fifth support shaft orthogonal to the first to fourth support shafts, so that measurement of the workpiece along the mutually orthogonal X-, Y-, and Z-axes can be performed at the contact portions of the corresponding support shafts. can be done individually. As a result, the durability of each support shaft is enhanced, enabling more accurate measurement.

(9) 前記突起は、前記支持軸の反主軸側に配置されている(8)に記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、支持軸の軸方向に沿って突起をワークに接触させるため、支持軸の撓みを抑えられ、測定精度を向上できる。
(9) The contact probe according to (8), wherein the protrusion is arranged on the side opposite to the main shaft of the support shaft.
According to the contact-type probe having this configuration, since the projection is brought into contact with the workpiece along the axial direction of the support shaft, the support shaft can be restrained from bending, and the measurement accuracy can be improved.

(10) 前記突起は、ルビー、サファイア、ダイヤモンド、セラミック、超硬合金からなる群から選ばれる1種を含む、(1)~(9)のいずれか1つに記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、硬度の高い材料を用いることで、ワークとの接触による傷付きを防止できる。また、レーザによって高精度に加工でき、しかも、他の機械加工方法と比較してサイズの制約を受けにくい。よって、微小サイズの球体であっても容易に加工できる。
(10) The contact probe according to any one of (1) to (9), wherein the protrusion includes one selected from the group consisting of ruby, sapphire, diamond, ceramic, and cemented carbide.
According to the contact-type probe having this configuration, by using a material with high hardness, it is possible to prevent damage due to contact with the workpiece. In addition, laser processing can be performed with high accuracy, and the size is less restricted than other machining methods. Therefore, even micro-sized spheres can be easily processed.

(11) 前記接触部本体と前記突起とは同じ材料で構成される(10)に記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、接触部本体と突起との熱膨張係数、弾性係数が同じであるため、熱膨張や測定圧力による寸法変化が等しく、寸法安定性が良くなる。
(11) The contact probe according to (10), wherein the contact portion main body and the projection are made of the same material.
According to the contact probe of this configuration, since the contact portion main body and the protrusion have the same thermal expansion coefficient and elastic coefficient, the dimensional changes due to thermal expansion and measurement pressure are the same, and the dimensional stability is improved.

(12) 前記突起の先端の曲率半径は、0.05~0.15mmである(1)~(11)のいずれか1つに記載の接触式プローブ。
この構成の接触式プローブによれば、接触部が入り込めない微小な凹部等の部位にも、
曲率半径の小さい突起とすることで挿入可能となり、座標測定の適用範囲を拡大できる。
(12) The contact probe according to any one of (1) to (11), wherein the tip of the projection has a radius of curvature of 0.05 to 0.15 mm.
According to the contact-type probe of this configuration, even in a minute concave part where the contact part cannot enter,
A protrusion with a small radius of curvature can be inserted, and the range of application of coordinate measurement can be expanded.

(13) (1)~(12)のいずれか1つに記載の接触式プローブと、
前記接触式プローブを支持するプローブ支持部と、を備え、
前記接触式プローブの前記接触部に設けた前記突起をワークに接触させつつ相対走査するとともに、前記接触式プローブの位置を計測することで前記ワークの座標を測定する座標測定装置。
この構成の座標測定装置によれば、ワークに形成された狭隘部の内部に接触部の突起を接触させることで、狭隘部であっても形状を高精度に測定することができる。また、プローブ支持部に本構成の接触式プローブを装着することにより、既存の測定装置であっても、これまで測定が困難であった狭隘部の位置測定が可能になる。
(13) the contact probe according to any one of (1) to (12);
and a probe support that supports the contact probe,
A coordinate measuring apparatus for measuring the coordinates of the work by relatively scanning the work while the protrusion provided on the contact portion of the contact probe is in contact with the work and measuring the position of the contact probe.
According to the coordinate measuring apparatus having this configuration, the shape of even the narrow portion can be measured with high accuracy by bringing the protrusion of the contact portion into contact with the inside of the narrow portion formed in the work. Further, by mounting the contact-type probe of this configuration on the probe supporting portion, it becomes possible to measure the position of a narrow space, which has been difficult to measure even with an existing measuring device.

29 プローブ支持部
41,41A,41B,41C 接触式プローブ
43,43A,43B,43C,43D,43E 接触部
45 プローブ軸部(支持軸)
61 接触部本体
65 収容凹部
71,71A,71B,71C,71D,71E、71F 突起
73 球体
75 電気マイクロメータ
77 ダイヤルゲージ
81A 第1支持軸(支持軸)
81B 第2支持軸(支持軸)
81C 第3支持軸(支持軸)
81D 第4支持軸(支持軸)
81E 第5支持軸(支持軸)
83 主軸
100 座標測定装置
rs 突起の曲率半径
rb 接触部本体の曲率半径
W ワーク
29 probe support part 41, 41A, 41B, 41C contact probe 43, 43A, 43B, 43C, 43D, 43E contact part 45 probe shaft part (support shaft)
61 contact portion main body 65 accommodation recess 71, 71A, 71B, 71C, 71D, 71E, 71F protrusion 73 sphere 75 electric micrometer 77 dial gauge 81A first support shaft (support shaft)
81B Second support shaft (support shaft)
81C third support shaft (support shaft)
81D Fourth support shaft (support shaft)
81E fifth support shaft (support shaft)
83 Spindle 100 Coordinate measuring device rs Curvature radius of projection rb Curvature radius of contact portion main body W Work

Claims (15)

プローブ軸部と、前記プローブ軸部に固定された接触部とを備える接触式プローブであって、
前記プローブ軸部は、前記接触部を先端に支持する少なくとも1本の支持軸を有し、
前記接触部は、
前記支持軸の長手方向に沿った断面形状が円形又は楕円形である接触部本体と、
前記接触部本体の外周に設けられ、径方向外側に突出する少なくとも1つの突起と、
を有し、
前記突起は、球体で構成され、
前記突起の先端における、前記支持軸の長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径は、前記接触部本体の外周縁における前記長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径よりも小さ
前記接触部本体は、前記球体が挿入可能な収容凹部が形成され、
前記球体は、前記収容凹部に前記球体の半分を挿入して接着されている、
接触式プローブ。
A contact probe comprising a probe shaft and a contact portion fixed to the probe shaft,
The probe shaft portion has at least one support shaft that supports the contact portion at its tip,
The contact portion is
a contact portion main body having a circular or elliptical cross-sectional shape along the longitudinal direction of the support shaft;
at least one protrusion provided on the outer periphery of the contact portion main body and protruding radially outward;
has
The projection is composed of a sphere,
The radius of curvature of the cross-sectional shape including the longitudinal center line of the support shaft at the distal end of the projection is smaller than the radius of curvature of the cross-sectional shape including the longitudinal center line at the outer peripheral edge of the contact portion main body,
The contact portion main body is formed with a housing recess into which the ball can be inserted,
said sphere is glued by inserting half of said sphere into said receiving recess;
Contact probe.
前記突起は、前記接触部本体の外周の複数個所に、前記プローブ軸部の長手軸を中心に周方向に関して等間隔で配置されている請求項に記載の接触式プローブ。 2. The contact probe according to claim 1 , wherein the projections are arranged at a plurality of locations on the outer periphery of the contact portion main body at equal intervals in the circumferential direction around the longitudinal axis of the probe shaft portion. 前記接触部本体の前記プローブ軸部側の反対側に、前記プローブ軸部の長手方向に突出する突起が更に配置されている請求項に記載の接触式プローブ。 3. The contact probe according to claim 2 , further comprising a projection projecting in the longitudinal direction of said probe shaft on the opposite side of said contact portion main body from said probe shaft. プローブ軸部と、前記プローブ軸部に固定された接触部とを備える接触式プローブであって、
前記プローブ軸部は、前記接触部を先端に支持する少なくとも1本の支持軸を有し、
前記接触部は、
前記支持軸の長手方向に沿った断面形状が円形又は楕円形である接触部本体と、
前記接触部本体の外周に設けられ、径方向外側に突出する少なくとも1つの突起と、
を有し、
前記突起の先端における、前記支持軸の長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径は、前記接触部本体の外周縁における前記長手方向中心線を含む断面形状の曲率半径よりも小さ
前記突起は、前記接触部本体の外周の複数個所に、前記プローブ軸部の長手軸を中心に周方向に関して等間隔で配置されている、
接触式プローブ。
A contact probe comprising a probe shaft and a contact portion fixed to the probe shaft,
The probe shaft portion has at least one support shaft that supports the contact portion at its tip,
The contact portion is
a contact portion main body having a circular or elliptical cross-sectional shape along the longitudinal direction of the support shaft;
at least one protrusion provided on the outer periphery of the contact portion main body and protruding radially outward;
has
The radius of curvature of the cross-sectional shape including the longitudinal center line of the support shaft at the distal end of the projection is smaller than the radius of curvature of the cross-sectional shape including the longitudinal center line at the outer peripheral edge of the contact portion main body,
The protrusions are arranged at a plurality of locations on the outer periphery of the contact portion main body at equal intervals in the circumferential direction centering on the longitudinal axis of the probe shaft portion.
Contact probe.
前記接触部本体の前記プローブ軸部側の反対側に、前記プローブ軸部の長手方向に突出する突起が更に配置されている請求項に記載の接触式プローブ。 5. The contact probe according to claim 4 , further comprising a projection projecting in the longitudinal direction of said probe shaft on the opposite side of said contact portion main body from said probe shaft. 前記突起は、球体で構成されている請求項4又は5に記載の接触式プローブ。 6. The contact probe according to claim 4 , wherein said projection is a sphere. 前記接触部本体は、外周面が球形状である請求項1~のいずれか1項に記載の接触式プローブ。 The contact probe according to any one of claims 1 to 6 , wherein the contact portion main body has a spherical outer peripheral surface. 前記プローブ軸部は、
複数の前記支持軸と、
一端部で複数の前記支持軸を互いに異なる向きに支持する主軸と、
を備える請求項1項に記載の接触式プローブ。
The probe shaft is
a plurality of the support shafts;
a main shaft supporting the plurality of support shafts in different directions at one end;
The contact probe according to claim 1, comprising:
前記接触部本体は、外周面が球形状である請求項8に記載の接触式プローブ。 9. The contact probe according to claim 8, wherein the contact portion main body has a spherical outer peripheral surface. 複数の前記支持軸は、
前記主軸の先端を含み前記主軸の長手方向に直交する面内で、前記主軸の一先端を通る第1の直線に沿って互いに逆向きに前記主軸に支持された第1支持軸及び第2支持軸と、
前記面内で前記第1の直線に直交する第2の直線に沿って互いに逆向きに前記主軸に支持された第3支持軸及び第4支持軸と、
前記主軸の先端に、前記主軸の長手方向に沿って反主軸側に支持された第5支持軸と、を有する請求項8又は9に記載の接触式プローブ。
The plurality of support shafts are
A first support shaft and a second support supported by the main shaft in opposite directions along a first straight line passing through one end of the main shaft in a plane that includes the tip of the main shaft and is perpendicular to the longitudinal direction of the main shaft. an axis;
a third support shaft and a fourth support shaft supported by the main shaft in opposite directions along a second straight line orthogonal to the first straight line in the plane;
10. The contact probe according to claim 8 , further comprising a fifth support shaft supported on the opposite side of the main shaft along the longitudinal direction of the main shaft at the tip of the main shaft.
前記突起は、前記支持軸の反主軸側に配置されている請求項10に記載の接触式プローブ。 11. The contact probe according to claim 10 , wherein the protrusion is arranged on the side opposite to the main shaft of the support shaft. 前記突起は、ルビー、サファイア、ダイヤモンド、セラミック、超硬合金からなる群から選ばれる1種を含む請求項1~11のいずれか1項に記載の接触式プローブ。 The contact probe according to any one of claims 1 to 11 , wherein the protrusion includes one selected from the group consisting of ruby, sapphire, diamond, ceramic, and cemented carbide. 前記接触部本体と前記突起とは同じ材料で構成される請求項12に記載の接触式プローブ。 13. The contact probe according to claim 12 , wherein the contact portion main body and the projection are made of the same material. 前記突起の先端の曲率半径は、0.05~0.15mmである請求項1~13のいずれか1項に記載の接触式プローブ。 The contact probe according to any one of claims 1 to 13 , wherein the tip of the projection has a radius of curvature of 0.05 to 0.15 mm. 請求項1~14のいずれか1項に記載の接触式プローブと、
前記接触式プローブを支持するプローブ支持部と、を備え、
前記接触式プローブの前記接触部に設けた前記突起をワークに接触させつつ相対走査するとともに、前記接触式プローブの位置を計測することで前記ワークの座標を測定する座標測定装置。
A contact probe according to any one of claims 1 to 14 ;
and a probe support that supports the contact probe,
A coordinate measuring apparatus for measuring the coordinates of the work by relatively scanning the work while the protrusion provided on the contact portion of the contact probe is in contact with the work and measuring the position of the contact probe.
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