JPH0797002B2 - ワ−クピ−スの同中心性を測定するための装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 発明の分野 この発明は一般に同中心ゲージに関し、より詳細には、
完全に自己充足で持ち運びでき、かつ丸い部分の周囲ま
たは凹部、穴などの同中心からのずれを測定するための
便利な手段を提供し、同中心からのずれがダイヤル表示
器の目盛を付けられたダイヤルから容易に読取られるこ
とのできる、改良された精密同中心ゲージに関する。

先行技術 ワークピースの同中心性を測定するためのゲージのよう
な装置を提供するという一般的な考えは技術分野におい
て古いものである。しかしながら、部品またはワークピ
ースの偏心の正確な表示を提供することのできる先行技
術の装置は、構造が比較的複雑で、またしたがって製造
に費用がかかり購入者にとって高価であるという欠点が
あった。さらに、このような費用のかかる装置は、典型
的には製造会社の品質管理および点検部門において必要
とされている。しかしながら、高い経費のために、製造
者はこのようなゲージの十分な量を購入することを思い
とどまる。典型的な点検または品質管理部門においてこ
のような高価なゲージの数が十分でないことは、生産ラ
インの渋滞を作り出し、それによって、点検するために
それらの型のゲージが用いられる生産物の価格を間接的
にさらに増加させる。さらに、そのような先行技術の装
置の費用に関わりなく、それらの使用の複雑さはまたそ
のような部品の同中心性を査定するための点検部門や品
質管理部門に負わされる遅れをさらに加える。結果とし
て、測定のためにゲージ内にワークピースを迅速に配置
することを可能にすることによって、構造が簡単で生産
に費用がかからず、利用するのが簡単で好都合な同中心
ゲージの必要性が長い間感じられてきた。

典型的な先行技術の同中心ゲージは以下の米国特許に開
示されたものを含む。

第2,831,258号 アイゼル 第4,222,173号 フォール 第4,414,718号 ゴーラー等 より関連の少ない先行技術には以下の米国特許が含まれ
る。

第2,806,294号 カーギル 第3,125,811号 ピアス等 第3,564,721号 ウィルソン 第3,826,011号 ダニエロ 第4,080,741号 シダール等 第4,517,744号 コンセール等 第4,531,294号 レンズ アイゼルへの特許第2,831,258号は精密偏心ゲージと呼
ばれるものに向けられており、これは軸方向に移動可能
なゲージホルダに装着されたゲージ部材を提供する。こ
の先行技術のシステムはワークピースの穴に挿入可能な
プローブを含む。しかしながら、この引用例はここで開
示された型の先行技術のゲージの複雑さと高い費用の典
型である。さらに別の例として、ゴーラー等への特許第
4,414,748号は丸みゲージのためのボール装着固定具に
向けられている。針がスピンドルの軸から放射状に、お
よそボールの半径の距離でずらされている。針は線状の
変位に対向してボールのまわりの実質的に水平な軌道を
移動する。測定が行なわれているとき垂直チャックアセ
ンブリがボールを静止位置に支持しまたボールを垂直軸
について回転させる。ホールの特許第4,222,173号はシ
ャフトと穴のずれ測定工具に向けられており、ワークピ
ースの穴の同中心性を測定するためのプローブ部材に結
合されたダイヤル部材を示している。残念ながら、上述
の先行技術の特許または出願人に知られている他のいか
なる先行技術のどれも，信頼ができ正確で測定されるべ
き部品の都合の良い設置や交換を可能にする、簡単で持
ち運びができ自己充足で低価格の同中心ゲージに対する
上述の長い間感じられてきた必要性を満さない。

発明の概要 本発明は上記従来の問題点を解決するため、高い信頼性
を有し、かつワークピースの同中心性（すなわちいわゆ
る同心度）の正確な測定を可能にする装置を、比較的低
価格で供給することを目的とする。

また本発明は、ゲージの位置調節に支障をきたすことな
く、ワークピースの交換を容易に行なえることのできる
装置を提供することを目的とする。

さらに本発明は、持ち運び可能な一体構造を有する装置
を実現することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の装置は、ワークピースを保
持しかつ回転させるために少なくとも１つの被駆動ロー
ラと少なくとも１つの遊びローラとを有するワークピー
ス支持手段と、ワークピース支持手段に保持されたワー
クピースに測定動作時において接触するプローブを含む
ゲージと、このゲージを支持するゲージ支持手段と、プ
ローブをワークピースに接触させるためにワークピース
に対して少なくとも２つの方向のゲージの位置を調節す
るためのゲージ位置調節手段とを備えている。ゲージ位
置調節手段は、ワークピース支持手段から延在する１対
の平行なシャフトを含み、そのうちの一方のシャフト
は、ゲージのワークピースへの移動経路を規制するとと
もに、該一方のシャフトの周りにゲージが回動可能なよ
うに、ゲージ支持手段を摺動可能な状態で嵌合する。ま
た他方のシャフトは、一方のシャフトの周りのゲージの
回動を所望の位置でとめるようにゲージ支持手段と選択
的に係合する。

上記構成を有することにより本発明の装置によれば、ゲ
ージ位置調節手段がワークピースから延在する１対の平
行なシャフトを含み、そのうちの一方のシャフトにゲー
ジ支持手段が摺動可能な状態で嵌合することにより、ゲ
ージはその移動経路を正確に制御される。また、ゲージ
支持手段が上記一方のシャフトの周りを回動可能で、か
つ上記他方のシャフトがその回動を止めるように選択的
にゲージ支持手段を係合することにより、ワークピース
に対するプローブの正確な位置決めを可能にするととも
に、ワークピースの交換の際に、ゲージを回動させて退
避させることにより、容易にワークピースを交換するこ
とができる。またワークピースの交換取付けが完了した
時点でゲージを逆方向に回動させて上記他のシャフトに
係合させることにより、プローブをワークピースに対し
て容易にかつ正確に再度位置決めすることが可能であ
り、作業性の著しい向上が図られる。

さらに本発明の装置は、ワークピース支持手段から延在
するシャフトにゲージ支持手段が嵌合する構造を有する
ため、すべての構成要素を一体のベース上に設置するこ
とが可能となり、その結果容易に持ち運ぶことが可能と
なる。

好ましい実施例の説明 図面を参照するとこの発明の同中心ゲージ10は、ベース
12と、ブロック14およびその上にゲージ18が装着されて
いるゲージキャリア16とを含むことがわかる。ブロック
14はワークピース支持部分15の主な構成要素であり、ゲ
ージキャリア16はゲージ支持部分25の主な構成要素であ
る。この発明の同中心ゲージ10のワークピース支持部分
15とゲージ支持部分25は実際、キャリアシャフト36とガ
イドシャフト38を含む１対のシャフトによって相互接続
され、それらの両方はこれ以降より完全に説明されるよ
うに、ブロック14から平行な関係でカンチレバー構造に
されている。

この発明のワークピース支持部分15の他の構成要素はヨ
ーク20を含み、この上にクランプ支点60に接続され一方
の端部で遊びローラを支持するクランプバー26が装着さ
れており、これはクランプバーの反対の端部に垂直な力
を加えることによって持ち上げられたり下げられたりで
きる。遊びローラ24は第２および第３のローラ、すなわ
ち被駆動ローラ22に関して対称に位置づけられている。
被駆動ローラ22は代わって、ブロック14の長さを通って
延びる平行のシャフト40によって１対の駆動ブッシュ30
に接続されている。駆動ブッシュはＯリング32によって
ダイヤル34に接続されており、それによってダイヤル34
の回転が２つの駆動ブッシュを共通の方向に回転させる
ことを引き起こす。

第５図で最もよく見られるように、クランプバー26はヨ
ーク20に関連して位置づけられ、それによってクランプ
バーの一方の端部に下に向けられた垂直の力が加えられ
るときにはいつでもばね52を係合しそれによってクラン
プバーを第５図に見られるように時計回りに回転させ、
遊びローラ24を被駆動ローラ22に関して上げ、それによ
って人が第３図に見られるワークピース35のようなワー
クピースを以下に述べられる測定工程のために３つのロ
ーラ22および24の間に位置づけることが可能になる。

この発明の支持部分25のゲージは主にゲージキャリア16
を含み、これはシャフト36の軸に沿った線状の動きのた
めにキャリアシャフト36上に装着されている。この動き
はこの発明の操作者がプローブ支持アセンブリ58から延
びるプローブ56の位置を、遊びローラ24と２つの被駆動
ローラ22の間の位置に保たれているワークピースに関し
て制御することを可能にする。ゲージキャリア16による
シャフト36に沿った線状の動きはたとえば第２図および
第３図に示される１対の軸受51および53によって容易に
される。軸受51および53はたとえばそれぞれボール軸受
レースを備えてもよく、これはゲージキャリア16のシャ
フト36に沿った簡単で好都合な軸方向の動きを容易にす
る。

キャリア16は磁石50を備え、ガイドシャフト38はその全
長にわたって平らな部分39を備え、これはたとえば第１
図、第２図および第３図に示されるように、ゲージキャ
リア16が正確に垂直であるときに磁石50の表面と係合す
るように適合されている。しかしながら、第６図で最も
よく見られるように、磁石50はガイドシャフト38の平ら
な部分39から容易に係合を外されゲージキャリア16のキ
ャリアシャフト36に関する回転を可能にし、プローブ56
およびプローブ支持アセンブリ58と同様にゲージ18をワ
ークピース35から離れて回転させ、それによって遊びロ
ーラ24と被駆動ローラ22の間のワークピースの除去と新
しいワークピースの位置づけを可能にする。キャリアシ
ャフト36は好ましくは、ゲージキャリアがキャリアシャ
フトに沿ってワークピースから非常に大きな距離だけ移
動されたときにキャリアシャフトからゲージキャリアを
不注意に取外すことを防ぐように設計されたキャップ54
を備えている。

ゲージキャリア16をキャリアシャフト36に沿って位置づ
けることによってプローブ56およびプローブ支持アセン
ブリ58に容易に与えられた線状の動きに加えて、この発
明のゲージ支持部分25はまた、事実上いかなる形状およ
び大きさのワークピースに関してもプローブ56を簡単に
位置づけることを可能にする２つの付加的な動きの程度
を提供する。こうして、たとえば第３図に見られるよう
に、ゲージプローブおよびプローブアセンブリはキャリ
アシャフト36に平行な軸について回転されてもよい。ゲ
ージ18のこの再配置の能力は第６図で最もよく見られる
構成要素によって提供され、ここでプローブ支持アセン
ブリ58は調節ねじ48によって固定されたゲージクランプ
46に装着されている。これらの構成要素はゲージキャリ
ア16の残余の構成要素に関連してシャフト47上に支持さ
れている。シャフト47はゲージクランプ46と調節ねじ48
の間にある調節クランプ49を通って延びる。プローブを
第３図に例示された方向に調節することが所望されると
きは、これはたとえば偏揺調節（yaw adjustment）と
呼ばれるが、調節ねじ48は緩められてシャフト47上の調
節クランプ49の把握を解放し、調節ねじ48、ゲージクラ
ンプ46およびプローブ支持アセンブリと同様にクランプ
49の付帯のプローブとの組合わせを可能にし、シャフト
47について回転して第３図に例示されたプローブの調節
を達成する。

プローブ56はまた上下に、すなわち、キャリアシャフト
36とガイドシャフト38の両方に垂直で第４図の面にある
第２の軸について調節することもできる。より特定的に
は、この発明はたとえば第２図に示されたクランプ板42
を通って延びる上下調節シャフト55に接続されたクラン
プナット44を備える。クランプ板は板締具43によってゲ
ージキャリア16に固定される。プローブ56の上下の位置
の調節が所望されるときには、クランプナット44が緩め
られてシャフト55の角度調節を可能にし、これによって
プローブ56、プローブ支持アセンブリ58、ゲージ18およ
びクランプ46と49を含む偏揺調節のための付帯する構成
要素を上下に調節する。

この発明が属する分野の当業者には、ゲージ10の様々な
構成要素についての上述の説明の結果、このゲージの主
たる利点の１つがワークピースの好都合な設置とワーク
ピースに関するプローブの好都合な調節であることが理
解されたであろう。特に、ワークピースは、クランプバ
ー26をクランブ支点60について制御しそれによってワー
クピース35は３つのローラの間に対称的に設置するため
に遊びローラ24を被駆動ローラに関して一時的に上げる
ことによって遊びローラ24と被駆動ローラ22の間に容易
に位置づけられることが理解されるであろう。この設置
はダイヤル34の手動の回転によってワークピースの回転
を可能にする。この発明は手動のダイヤル34を設けるこ
とにより価格と便利さの点から特に有利であるとわかる
が、もしも所望されるならばこの発明はまた手動ダイヤ
ル34を適当なモータを備えたシャフトに取替えた形状で
提供されてもよいことは当然理解されるであろう。いか
なる場合でも、この発明のワークピース支持部分15は同
中心性の測定のためにワークピースの位置づけと回転の
便利な手段を提供する。

測定動作はそこにプローブ56とアセンブリ58が装着され
ているゲージ18によって実行される。この発明のゲージ
支持部分の主要な利点は、比較的容易にプローブ56がワ
ークピースに関して事実上いかなる大きさのワークピー
スにも適用するように調節可能でそれによってそのいか
なる円形の表面の同中心性の正確な表示を提供すること
である。プローブの上下のおよび偏揺の調節能力と同様
に、３つの垂直方向の調整の能力もまたゲージキャリア
のキャリアシャフトに沿った線状の動きの形で提供さ
れ、それによってワークピースの回転の際にプローブの
先端を測定されるべきワークピースの表面に位置づけ
る。しかしながら、この発明の特に新規で有利な部分
は、ワークピース支持部分が同様のワークピースまたは
同じワークピースの繰り返しの測定に適用できる簡単な
様態にあり、これは磁石50をガイドシャフトの平らな部
分39から係合を外すことによってキャリアシャフト36に
ついてゲージキャリア16を単に回転させることによって
なされ、これによってゲージ、プローブおよびプローブ
アセンブリをワークピースの経路から移動させ、人がワ
ークピースを容易に除去しそれを別のワークピースと取
替えることを可能にする。この発明においてこの能力か
ら由来する特別な利点は、ワークピースプローブ56を特
定の形状のワークピースに適用するように調節すること
が必要で、複数個の同一の形状のワークピースを短い時
間の間に測定することが所望されるときに、プローブの
上下と偏揺の調節と線状の位置づけを維持したままゲー
ジキャリアを完全に回転させる能力を提供することによ
って、特に注目すべきである。こうして人は、プローブ
を再調節するための付加的な遅延を負うことなしに、ワ
ークピースに関して同一の位置にワークピースを再配置
しゲージを再び位置づけることができる。

こうして、この発明の簡潔さが、ゲージがより複雑な先
行技術の同中心ゲージに関してより低い価格で製造され
るために最初の購入の際に節約になるばかりでなく、さ
らに、その動作の比較的な容易さと簡単さが、特に全測
定工程の間プローブの位置が実質的に一定に保たれるこ
とができる複数個の同一の形状のワークピースの測定の
際にワークピースの同中心性の好都合な測定を可能にす
ることがわかるだろう。

ここに開示されたものは、ワークピース支持部分からカ
ンチレバー構造にされたキャリアシャフトによって相互
接続されたワークピース支持部分とゲージ支持部分とを
含み、それらすべてが共通のベース板上に属しそれによ
ってゲージの便利な使用と移動とを可能にする、持ち運
び可能で、自己充足し、高度に有利な改良された同中心
ゲージであることが理解されるであろう。この発明の主
な利点は、構造の簡潔さと、回転するようにワークピー
スをプローブに関連した位置に設置し、ゲージによって
選択された円形の表面に沿ってワークピースの同中心性
の測定を可能にするためにプローブをワークピースに関
連して設置するための好都合な手段としての測定能力の
簡潔さにある。特に有利な特徴はワークピースとプロー
ブの位置の容易な再設計の可能性を邪魔することなしに
ゲージキャリアをワークピースから回転させる能力にあ
り、これによって複数個の同一の形状のワークピースの
好都合な測定を可能にしそれによってこの発明を用いる
費用を減少させる。

ここで出願人の教示の結果、この発明が属する分野の当
業者にはこの発明に様々な付加や修正がなされてもよい
ことが明らかであろう。たとえば、プローブの位置をワ
ークピースに関して変化させる能力を提供するために、
プローブやプローブアセンブリおよびゲージがゲージキ
ャリアに関して支持される多数の代わりの方法がある。
ここに開示されたこの発明のプローブ位置調節能力を提
供するための特定の手段はこの発明の特に好ましい実施
例の中で例示のためのみに選択されたものである。しか
しながら、すべてのこのような修正や付加は添付の特許
請求の範囲によってのみ限定されるこの発明の範囲内に
あることはまた理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の同中心ゲージの３次元の図である。 第２図はこの発明の正面図である。 第３図は第２図と同様のこの発明の正面図であるが、ワ
ークピースが定位置に置かれプローブが同中心の測定の
ために調節されたこの発明を例示する。 第４図はこの発明の上面図である。 第５図はこの発明のワークピース支持部分の端面図であ
る。 第６図はこの発明のゲージ支持部分の端面図である。 図において10は同中心ゲージ、12はベース、14はブロッ
ク、16はゲージキャリア、18はゲージ、15はワークピー
ス支持部分、25はゲージ支持部分、36はキャリアシャフ
ト、38はガイドシャフト、20はヨーク、26はクランプバ
ー、60はクランプ支点、22は被駆動ローラ、24は遊びロ
ーラ、32はＯリング、34はダイヤル、35はワークピー
ス、51および53は軸受、56はプローブ、58はプローブ支
持アセンブリ、39は平らな部分、50は磁石、38はガイド
シャフト、36はキャリアシャフト、48は調節ねじ、49は
調節クランプ、44はクランプナット、42はクランプ板、
52は上下調節シャフトである。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ワークピースを保持しかつ回転させるため
   に少なくとも１つの被駆動ローラと少なくとも１つの遊
   びローラとを有するワークピース支持手段と、 前記ワークピース支持手段に保持されたワークピースに
   測定動作時において接触するプローブを含むゲージと、 前記ゲージを支持するゲージ支持手段と、 前記プローブをワークピースに接触させるために、ワー
   クピースに対して少なくとも２つの方向の前記ゲージの
   位置を調節するためのゲージ位置調節手段と を備え、 前記ゲージ位置調節手段は、前記ワークピース支持手段
   から延在する１対の平行なシャフトを含み、 前記１対のシャフトのうちの一方のシャフトは、前記ゲ
   ージの前記ワークピースへの移動経路を規制するととも
   に該一方のシャフトの周りに前記ゲージが回動可能なよ
   うに、前記ゲージ支持手段を摺動可能状態で嵌合し、 前記１対のシャフトのうちの他方のシャフトは、前記一
   方のシャフトの周りの前記ゲージの回動を所望の位置で
   止めるように、前記ゲージ支持手段と選択的に係合す
   る、ワークピースの同中心性を測定するための装置。
2. 【請求項２】前記ワークピース支持手段が、２つの被駆
   動ローラおよび１つの遊びローラを含み、前記被駆動ロ
   ーラは、ワークピースを回転させるために手動ダイヤル
   によって駆動される、特許請求の範囲第１項に記載のワ
   ークピースの同中心性を測定するための装置。
3. 【請求項３】前記ゲージ支持手段が、前記他方のシャフ
   トとの前記選択的な係合のために磁気手段を含む、特許
   請求の範囲第１項に記載のワークピースの同中心性を測
   定するための装置。
4. 【請求項４】前記ワークピース支持手段および前記ゲー
   ジ位置調節手段を保持するための一体のベースをさらに
   備えた、特許請求の範囲第１項に記載のワークピースの
   同中心性を測定するための装置。
5. 【請求項５】前記被駆動ローラに対する前記遊びローラ
   の位置を制御するための手段をさらに含む、特許請求の
   範囲第２項に記載のワークピースの同中心性を測定する
   ための装置。
6. 【請求項６】前記被駆動ローラに対する前記遊びローラ
   の位置を制御するための手段が、ワークピースを保持す
   るために前記遊びローラが前記被駆動ローラを強制的に
   係合することを引き起こすためのバネ負荷を有する、特
   許請求の範囲第５項に記載のワークピースの同中心性を
   測定するための装置。