JPH06185914A - 多整合フィーラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は比較的大きな軸方向、半径方向のフ
ィーラボールストロークを測定する場合でも、意図する
正確度と機能性が得られるコンパクトな構造を有する多
整合フィーラ測定装置に関する。 【構成】 本装置はハウジング１、フィーラアーム３、
フィーラボール３ａ、リングシート５、球形継手ヘッド
４、戻しばね７、スライド６等の組合せ体構成のもので
あり、継手ヘッド４をそのリングシート５中で定着させ
るためこの継手ヘッドは球形状とし、その上部に傾斜円
板８を設けこの傾斜円板は軸方向に傾斜させつつスライ
ド６の周縁部２１で保持し、傾斜円板は継手ヘッド４の
半径方向外側に突出させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は多整合フィーラ装置(mul
tipul coordinate feeler apparatus)に関する。この装
置は、ハウジングと、このハウジングから軸方向に突出
したフィーラアームとを有し、該フィーラアームはその
自由端にフィーラボールを形成取り付け、軸方向に移動
自在にハウジング内に保持され、ハウジングプレートに
形成されたリングシートの球形継手と、前記フィーラア
ームに形成され前記リングシート上に回転保持される球
形継手ヘッドとで形成される球形継手により予め設定さ
れた最大角度までユニバーサルな回動が自在な状態で保
持され、球形継手ヘッドに保持されると共に戻しばねの
力に抗してハウジング内で軸方向に摺動するスライドを
設け、該スライドをその摺動量を示す指示装置に連結
し、前記継手ヘッドをフィーラアームの軸方向変位によ
りリングシートから離反するようにした構成となってい
る。

【０００２】

【従来の技術】このような多整合フィーラ装置は、加工
すべき材料に数値制御によるフライス加工をする際のゼ
ロ点調整用として特に有用である。このためにはフィー
ラ装置を機械スピンドル中に締め付け、加工用基準フィ
ーラ縁部個所までそのフィーラボールとともに移動させ
る。指示装置がそのゼロ位置に来ると、対応整合ゼロ点
が得られ、フライス盤をこのゼロ点に合わせて調整でき
る。

【０００３】ドイツ連邦共和国公開特許（ＤＥ−ＯＳ）
第４１００３２３号の導入部説明に記載されたこの種公
知のフィーラ装置では、継手ヘッドは支持アームと第二
球形継手によりスイベル円板の個所で保持され、スイベ
ル円板は一方で一軸足によりスリーブ形態のスライダの
内肩の部分でハウジングの周縁部に軸方向に保持され、
他方では第三球形継手によりハウジング部分に支持され
ている。従ってこの場合には三個の球形継手と一つの傾
斜継手を必要とし、このため精度にも影響し、また比較
的コスト高の機構を必要とする。引っ張りばねを使用す
ることにより確かに継手間隙は補償されるが、この結果
装置の動きは固くなる。更に継手上部のフィーラアーム
の回転位置で見られる力関係から、継手上部の中心は正
規の位置からずれ、必然的に測定誤差を生じるようにな
る。

【０００４】

【発明の概要】本発明によれば上記問題点は解決され
る。すなわち導入部説明による多整合フィーラ測定装置
では、フィーラアーム内のフィーラボールの軸方向およ
び半径方向の測定ストロークが大きい設計条件でも、単
純な構造のもとで意図する精度と機能性が保証される。

【０００５】本発明の構成によれば継手ヘッドは球形体
構造とし、これに傾斜円板(tiltingdisk)を取付け、こ
の傾斜円板をスライドにおいて軸方向に傾斜自在にその
球形周縁部を支持し、該傾斜円板を継手ヘッドの外側半
径方向に張り出させ、継手ヘッドの曲率中心がこの円板
面上にくるようにしている。

【０００６】従って本発明による多整合フィーラ装置に
おいては、フィーラアームは傾斜円板を使ってスライド
に直接保持され、この結果保持系統中では中間継手は必
要でなく、フィーラボールからスライドへの伝達は直接
に行われる。なお、継手ヘッドの外側、すなわち継手ヘ
ッド用のリングシートの半径方向外側に傾斜円板が突出
しているため、フィーラ圧および継手ヘッドに作用する
フィーラアーム中のレバーアームの回転モーメントに対
する対抗モーメントは、傾斜円板上の測定用スライドの
戻しばねの偏心作用により傾斜円板の回転位置で生じ
る。この結果継手ヘッドのボールの中心、従ってフィー
ラアームの実回転軸は偏らず、継手ヘッドはリングシー
ト内で安定位置を占める。なお、本発明によればスライ
ドの戻しばねは比較的に低強度でよく、装置の精度を低
下させずにフィーラ装置の操作を容易とすることができ
る。

【０００７】傾斜円板面が継手ヘッドの曲率中心を含ん
でいるという特徴から、傾斜円板とこれを取り巻くハウ
ジング壁間のクリアランスおよびスライドと傾斜円板間
の接触点の半径方向変位量を、比較的大きな傾斜角のも
とでも傾斜移動の際低値に保てるはずである。

【０００８】継手ヘッドの外側への傾斜円板の張出し長
が比較的長く、またハウジング寸法が依然小である場合
でも、フィーラアームの自由傾斜角をあまり小とさせな
いためには、継手ヘッドの半径方向外側に延びる傾斜円
板の一部はそのリングシートに対向する側面で円錐形状
としてもよく、この円錐の仮想頂点はスライドの対向側
の傾斜円板側面に位置せしめうる。

【０００９】できればスライドにはその径が傾斜円板の
径と等しい支持円板を設け、この支持円板は傾斜円板と
対向位置を保たせる。支持円板はスライド軸上取り付け
とすることが出来この軸によりスライドはハウジング内
に保持され、またこの軸と戻しばねとは嵌合される。な
お、カツプリング部材をスライド軸に連結させスライド
の変動大きさをフィーラ装置の指示装置に伝えることも
出来る。

【００１０】付記すると、指示装置はスライドと機械的
に連結した指針型ダイヤルゲージであっても構わない。
また、光電気式または誘導方式等を組み込んだ指示装置
として使用することも出来る。

【００１１】測定用スライドと組み合わせた戻しばねの
他に、引っ張りばねを用いてスライドと継手ヘッドとに
張りを与え、その回転位置から軸方向位置へ傾斜アーム
を戻し操作することが出来る。

【００１２】フィーラボールの中心とフライス盤スピン
ドル軸との正確な整合操作は従来の多整合フィーラ装置
を使い、四個の調整ねじにより継手ヘッドから定距離に
ある測定用スライドを半径方向に調節して行えばよい。
ただし、本発明を採用すればリングシートを取り付けた
ハウジングプレートを、圧力リングとカツプねじを使っ
てハウジングの軸方向に締め付け、周縁部にクリアラン
スを持たせて圧力リング内に保持し、さらにてこ噛み合
わせ用の環状溝を外方に形成させて調節することも出来
る。したがって適当な工具、たとえばスロツトねじ回し
を使えば、リングシート付きハウジングプレートを利用
し、継手ヘッドを、意図する半径範囲内でてこ操作し、
スピンドル軸に対するフィーラボールの偏心を防ぐこと
が出来る。この場合、半径方向のフィーラボールの偏心
度はフィーラ装置に締結したフライス盤を回転させる時
点で、ダイヤルゲージをフィーラボールに取り付けて確
かめることが出来、この後ハウジングプレートは圧力リ
ング、従ってハウジングに向け正確度が得られるまで目
標の半径方向に移動させる。この調整操作の場合圧力リ
ングは緩める必要はない。その理由はカツプねじ力で摩
擦結合がなされるため通常のフィーラ装置を使用する際
ハウジングプレートは安定位置を保てるからである。こ
の調整効果は特に本発明のフィーラ装置構成で得られる
が、現有のその他の多整合フィーラ装置を利用しても構
わない。

【００１３】フィーラアームと継手ヘッドとは一体製作
としてもよいが、できればフィーラアームは取替え可能
とし同一フィーラ装置用として長さの異なるフィーラア
ームが使えるようにしておくと良い。従ってチャツクの
一種、好ましくは円錐チャツクをハウジングの対向側の
継手ヘッドに工作し、このチャツク内で軸の一つ、好ま
しくは対応円錐軸を使ってフィーラアームを互換固定す
る。この円錐結合はその互換性が優れていること、した
がって正確度の調整を必要としないことから特に好適で
ある。なおフィーラアームの“ルース”締結は円錐シー
トで防止出来る。この発明の提案は一般にこの種の多整
合フィーラ装置で実施できるが、さらに長めのフィーラ
アームの互換使用を本発明では推奨している。その理由
はフィーラアームの回転位置で継手ヘッドに作用し、フ
ィーラアームの長さに応じて増大する上記の回転モーメ
ントは傾斜円板を介し継手ヘッドに働く逆モーメントに
より好都合に補償されるからである。

【００１４】以下に少なくとも概要を示す図面から理解
できる二つの実施例に基づき本発明を説明する。

【００１５】

【実施例】図１に示す多整合フィーラ装置(multipul co
ordinate feeler apparatus)は、アームの自由端にフィ
ーラボール３ａを備えたフィーラアーム３を有し、この
アームはハウジング1 のスライド６に保持され、このス
ライドの移動量は、カツプリング部材１４を介しダイヤ
ルゲージ１３に伝達されゲージ表示される。

【００１６】ハウジング１の頂部には、フライススピン
ドルのチャツク内にフィーラ装置をクランプするため
の、円筒形、望ましくは、円錐形をしたクランプ軸１６
が設けられている。ハウジング１の下部には円筒型ハウ
ジング室２０が形成されており、この中で継手ヘッド４
によって前記フィーラアーム３が支持されている。継手
ヘッド４は球形で、ハウジングプレート２の対向面に形
成されたリングシート５に支持される。継手ヘッドには
リングシート５と対向する側に傾斜円板８があり、この
円板の軸方向に張り出した周縁部２１は、スライド６の
支持円板９に接続している。継手ヘッド４を形成するボ
ールの中心は、傾斜円板の周縁部２１の軸方向中央部を
含む面内にある。カツプ形状をした傾斜円板８は全側面
に対し継手ヘッド４の半径方向外側に突出し、その周縁
部２１の径は、ハウジング室２０の径とほぼ同じで、両
者の間には小さなクリアランスがあり、円筒ハウジング
室２０内で傾斜円板８の傾斜を可能にしている。なお、
傾斜円板はその周縁部２１に丸みを持たせても良く、そ
うすることによって、周縁部２１とハウジング室２０の
壁面間のクリアランスを更に小さくして、傾斜円板の軸
方向移動を一層容易にすることができる。傾斜円板８は
リングシート５に対向する円錐形状の半径方向下部張出
し部を有する。傾斜円板８の外径と継手ヘッド４のボー
ル径比率は本実施例では約1.4 であり、リングシート５
の径と継手ヘッド４のボール径比率は約0.85である。

【００１７】スライド６の支持円板９をスライド軸１０
の下端部に取り付ける。この軸１０は、下部ハウジング
２０の上側仕切壁２３を貫通し、さらに上部ハウジング
２２を通過し、その上側仕切壁２４に達し、仕切壁２
３，２４内のスライド１１にガイドされる。戻しばね７
を上部縁取壁２４と、スライド軸１０に取り付けたばね
台１２間で引っ張り設置する。さらに引っ張りばね１５
をスライド６と継手ヘッド間で緊張させる。ばね台１２
が、同時にダイヤルゲージ１３への結合部材１４とな
る。

【００１８】図１のフィーラ装置の初期位置では、フィ
ーラアーム３は装置の軸内にあり、傾斜円板８の軸方向
周縁部は支持円板９の下側周縁に当接する。従ってワー
クの軸方向基準面を測定すべき場合は、戻しばね７のば
ね力に抗して継手ヘッド４、傾斜円板８、スライド６と
ともにフィーラアーム３の軸方向変位のみが行われる。
しかしワークの横方向基準縁を測定する場合、フィーラ
アームは継手ヘッド４の球の中心を軸として回転し、こ
の結果傾斜円板８はスライド６の支持円板９に対して傾
斜し、戻しばね７と引っ張りばね１５の力に抗して対応
量だけスライド６を移動させる。これにより、フィーラ
ボール３ａに力がかかる場合、この力の作用面内にある
リングシート５の点周囲には回転モーメントが働く。し
かし、傾斜円板８はリングシートの半径方向外側に張り
出すこと、従って戻しばね７と引っ張りばね１５の力が
傾斜円板つまり継手ヘッド４に作用する傾斜円板８の実
質上の傾斜軸はリングシート５の次ぎの隣接点から半径
方向外側にあることとから、上記回転モーメントに対抗
する回転モーメントが生ずる。従って継手ヘッド４はボ
ール中心位置を変えることなく定位置に留まり、継手ヘ
ッドの軸方向変位もなくこの結果測定誤差も生じない。

【００１９】継手ヘッド４の下部に円錐チャツク１７が
形成され、このチャツク内で円錐軸１８を介してフィー
ラアームが互換固定される。フィーラアーム３の円錐軸
１８下方には、突出フランジ２５が形成され、この突出
フランジ２５と円錐チャツク１７間の間隙にドライバを
差し込み、てことして利用することにより、フィーラア
ーム３を動かすことができる。

【００２０】一部拡大した図２の実施例は図１実施例に
準ずる。ただし図２では継手ヘッド４用のリングシート
５を収納するハウジングプレート２は、ハウジング１に
ボルト締めされた捩じ込み圧力リング２６内で半径方向
クリアランスを持たせて保持する。カップばね２７はハ
ウジングプレート２とハウジング１間に設ける。さらに
圧力リング２６とハウジングプレート２との間に軸方向
外側環状ギャツプ２８を設ける。この結果ハウジングプ
レート２とリングシート５とを２８のギャツプに差し込
む溝式ドライバーを使って半径方向に移動させ、フィー
ラボール３ａにダイヤルゲージを取り付けフィーラ装置
の軸に対するその測定偏心度を除くようにする。このフ
ィーラ装置を通常使用する場合、カツプばね２７のスプ
リング力と、従ってハウジングプレート２と圧力リング
２６間摩擦連結力とは圧力リング２６を使って調節出来
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】多整合フィーラ装置の縦断面図である。

【図２】継手ヘッド保持部分の上記フィーラ装置の一部
縦断面図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ２ ハウジングプレート ３ フィーラアーム ３ａ フィーラボール ４ 継手ヘッド ５ リングシート ６ スライド ７ 戻しばね ８ 傾斜円板 ９ 支持円板 １０ スライド軸 １１ スライド装置 １２ ばね台 １３ ダイヤルゲージ １４ カツプリング部材 １５ 引っ張りばね １６ 締め付け軸 １７ 円錐チャツク １８ 円錐軸 ２０ 下部ハウジング ２１ 周縁部 ２２ 上部ハウジング ２３ 下部縁取壁 ２４ 上部縁取壁 ２５ 突出フランジ ２６ 圧力リング ２７ カツプばね ２８ 環状ギャツプ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジング（１）と、このハウジング
   （１）から軸方向に突出したフィーラアーム（３）とを
   有し、該フィーラアームはその自由端にフィーラボール
   （３ａ）を形成取り付け、軸方向に移動自在にハウジン
   グ（１）内に保持され、ハウジングプレート（２）に形
   成されたリングシート（５）の球形継手と、前記フィー
   ラアーム（３）に形成され前記リングシート上に回転保
   持される球形継手ヘッド（４）とで形成される球形継手
   により予め設定された最大角度までユニバーサルな回動
   が自在な状態で保持され、球形継手ヘッド（４）に保持
   されると共に戻しばね（７）の力に抗してハウジング
   （１）内で軸方向に摺動するスライド（６）を設け、該
   スライド（６）をその摺動量を示す指示装置（１３）に
   連結し、前記継手ヘッド（４）をフィーラアームの軸方
   向変位によりリングシート（５）から離反するようにし
   た装置において、前記継手ヘッド（４）が球の一部から
   形成され、該ヘッドの上部に傾斜円板（８）を設け、該
   円板はスライド（６）の個所でその円形周縁部により軸
   方向に傾斜保持され、傾斜円板（８）は継手ヘッド
   （４）から半径方向に突出し傾斜円板（８）の面が継手
   ヘッド（４）の曲率中心点上にあることを特徴とする多
   整合フィーラ装置。
2. 【請求項２】 前記傾斜円板（８）の前記継手ヘッド
   （４）から半径方向に突出する部分を、リングシート
   （５）に対面する側で円錐形状とすることを特徴とする
   請求項１記載のフィーラ装置。
3. 【請求項３】 スライド（６）が傾斜円板（８）の直径
   に見合う支持円板（９）を備え、この支持円板と前記傾
   斜円板（８）の周縁部（２１）とが接触状態にあること
   を特徴とする請求項１記載のフィーラ装置。
4. 【請求項４】 前記支持円板（９）をスライド軸（１
   ０）上に取り付け、スライド装置（１１）を使ってこの
   部分でスライド（６）をハウジング（１）中に導入する
   ことを特徴とする請求項３記載のフィーラ装置。
5. 【請求項５】 前記スライド（６）と前記継手ヘッド
   （４）との間に、引っ張りばね（１５）を設けたことを
   特徴とする請求項１記載のフィーラ装置。
6. 【請求項６】 リングシート（５）を形成したハウジン
   グプレート（２）を圧力リング（２６）とカツプばね
   （２７）を使ってハウジング（１）に締め付け、円周ク
   リアランスを保って圧力リング（２６）中に保持し、レ
   バー装置噛み合わせ用の環状ギヤツプ（２８）を圧力リ
   ング（２６）とハウジングプレート（２）との間に設け
   ることを特徴とする請求項１記載のフィーラ装置。
7. 【請求項７】 前記継手ヘッド（４）のハウジング
   （１）と反対側に円錐チャツク（１７）を形成し、この
   チャツク内に前記フィーラアーム（３）が円錐軸（１
   ８）によって交換可能に固定されることを特徴とする請
   求項１に記載のフィーラ装置。