JPH05223512A - タッチプローブ - Google Patents

タッチプローブ

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Publication number
JPH05223512A
JPH05223512A JP7943192A JP7943192A JPH05223512A JP H05223512 A JPH05223512 A JP H05223512A JP 7943192 A JP7943192 A JP 7943192A JP 7943192 A JP7943192 A JP 7943192A JP H05223512 A JPH05223512 A JP H05223512A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ball
probe
contact
sliding shaft
conical hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP7943192A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Matsuhashi
章 松橋
Original Assignee
Metro-Le:Kk
株式会社メトロール
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Publication date
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Priority to JP7943192A priority Critical patent/JPH05223512A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 真円のものを測定しても真円として計測され
ない、いわゆるロービング現象を解消して、高精度の三
次元タッチプローブを得る。 【構成】 ほぼ中央部で揺動自在に軸受された測定子の
端部には円錐穴が設けられ、該円錐穴には常時固定接点
に接触している可動接点を離間せしめる得る摺動軸の先
端に固定されたボールを対向接触せしめて、測定子の軸
心とボールの中心と摺動軸の中心が一直線に配置されて
いるように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、寸法検出あるいは位置
制御を二次元、あるいは三次元の方向で検知するタッチ
プローブに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、三次元測定システムにおけるタッ
チプローブとしては図4に示す構成のものが良く知られ
ている。すなわち、図4は従来例の原理を示す斜視図で
あって、21は測定子で先端にコンタクト22を有する
とともに、可動盤23の中心に固定され、可動盤23に
は測定子21と直角な水平面上の3方向に向けて配置さ
れた棒状の可動接点軸24がそれぞれ可動盤23に絶縁
された状態で固定されており、ばね26の押力により、
本体側の一対のV状接点27の中間位置でそれぞれ受け
られている。
【0003】これらのV状接点27は可動接点軸24を
挟んで直列に配線されているので、測定子21の動きに
よって可動接点軸24とV状接点27との抵抗値に変化
を与え、その瞬間をトリガー信号として出力するように
してある。
【0004】前記構成のタッチプローブは、その構造が
測定子21を3個所のV状接点27で受けている。この
三点支持の構造は測定子の全方向の揺動に対して測定圧
に微妙な差がでるために、測定値に方向性が現れて、真
円のものを測定しても正しい円形状として測定されな
い、いわゆるロービング特性と言われる現象が発生して
測定値に対して、後で面倒な補正を必要とするという問
題点がある。(精密工学会誌52/4/1986にも記
載されている)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記ローピン
グ現象を解消して方向性のない測定を可能とした高精度
のタッチプローブを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するために手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるタッチプローブにおいては、測定子
のハウジング部より突出した端部には被測定物の接触手
段を、他端部には該測定子の軸心を円錐の中心線とする
円錐穴を、その中間部には前記ハウジングに設けられた
第一の軸受に揺動自在に軸受される手段を備えるととも
に、前記ハウジングに設けられた第二の軸受には摺動自
在で一端部にボールが固定された摺動軸が軸受され、該
摺動軸はスイッチ手段が常時閉位置になるように付勢さ
れており、前記測定子の円錐穴は前記ボールに常時圧接
せしめられるように付勢され、かつ前記測定子の中立位
置における中心線と前記ボールの中心と前記摺動軸の中
心線とは一直線上にあり、前記測定子の揺動により前記
円錐穴の斜面上を前記ボールが滑動することにより前記
摺動軸が変位して、前記スイッチ手段を閉位置より開位
置に作動せしめるように構成した。
【0007】また、前記手段において、測定子の円錐穴
の代りにボールを、摺動軸の円錐穴の代りにボールを設
けるように構成した。
【0008】また、前記の揺動自在な軸受手段には前記
測定子が軸方向に摺動可能な手段を設けるように構成を
した。
【0009】
【作用】上記のように構成されたタッチプローブは被測
定物に接触した測定子のX,Y方向またはそれらの合成
した変位は測定子の円錐穴の斜面を摺動軸に固定された
ボールが滑動することにより、摺動軸は摺動して可動接
点を固定接点より離間させる。
【0010】また、測定子のZ方向の変位は測定子が摺
動可能な軸受手段により摺動し、円錐穴、ボールを介し
て摺動軸を摺動させて可動接点を固定接点より離間させ
る。
【0011】
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図1は本発明の正面断面図を示し、1は測定子で、その
左端部には被測定物に接触するコンタクト2が固定さ
れ、測定子1と一体化した右端部3は測定子1の軸心を
円錐の中心とする真円度が良く表面硬度が高い円錐穴4
を形成している。5は測定子受で測定子1が摺動する軸
穴5aを有しており、揺動自在な軸受の一例として測定
子受5の外形を測定子1の軸心を球の中心とする球状軸
5bとし、その球状軸5bはハウジング6にねじ止めさ
れた一対の第一の軸受7a,7bに挟み込むように、か
つ、揺動自在に軸受されている構造を示す。8は圧縮コ
イルばねで、測定子1を紙面で常時右方向に移動習性を
もたせている。
【0012】9はハウジング6に設けられた第二の軸受
で、遊びのない軸受、たとえばストロークベアリング等
により摺動軸10が摺動自在に軸受されており、その左
端部は一体的に取付けられたボールホルダ18を介して
ボール11が固定され、更にその右端部は絶縁体を介し
て可動接点12が固着した可動盤13が固定されてい
る。14は可動接点12が接触する固定接点で、15は
固定接点を保持する絶縁性の保持板、16は可動盤13
の回り止めのピンである。
【0013】摺動軸10は圧縮コイルばね17によりボ
ールホルダ18を介して摺動軸10を常時紙面で左方向
に移動習性をもたせてあり、可動接点12が固定接点1
4に接触することにより止められている。一方測定子1
は圧縮コイルばね17よりも弱い圧縮コイルばね8によ
り円錐穴4がボール11に常時接しているようになって
いるので、圧縮コイルばね17と圧縮コイルばね8の力
量の差が可動接点12、と固定接点14との接点圧とな
る。
【0014】図1はコンタクト2に被測定物が接触して
いない場合、すなわち中立の場合を示しており、測定子
1の中心線とボール11の中心と摺動軸10の中心線が
一直線上にあり、ボール11は円錐穴4の斜面の全面に
接触している。なお、19はゴムブーツであってハウジ
ング内を防塵しており、20はハウジング6のカバーで
ある。
【0015】次に簡単に動作を説明すると、図1の中立
状態から、被測定物(図には記さず)に接触したコンタ
クト2が紙面で前後、上下方向、すなわちX,Y方向ま
たはこれらの合成した方向に変位をすれば、測定子1を
球状軸5bの中心5cを中心として揺動させて右端部3
の円錐穴4を変位させるので、摺動軸10に固定された
ボ−ル11は円錐穴4の斜面を滑り、摺動軸10は紙面
で右方向に摺動して可動接点12が固定接点14より離
間して、制御回路(図には記さず)にOFF信号を送出
する。図3は図1においてコンタクト2が紙面で下方向
に変位した状態を示す。被測定物よりコンタクト2が離
間すればボール11のばねの付勢による左方摺動力によ
りボール11が円錐穴4の斜面に沿って滑り、元の中立
状態、すなわち図1の状態に戻る。
【0016】図1の中立状態から、コンタクト2が被測
定物に接触して紙面で右方向、すなわちZ方向の変位を
すれば、測定子1が測定軸5の軸穴5aにより右方向に
摺動し、円錐穴4およびボール11を介して摺動軸10
を紙面で右方向に摺動させて可動接点12が固定接点1
4より離間することにより制御回路(図には記さず)に
OFF信号を送出する。被測定物よりコンタクト2が離
間すれば、もとの中立状態に戻る。前記X,YとZの変
位は合成された状態で対応できるので、三次元に寸法検
出あるいは位置制御ができる。
【0017】なお、図1においては、測定子1側に円錐
状穴4を設けて摺動軸10側にボール11を設けたが、
図2のように測定子側1にボールを設けて摺動軸側に円
錐状穴を設けても同様の作用効果を有する。
【0018】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
【0019】測定子のX,Y方向の揺動の変位を円錐斜
面とボールによって摺動軸をZ方向の変位に変換するこ
とにより、一個の可動接点を一個の固定接点より離間さ
せるので、その変換構成はX,Yを含む平面の全方向に
対して同一であために、前記ロービング現象が発生しな
いので、極めて高精度が得られる。
【0020】Z方向の測定子の変位は、円錐斜面とボー
ルはその求心作用により滑り等を生ずることなく安定し
て摺動軸に伝達されるので精度がよく、X,Y,Z各方
向に総合して高精度が得られる。
【0021】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のタッチプローブの実施例の正面断面図
である。
【図2】本発明のタッチプローブの別実施例の正面断面
図である。
【図3】図1における一動作を示す図である。
【図4】従来例の斜視図をである。
【符号の説明】
1、21 測定子 2、22 コンタクト 4 円錐穴 6 ハウジング 7a,7b 第一の軸受 9 第二の軸受 10 摺動軸 11 ボール 12 可動接点 14 固定接点 24 可動接点軸 27 V状接点
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年1月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記ロー
グ現象を解消して方向性のない測定を可能とした高精度
のタッチプローブを提供することを目的としている。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【課題を解決するため手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるタッチプローブにおいては、測定子
のハウジング部より突出した端部には被測定物の接触手
段を、他端部には該測定子の軸心を円錐の中心線とする
円錐穴を、その中間部には前記ハウジングに設けられた
第一の軸受に揺動自在に軸受される手段を備えるととも
に、前記ハウジングに設けられた第二の軸受には摺動自
在で一端部にボールが固定された摺動軸が軸受され、該
摺動軸はスイッチ手段が常時閉位置になるように付勢さ
れており、前記測定子の円錐穴は前記ボールに常時圧接
せしめられるように付勢され、かつ前記測定子の中立位
置における中心線と前記ボールの中心と前記摺動軸の中
心線とは一直線上にあり、前記測定子の揺動により前記
円錐穴の斜面上を前記ボールが滑動することにより前記
摺動軸が変位して、前記スイッチ手段を閉位置より開位
置に作動せしめるように構成した。
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】変更
【補正内容】
【図4】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 測定子のハウジング部より突出した端部
    には被測定物の接触手段を、他端部には該測定子の軸心
    を円錐の中心線とする円錐穴を、その中間部には前記ハ
    ウジングに設けられた第一の軸受に揺動自在に軸受され
    る手段を備えるとともに、前記ハウジングに設けられた
    第二の軸受には摺動自在で一端部にボールが固定された
    摺動軸が軸受され、該摺動軸はスイッチ手段が常時閉位
    置になるように付勢されており、前記測定子の円錐穴は
    前記ボールに常時圧接せしめられように付勢され、かつ
    前記測定子の中立位置における中心線と前記ボールの中
    心と前記摺動軸の中心線とは一直線上にあり、前記測定
    子の揺動により前記円錐穴の斜面上を前記ボールが滑動
    することにより前記摺動軸が変位して、前記スイッチ手
    段を閉位置より開位置に作動せしめるタッチプローブ。
  2. 【請求項2】 測定子のハウシング部より突出した端部
    には被測定物の接触手段を、他端部にはボールを固定
    し、その中間部には前記ハウジングに設けられた第一の
    軸受に揺動自在に軸受される手段を備えるとともに、前
    記ハウシングに設けられた第二の軸受には摺動自在で一
    端部には該摺動軸の軸心を円錐の中心線とする円錐穴を
    設けた摺動軸が軸受され、該摺動軸はスイッチ手段が常
    時閉位置になるように付勢されており、前記測定子のボ
    ールは前記円錐穴に常時圧接せしめるように付勢され、
    かつ前記測定子の中立位置における中心線と前記ボール
    の中心と前記摺動軸の中心線とは一直線上にあり、前記
    測定子の揺動により前記円錐穴の斜面上を前記ボールが
    滑動することにより前記摺動軸が変位して、前記スイッ
    チ手段を閉位置より開位置に作動せしめるタッチプロー
    ブ。
  3. 【請求項3】 前記揺動自在な軸受手段には前記測定子
    が軸方向に摺動可能な手段を設けたことを特徴とする請
    求項1又は請求項2記載のタッチプローブ。
JP7943192A 1992-02-17 1992-02-17 タッチプローブ Pending JPH05223512A (ja)

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