JPH044169Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、測定機の送り装置に係り、特に自動
送りと手動送りとを選択的に切り換えられるよう
にした送り装置に関する。

〔背景技術とその問題点〕

一般に、被測定物の表面に測定子を接触させな
がら各種測定を行う測定機としては、三次元測定
機、形状測定機あるいは表面粗さ計などが知られ
ている。

そこで、一例として三次元測定機について説明
する。これは、第４図に示される如く、被測定物
Ｗが載置されるベツド１０１の両側にそれぞれ支
柱１０２を介して支持桁１０３が前後方向へ向か
つて設けられ、この両側の支持桁１０３間に横桁
１０４が前後方向（Ｙ方向）へ、この横桁１０４
に対してスライダ１０５が左右方向（Ｘ方向）
へ、さらにそのスライダ１０５に対して下端に前
記被測定物Ｗに接するプローブ１０６を有するプ
ローブ軸１０７が上下方向（Ｚ方向）へ、それぞ
れ移動自在に設けられている。より具体的には、
固定側に設けられた送り溝を有する駆動軸（ボー
ルねじ軸）に可動側（ナツト）が噛み合わされ、
駆動軸の回転が制御装置１０８からの指令に従つ
て自動的に制御されることにより、プローブ１０
６がＸ，Ｙ，Ｚ方向へ自動的に移動され、このプ
ローブ１０６の位置が自動的に表示されるように
なつている。

従つて、同一の形状の被測定物を繰り返し測定
する場合には、その測定手順に従つてプローブ１
０６のＸ，Ｙ，Ｚ方向への移動軌跡を制御装置１
０８に記憶させておけば、測定を極めて容易にか
つ迅速に行うことができる。しかし、単一的な物
や、自動送りではプローブを正確に送りにくい形
状の物、あるいは自動送りしにくい形状を含む物
の場合には、むしろ手動送りの方が便利な場合が
ある。また、測定精度が1/1000mm程度であること
や移動速度条件から手動の方が正確かつ迅速に測
定できる場合があるため、自動送りと手動送りと
に選択的に切り換えられる、いわゆる微粗動装置
が必要とされる。

従来の微粗動装置としては、送りねじ軸に対し
て半割りナツトを係脱させる構造のもの、あるい
は実開昭58−32412号公報に記載されているよう
に、一山のねじ溝係合鍔を有する一対の鍔付ロー
ラを送りねじ軸の両側から係脱させる構造のも
の、などが知られている。

後者は、前者の欠点、つまりおねじとめねじと
の係合によりバツクラツシユが生じる問題、送り
ねじ軸の振れによる影響がある点などを解消した
ものであるが、これにしても一対の鍔付ローラと
ねじ軸との係合を切り離し、可動側を手動で任意
に位置まで移動させた後、再度鍔付ローラをねじ
軸に係合させようとしても、鍔付ローラの係合鍔
がねじ山に対応する位置では鍔付ローラをねじ軸
に正確に係合させることができない問題があつ
た。

また、両者のいずれもがねじ軸を用いているた
め、長尺になる程全長に亘つて高精度に仕上げる
ことが難しく、コストが高くなる欠点があつた。

〔考案の目的〕

本考案の目的は、従来の鍔付ローラ型送り装置
の長所を生かしつつ、その欠点を解消する測定機
の送り装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕 一般に、測定機は、操作性の観点から低駆動力
とされている。また、測定子の移動変位量を検出
し、この変位量と指令値との差によつて測定子の
移動を制御する、いわゆる位置フイードバツク機
能を備えた測定機では、送り機構自体の送り精度
をさほど必要としない。

本考案は、このような測定機固有の条件に着目
し、いわゆる位置フイードバツク機能を備えた測
定機の送り装置において、固定側部材に設けられ
る駆動軸を丸棒状とし、この駆動軸の外周面に可
動側部材に設けられたローラを、駆動軸の軸線に
対して所定の捩じり角度で傾斜して圧接させる構
成としたものである。

具体的には、固定側部材に可動側部材を介して
移動可能に設けられた測定子と、この測定子の移
動変位量を検出する変位検出器と、この変位検出
器からの移動変位量と指令値との差を駆動指令と
して出力する制御装置とを含み、測定子の移動変
位量から被測定物の寸法などを求める測定機にお
いて、前記固定側部材に丸棒状の駆動軸を可動側
部材の移動方向に沿つて回転自在に支持するとと
もに、この駆動軸に前記制御装置からの駆動指令
に基づき駆動されるモータを連結し、前記可動側
部材に、前記駆動軸を挟む少なくとも一対の支持
部材を駆動軸の軸線に対して略直角方向へ回動自
在に取り付け、この各支持部材にローラを回転自
在かつ駆動軸の軸線に対して所定の捩じり角度で
傾斜して取り付け、さらに、前記一対の支持部材
を駆動軸へ向かつて付勢し前記ローラを駆動軸の
外周面に圧接させる圧接手段と、この圧接手段に
抗して前記ローラを駆動軸から離反させる解除手
段とをそれぞれ設けた、ことを特徴とする。

そこで、本考案の送り装置の原理を第１図につ
いて述べる。

固定側部材１に可動側部材２の移動方向に沿つ
て丸軸状の駆動軸３を回転自在に支持し、この駆
動軸３の外周面に、可動側部材２に一対の支持部
材４Ａ，４Ｂを介して設けられたローラ５Ａ，５
Ｂを駆動軸３の軸線に対して所定の捩じり角度で
圧接させる。この状態において、駆動軸３を回転
させると、その駆動軸３の外周面に圧接した各ロ
ーラ５Ａ，５Ｂは回転しながら駆動軸３の軸方向
へ移動することになるので、これにより可動側部
材２が移動される。

いま、駆動軸３の直径をｄ、駆動軸３の軸線に
対する各ローラ５Ａ，５Ｂの回転軸線の捩じり角
度をαとし、駆動軸３を矢印方向へ１回転させる
と、可動側部材２の移動量ｘは、 ｘ＝πd・tanα で与えられる。従つて、駆動軸３の直径ｄおよび
捩じり角度αを選択すれば、駆動軸３の１回転当
たりの可動側部材２の移動量を任意に設定するこ
とができる。

このような丸棒状の駆動軸の外周面に一対のロ
ーラを圧接させる、いわゆる摩擦駆動方式の場
合、駆動力が小さく、かつローラにすべりが生じ
ることが考えられる問題である。本考案では、こ
の摩擦駆動方式を負荷が小さい測定機に応用する
ことにより前者の問題を解消する一方、変位検出
器からのフイードバツクデータと指令値との差で
駆動軸を回転させる方式とすることにより後者の
問題をも解消したものである。

〔実施例〕

以下、本考案の一実施例を第２図および第３図
に基づいて説明する。

本実施例では、前者第４図における固定側部材
としての横桁１０４と可動側部材としてのスライ
ダ１０５との間に介装される送り装置について説
明する。横桁１０４には、スライダ１０５の移動
方向に沿つて配設される丸棒状の駆動軸１１の両
端（第２図では一端側のみを表し、他端側は省略
してある。）が回転自在に支持されているととも
に、その駆動軸１１と平行に計測用スケール１２
が取り付けられている。駆動軸１１の一端突出部
には、前記制御装置１０８からの駆動指令によつ
て回転するモータ１３が連結されている。制御装
置１０８は、前記計測用スケール１２に対向しな
がらスライダ１０５とともに移動する検出ヘツド
１４からの信号、つまりスライダ１０５の移動変
位量と指令値との差を駆動指令としてモータ１３
に与える。ここにおいて、計測用スケール１２と
検出ヘツド１４とからの変位検出器１５が構成さ
れている。

一方、前記横桁１０４に対して移動可能に設け
られたスライダ１０５には、その一端側にブラケ
ツト２１が固定されている。ブラケツト２１に
は、取付部材２０を介して前記検出ヘツド１４が
取り付けられているとともに、前後面側つまり前
記駆動軸１１の両側に対応する面には一対の支持
枠２２Ａ、２２Ｂが互いに反対方向へやや傾斜し
た状態に取り付けられている。各支持枠２２Ａ、
２２Ｂには、下端中間部に切欠部２３Ａ、２３Ｂ
が形成されているとともに、その切欠部２３Ａ、
２３Ｂの両側壁間に切欠部２３Ａ、２３Ｂを通る
軸２４Ａ，２４Ｂが挿通されている。各軸２４
Ａ，２４Ｂには、前記駆動軸１１を挟む一対の支
持アーム２５Ａ，２５Ｂの上部が駆動軸１１の軸
線に対して略直角方向へ回動自在に取り付けられ
ているとともに、各支持アーム２５Ａ，２５Ｂと
各支持枠２２Ａ，２２Ｂとの間にスラストベアリ
ング２６が介装されている。ここにおいて、支持
アーム２５Ａ，２５Ｂと支持枠２２Ａ，２２Ｂと
から支持部材が構成されている。

前記各支持アーム２５Ａ，２５Ｂの下部には切
欠部３１Ａ、３１Ｂがそれぞれ形成されていると
ともに、この切欠部３１Ａ、３１Ｂの両側壁間に
は切欠部３１Ａ、３１Ｂを通る軸３２Ａ，３２Ｂ
が前記軸２４Ａ，２４Ｂと略平行に挿通されてい
る。各軸３２Ａ，３２Ｂには、各ローラ３３Ａ，
３３Ｂが回転自在に取り付けられているととも
に、各ローラ３３Ａ，３３Ｂと支持アーム２５
Ａ，２５Ｂとの間にはスラストベアリング３４が
介装されている。各ローラ３３Ａ，３３Ｂの回転
軸線、つまり軸３２Ａ，３２Ｂは、前記駆動軸１
１の軸線に対して互いに逆方向へ所定の捩じり角
度で傾斜されている。また、この捩じり角度は、
前記各支持枠２２Ａ，２２Ｂに設けられた角度調
整装置３５によつて可変できるようになつてい
る。

角度調整装置３５は、各支持枠２２Ａ，２２Ｂ
に軸２４Ａ，２４Ｂと平行に設けられたスリツト
３６と、このスリツト３６と直角に螺合されスリ
ツト３６で分割された下方の部分を下方へ押圧す
る調整ねじ３７とから構成されている。調整ねじ
３７によつてスリツト３６で分割された下方の部
分を押圧すると、駆動軸１１の軸線に対する支持
アーム２５Ａ，２５Ｂの傾斜角度が変化するの
で、駆動軸１１の軸線に対するローラ３３Ａ，３
３Ｂの捩じり角度も変化される。

また、前記両支持アーム２５Ａ，２５Ｂ間に
は、その両支持アーム２５Ａ，２５Ｂを駆動軸１
１に向かつて互いに内方へ付勢し前記ローラ３３
Ａ，３３Ｂを駆動軸１１の外周面に対して一定の
押圧力で圧接させる圧接手段４１と、逆に両支持
アーム２５Ａ，２５Ｂを互いに外方へ回動し前記
各ローラ３３Ａ，３３Ｂを前記駆動軸１１の外周
面から離反させる解除手段５１とがそれぞれ設け
られている。

前記圧接手段４１は、前記各支持アーム２５
Ａ，２５Ｂの他端面側にそれぞれ螺合されたばね
係止ボルト４２Ａ，４２Ｂと、この両係止ボルト
４２Ａ，４２Ｂ間に張設されたばね４３とから構
成されている。また、前記解除手段５１は、他方
の支持アーム２５Ｂに固定された当接板５２と、
前記一方の支持アーム２５Ａにブラケツト５３を
介して取り付けられかつピストンロツドの先端が
前記当接板５２に当接するように配置されたシリ
ンダ５４とから構成されている。また、シリンダ
５４の作動により両支持アーム２５Ａ，２５Ｂが
軸２４Ａ，２４Ｂと支軸としてそれぞれ外方へ回
動した際、その各支持アーム２５Ａ，２５Ｂの回
動角度を規制する調節ねじ５５Ａ，５５Ｂが前記
切欠部２３Ａ，２３Ｂの内底面に螺合されてい
る。

次に、本実施例の作用を説明する。

自動送りの場合には、第３図の状態、つまり両
ローラ３３Ａ，３３Ｂがばね４３の作用によつて
駆動軸１１の外周面に圧接されている状態とす
る。この状態において、モータ１３が回転する
と、駆動軸１１が回転される。すると、駆動軸１
１の外周面に圧接されている両ローラ３３Ａ，３
３Ｂが回転する。この際、両ローラ３３Ａ，３３
Ｂの回転軸線は駆動軸１１の軸線に対して所定の
捩じり角度で傾斜しているので、両ローラ３３
Ａ，３３Ｂは回転しながら駆動軸１１の軸線方向
へ移動することになる。これにより、スライダ１
０５は駆動軸１１の軸方向へ移動される。

スライダ１０５が移動すると、そのスライダ１
０５の移動移動量が変位検出器１５によつて検出
された後、制御装置１０８へ与えられる。する
と、制御装置１０８は、変位検出器１５から与え
られる移動量と指令値との差を駆動指令としてモ
ータ１３へ与える。このようにして、スライダ１
０５は、指令値だけ移動された後、停止される。
よつて、駆動軸１１に対して両ローラ３３Ａ，３
３Ｂがすべりを生じたとしても、スライダ１０５
を正確に指令位置まで送ることができる。

一方、手動送りの場合には、シリンダ５４を作
動させる。すると、シリンダ５４のピストンロツ
ドが当接板５２を第３図中右方へ押すので、両支
持アーム２５Ａ，２５Ｂが同時に、もしくは、い
ずれか一方の支持アーム２５Ａ，２５Ｂが軸２４
Ａ，２４Ｂを支軸として外方へ回動し調節ねじ５
５Ａ，５５Ｂに当たつた後、他方の支持アーム２
５Ｂ，２５Ａが軸２４Ｂ，２４Ａを支軸として外
方へ回動し調節ねじ５５Ｂ，５５Ａに当たる。こ
れにより、駆動軸１１の外周面に対して両ローラ
３３Ａ，３３Ｂが離反するので、スライダ１０５
を横桁１０４に対して手動で任意の位置へ移動さ
せることができる。

スライダ１０５を手動で任意の位置へ移動させ
た後、再び自動送りさせる場合には、シリンダ５
４を切り換えてピストンロツドを後退させる。す
ると、両支持アーム２５Ａ，２５Ｂは、ばね４３
の作用により軸２４Ａ，２４Ｂを支軸として互い
に内方へ回動するので、両ローラ３３Ａ，３３Ｂ
は駆動軸１１の外周面に圧接される。従つて、従
来のようにねじ軸と半割りナツトまたは鍔付ロー
ラとの係合でないので、任意の位置で手動送りか
ら自動送りへ切り換えることができる。

従つて、本実施例によれば、丸棒状の駆動軸１
１の外周面に対して一対のローラ３３Ａ，３３Ｂ
を圧接、離反させる構成のため、従来のねじ軸と
半割りナツトまたは鍔付ローラとによる構成のよ
うに、スライダ１０５の位置によつて両者を係合
させることができないという問題もなく、任意の
位置で手動送りから自動送りへ切り換えることが
できる。しかも、駆動軸１１は単に丸棒状でよい
ので、加工が楽で、かつ安価である。

また、自動送りにあつては、駆動力が小さく、
かつ駆動軸１１に対するローラ３３Ａ，３３Ｂの
すべりの問題も考えられるが、一般に測定機では
負荷が小さく、かつ変位検出器１５のデータをフ
イードバツクしている構成のため、送り精度の問
題もない。

また、駆動軸１１の軸線に対するローラ３３
Ａ，３３Ｂの捩じり角度を角度調整装置３５によ
つて可変できるようにしたので、駆動軸１１の１
回転当たりのスライダ１０５の移動量を可変でき
る。

このほか、従来の鍔付ローラ型送り装置の長
所、つまり摩耗が生じてもバツクラツシユが生じ
ることがなく、さらに駆動軸１１に振れがあつて
も、それによる振動が本体へ伝達されないので測
定精度に影響を与えることがない、という長所を
全て維持させることができる。

なお、上記実施例において、変位検出器１５を
構成する計測用スケール１２および検出ヘツド１
４の方式としては、光学式、静電容量式、磁気式
など周知の方式を用いることができる。

また、角度調整装置３５において、調整ねじ３
７に代えて、マイクロメータヘツドを用いれば、
調整量が目読できるので、微調整できる利点があ
る。このほか、シリンダなどを利用してもよい。

また、圧接手段４１および解除手段５１につい
ても、上記実施例のものに限られるものではな
く、例えば解除手段５１は偏心カムを用いた構造
でもよい。

また、ローラについては、２対以上でもよく、
さらに駆動軸１１の周囲に３個以上のローラを等
角度毎に配置した構成でもよい。

なお、以上の説明では三次元測定機の横桁１０
４とスライダ１０５との間の送り装置について述
べたが、本考案は三次元測定機以外に形状測定機
や表面粗さ計など各種測定機の送り装置について
利用することができる。

〔考案の効果〕

以上の通り、本考案によれば、可動側部材が任
意の位置で手動送りから自動送りへ切り換えるこ
とができる上、送り精度の問題もなく、しかも安
価な測定機の送り装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の原理を示す図、第２図は本考
案の一実施例を示す一部を切欠いた正面図、第３
図はその一部を切欠いた側面図、第４図は三次元
測定機を示す斜視図である。 １１……駆動軸、１３……モータ、１５……変
位検出器、２２Ａ，２２Ｂ……支持枠、２５Ａ，
２５Ｂ……支持アーム、３３Ａ，３３Ｂ……ロー
ラ、３５……角度調整装置、４１……圧接手段、
５１……解除手段、１０４……固定側部材として
の横桁、１０５……可動側部材としてのスライ
ダ、１０６……測定子としてのプローブ、１０８
……制御装置。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 固定側部材に可動側部材を介して移動可能に
   設けられた測定子と、この測定子の移動変位量
   を検出する変位検出器と、この変位検出器から
   の移動変位量と指令値との差を駆動指令として
   出力する制御装置とを含み、測定子の移動変位
   量から被測定物の寸法などを求める測定機にお
   いて、 前記固定側部材に丸棒状の駆動軸を可動側部
   材の移動方向に沿つて回転自在に支持するとと
   もに、 この駆動軸に前記制御装置からの駆動指令に
   基づき駆動されるモータを連結し、 前記可動側部材に、前記駆動軸を挟む少なく
   とも一対の支持部材を駆動軸の軸線に対して略
   直角方向へ回動自在に取り付け、 この各支持部材にローラを回転自在かつ駆動
   軸の軸線に対して所定の捩じり角度で傾斜して
   取り付け、 さらに、前記一対の支持部材を駆動軸へ向か
   つて付勢し前記ローラを駆動軸の外周面に圧接
   させる圧接手段と、この圧接手段に抗して前記
   ローラを駆動軸から離反させる解除手段とをそ
   れぞれ設けた、 ことを特徴とする測定機の送り装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項において、前
   記各支持部材は、前記可動側部材に固定された
   支持枠と、この支持枠に回動自在に取り付けら
   れかつ前記ローラを有する支持アームとから構
   成されているとともに、前記支持枠には前記駆
   動軸の軸線に対して支持アームを傾斜させるた
   めの角度調整装置が設けられていることを特徴
   とする測定機の送り装置。