JPH0861902A

JPH0861902A - 広範囲定寸装置

Info

Publication number: JPH0861902A
Application number: JP19403094A
Authority: JP
Inventors: Ichiro Okabe; 一郎岡部; Toshio Maruyama; 敏男丸山; Seiichi Oikawa; 成一追川; Kaoru Ono; 薫小野
Original assignee: Toyoda Koki KK
Current assignee: Toyoda Koki KK
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2018-06-16
Also published as: JP3417073B2

Abstract

(57)【要約】【目的】測定物Ｗの径の変位に対する追従を安定化さ
せ、正確な測定値を得ることを目的とする。【構成】第１の可動部材１４と第２の可動部材１６を板
バネ１７によって連結し、第１の可動部材１４をコレッ
ト３２によってロックした状態で、第２の可動部材１６
側に設けられた接触子２３を板バネ１７の押圧力によっ
て測定物Ｗの径の変位に追従させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、測定物の直径線上に接
触する一対の接触子を備え、測定物の寸法を測定する広
範囲定寸装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、差動トランス式の位置検出器を用
いた広範囲定寸装置には、定寸装置本体に固定された２
本のガイドロッドに軸受を介して可動部材を鉛直方向に
案内し、この可動部材を昇降装置によって昇降させ、可
動部材側と定寸装置本体側とにそれぞれ測定物の直径線
上に対向して設けられた一対の接触子を測定物に接触さ
せ、この状態で、加工による測定物の径の変位に可動部
材側の接触子を可動部材の自重による下降にて追従させ
るようにしたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように測定物の
径の変位に対しての追従を可動部材の自重により行って
いるため、上記軸受にすべり軸受を用いた場合、ガイド
ロッドとすべり軸受との間に生じるすべり抵抗が径の変
位に対する追従に影響を及ぼし、追従遅れが生じるとい
う問題があった。また、可動部材をボールベアリング等
のころがり軸受を用いた場合においては、ガイドロッド
とボールとの間にすべりが生じるため、同様に追従遅れ
が生じるという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の広範囲定寸装置
は、上述した問題を解決するためになされたもので、請
求項１に記載の発明においては、測定物に接触する第１
の接触子が取り付けられた定寸装置本体と、この定寸装
置本体に前記測定物に対して摺動可能に支持された第１
の可動部材と、この第１の可動部材の摺動方向と平行な
方向に前記測定物に対して移動可能に設けられ、前記第
１の接触子と前記測定物を挟んで相対向する第２の接触
子が取り付けられた第２の可動部材と、この第２の可動
部材と前記第１の可動部材とを第１の可動部材の摺動方
向に相対変位可能に連結するとともに前記第２の可動部
材を前記第１の可動部材から離間する方向に押圧する板
バネと、前記第１の可動部材を前記定寸装置本体に対し
て相対移動させる移動装置と、前記第１および第２の接
触子が前記測定物に接触した位置で前記第１の可動部材
を前記定寸装置本体に結合する結合手段と、前記定寸装
置本体に対する前記第１の可動部材の相対変位位置を検
出する第１の位置検出手段と、前記第１の可動部材に対
する前記第２の可動部材の相対変位位置を検出する第２
の位置検出手段とを備えたことを特徴とするものであ
る。

【０００５】請求項２の発明においては、測定物に接触
する第１の接触子が取り付けられた定寸装置本体と、こ
の定寸装置本体に前記測定物に対して摺動可能に支持さ
れた第１の可動部材と、この第１の可動部材の摺動方向
と平行な方向に前記測定物に対して移動可能に設けら
れ、前記第１の接触子と前記測定物を挟んで相対向する
第２の接触子が取り付けられた第２の可動部材と、この
第２の可動部材と前記第１の可動部材とを第１の可動部
材の摺動方向に相対変位可能に連結するとともに前記第
２の可動部材を前記第１の可動部材から離間する方向に
押圧する板バネと、前記第１の可動部材に挿通され上昇
した時に前記第１の可動部材と係合する昇降ロッドと、
この昇降ロッドを昇降させる昇降装置と、前記第１の可
動部材に挿通され一端が前記本体に固定され、他端が前
記昇降ロッドの先端が係合することによって開閉し、前
記第１および第２の接触子が前記測定物に接触した位置
で前記第１の可動部材をロックするコレットと、前記定
寸装置本体に対する前記第１の可動部材の相対変位位置
を検出する第１の位置検出手段と、前記第１の可動部材
に対する前記第２の可動部材の相対変位位置を検出する
第２の位置検出手段と、前記第１の位置検出手段から検
出された第１の位置信号と前記第２の位置検出手段から
検出された第２の位置信号とを加算する演算手段とを備
えたことを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】請求項１に記載の構成により、測定物に対する
測定終了後、結合手段による定寸装置本体に対する第１
の可動部材の結合を解除し、移動装置により第１の可動
部材を測定物から離間する方向に移動させ、移動端位置
で退避する。次に、新しい測定物に対して測定を行う
際、第１の接触子が測定物に接触した状態で移動装置に
より第１の可動部材を測定物に近接する方向に移動させ
る。

【０００７】そして、第２の接触子が測定物に接触し、
第１の可動部材が停止した後、結合手段によって第１の
可動部材を定寸装置本体に結合する。この時、定寸装置
本体に対して結合された第１の可動部材の位置が第１の
位置検出手段によって検出される。この状態で、測定物
の加工が行われることによって、測定物の径が減少する
と、その径の減少に応じて、第２の可動部材つまり、第
２の接触子が板バネの押圧力により追従変位される。こ
の時、第１の可動部材に対する第２の可動部材の相対変
位位置が第２の位置検出手段によって検出される。

【０００８】請求項２に記載の構成により、測定物に対
する測定終了後、昇降装置により昇降ロッドが上昇され
る。この昇降ロッドの上昇に伴って、昇降ロッドとコレ
ットの係合解除によりコレットの第１の可動部材に対す
るロックが解除され、次いで昇降ロッドが第１の可動部
材と係合し、第１の可動部材および第２の可動部材と一
体的に上昇し、上昇端位置で退避する。

【０００９】次に、新しい測定物に対して測定を行う
際、第１の接触子が測定物に接触した状態で昇降装置に
より昇降ロッドを下降させる。ここで、第１の可動部材
および第２の可動部材は自重で下降する。そして、第２
の可動部材の下降によって第２の接触子が測定物に接触
すると、まず、第２の可動部材が停止し、次いで、第１
の可動部材が停止する。

【００１０】そして、昇降ロッドがさらに下降し、この
昇降ロッドとの係合によってコレットが押し広げられ、
コレットが第１の可動部材をロックする。この時、ロッ
クされた第１の可動部材の位置が第１の位置検出手段に
よって検出される。この状態で、測定物の加工が行われ
ることによって、測定物の径が減少すると、その径の減
少に応じて、第２の可動部材つまり、第２の接触子が板
バネの押圧力により追従変位される。この時、第１の可
動部材に対する第２の可動部材の相対変位位置が第２の
位置検出手段によって検出される。

【００１１】そして、第１の位置検出手段から出力され
る第１の位置信号と第２の位置検出手段から出力される
第２の位置信号は演算手段にて加算演算され、この演算
された値が測定物に対する全体の位置信号として出力さ
れる。

【００１２】

【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１において、１０は定寸装置本体であり、この定寸装
置本体１０にはブラケット１１が固定されている。この
ブラケット１１には、鉛直方向に伸びるガイドシャフト
１２が固定され、図２に示すように、このガイドシャフ
ト１２に軸受スリーブ１３を介して第１の可動部材１４
が鉛直方向に摺動可能に案内されている。軸受スリーブ
１３は係止部材１５、１５によって第１の可動部材１４
に対する相対移動が拘束されている。

【００１３】前記定寸装置本体１０内であって、第１の
可動部材１４の下側には、第２の可動部材１６が設けら
れ、この第２の可動部材１６は第１の可動部材１４に板
バネ１７によって第１の可動部材１４に対して前記ガイ
ドシャフトとほぼ平行な方向に相対変位可能に連結され
ている。この板バネ１７の切欠き部１７ａの底部を支点
として第２の可動部材１６は下方に押圧されるようにな
っている。第１の可動部材１４には図３に示すように第
２の可動部材１６との離間距離を規制する保持部材１８
が設けられている。この保持部材１８の一端は第１の可
動部材に固着され、他端は第２の可動部材１６に形成さ
れた挿通孔１９内に挿通されている。保持部材１８の他
端側の先端にはフランジ部１８ａが形成され、このフラ
ンジ部１８ａが挿通孔１９に内方に突出して形成された
突出部１９ａと係合することにより、第１の可動部材１
４と第２の可動部材１６とが一定距離以上離間しないよ
うになっている。

【００１４】また、前記保持部材１８の外周には、第１
の可動部材１４に対して第２の可動部材１６を下方向に
補助的に付勢する補助スプリング５１が設けられてい
る。第２の可動部材１６には、前記定寸装置本体１０を
挿通して下方に伸びる支持軸２０を介して第１のアーム
２１が固定され、一方、前記定寸装置本体１０には下方
に伸びる第２のアーム２２が固定され、両アーム２１、
２２の先端には測定物Ｗの外周面に接触する一対の接触
子２３、２４がそれぞれ鉛直方向に対向して設けられて
いる。

【００１５】ここで、定寸装置本体１０側の接触子２４
は第１の接触子に、第２の可動部材１６側の接触子２３
は第２の接触子に相当する。図１中、接触子２４に隣接
して設けられている２５は測定物Ｗを接触子２４に案内
するための案内部材である。前記定寸装置本体１０の上
部にはシリンダ部材２６が固着され、このシリンダ部材
２６内にはシリンダ２７が形成されており、このシリン
ダ２７には鉛直方向に摺動可能にピストン２８が嵌挿さ
れている。このシリンダ２７はエアシリンダであって、
ピストン２８によって区画されたシリンダ室２８ａ、２
８ｂに供給通路を介して圧縮空気が供給される。図１中
２９はシリンダ室２８ｂへ圧縮空気を供給するため、シ
リンダ部材２６に形成された供給通路であり、この供給
通路２９は配管等を介して図略のエアポンプの供給ポー
トに接続されている。

【００１６】前記ピストン２８には下方に伸びるピスト
ンロッド３０が一体的に形成され、このピストンロッド
３０は、図２に示すように、前記第１の可動部材１４に
鉛直方向に形成された内孔３１に挿通されている。内孔
３１内のピストンロッド３０にはフランジ部３０ａが形
成され、一方、内孔３１の開口端にはフランジ部３０ａ
の径より小さい小径部３１ａが形成され、ピストンロッ
ド３０の上昇によって、フランジ部３０ａと小径部３１
ａが係合し、これによって、第１の可動部材１４が上昇
される。

【００１７】ここで、ピストンロッド３０は昇降ロッド
に、シリンダ２７およびピストン２８は昇降装置に相当
する。また、内孔３１には、前記定寸装置本体１０に固
定されたコレット３２が介挿され、このコレット３２内
周にはテーパ３２ａが形成され、一方、このテーパ３２
ａに係合するテーパ３０ｂが前記ピストンロッド３０の
先端に形成されている。従って、コレット３２はピスト
ンロッド３０の進退によって開閉し、ピストンロッド３
０がコレット３２を押し広げた際、コレット３２の外周
面が内孔３１を押圧することによって第１の可動部材１
４がロックされる。

【００１８】前記第２の可動部材１６には前記第１の可
動部材１４を係止する係止部材３３が設けられており、
この係止部材３３に対向して第１の可動部材１４には当
接部３４が設けられており、この当接部３４はボール３
４ａとこのボール３４ａを下方に付勢するバネ３４ｂと
によって構成され、当接部３４は係止部材３３に当接
し、第１の可動部材１４がロックされた状態でも、測定
物Ｗの加工時の接触子２３の上下変動を吸収し、第１の
可動部材１４に対して影響を及ぼさない様になってい
る。

【００１９】図１、図２における３５、３６は第１の可
動部材１４の移動範囲を規制する規制部材でそれぞれブ
ラケット１１に設けられ、規制部材３５は上昇端を、規
制部材３６は下降端を規制するものである。上記第１の
可動部材１４および第２の可動部材１６にはコイル内を
鉄心等のコアが相対移動することにより位置信号が出力
される公知の作動トランス式の位置検出器４２、４６が
それぞれ設けられている。

【００２０】詳細に説明すると、前記第１の可動部材１
４には、鉛直方向上方に突出して先端にコア３７ａ、３
７ｂが設けられた長さの相違する移動軸３８ａ、３８ｂ
が並列に設けられている。これらコア３７ａ、３７ｂに
それぞれ対応してブラケット１１にはコイル保持部材３
９を介してコイル４０ａ、４０ｂが並列して設けられて
いる。ここで、移動軸３８ｂは移動軸３８ａに対して短
く形成することによって、コア３７ａとコイル４０ａと
によって大径の測定物Ｗに対する大径用位置検出器４１
ａを、コア３７ｂとコイル４０ｂとによって小径の測定
物Ｗに対する小径用位置検出器４１ｂを構成しており、
大径用位置検出器４１ａと小径用位置検出器４１ｂとで
第１の位置検出器４２を構成している。ここで、大径用
位置検出器４１ａと小径用位置検出器４１ｂとから出力
される位置信号は測定物Ｗの径に応じて、後述する切替
回路４７にてそれぞれ切替えられるようになっている。
従って、第１の位置検出器４２によって定寸装置本体１
０に対する第１の可動部材１４の相対変位位置が検出さ
れる。

【００２１】同様に、前記第２の可動部材１６には、先
端にコア４３が設けられた移動軸４４が設けられ、この
コア４３に対応してコイル４５が前記第１の可動部材１
４に設けられており、このコア４３とコイル４５とによ
って第２の位置検出器４６を構成している。従って、こ
の第２の位置検出器４６によって第１の可動部材１４に
対する第２の可動部材１６の相対変位位置が検出され
る。

【００２２】図４において、前記第１の位置検出器４２
を構成する大径用位置検出器４１ａ、小径用位置検出器
４１ｂはそれぞれ切替回路４７に、この切替回路４７と
前記第２の位置検出器４６はそれぞれ演算回路４８に、
この演算回路４８は比較器４９に、それぞれ接続され、
比較器４９には設定器５０が接続されている。従って、
第１の位置検出器４２を構成する大径用位置検出器４１
ａ、小径用位置検出器４１ｂからそれぞれ出力される出
力電圧に応じて切替回路４７において、演算回路４８に
出力する出力信号が切替られ、そして、演算回路４８に
おいて、第１の位置検出器４２から出力される第１の可
動部材１４に対する位置信号と、第２の位置検出器４６
から出力される第２の可動部材１６に対する位置信号と
を加算する。この加算された位置信号は比較器４９に出
力され、設定器５０にて予め設定された基準測定物に対
する位置信号の値と比較され、一致すると、比較器４９
より定寸信号ＡＳが出力されるようになっている。

【００２３】ここで、第１の位置検出器４２は第１の位
置検出手段に、第２の位置検出器４６は第２の位置検出
手段に、演算回路４８は演算手段にそれぞれ相当する。
次に、上述した構成に基づいて作動を説明する。図略の
加工装置による測定物Ｗの加工終了後、図１に示す状態
から図略のエアポンプによりシリンダ室２８ｂに圧縮空
気を供給することによって、ピストン２８が上昇され
る。ピストン２８が所定量上昇すると、ピストンロッド
３０のフランジ部３０ａが第１の可動部材１４の小径部
３１ａと係合し、第１の可動部材１４がガイドロッド１
２に案内されて上昇される。この時、コレット３２のテ
ーパ３２ａとピストンロッド３０のテーパ３０ｂとの係
合が解除され、第１の可動部材１４のコレット３２によ
るロックが解除される。

【００２４】一方、第２の可動部材１６は、第１の可動
部材１４の上昇によって、板バネ１７の作用によって第
１の可動部材１４から離間されるが、保持部材１８のフ
ランジ部１８ａと第２の可動部材１６に形成された突出
部１９ａとが係合することにより、保持部材１８に第２
の可動部材１４が保持された状態で上昇される。そし
て、第１の可動部材１４は規制部材３５に当接する上昇
端位置まで上昇された位置で退避する。

【００２５】次に、図略の移載装置により測定物Ｗから
広範囲定寸装置を退避させ、測定物搬入出装置により加
工済の測定物Ｗの搬出および新しい測定物Ｗの搬入を行
う。そして、再び、図略の移載装置により測定位置まで
広範囲定寸装置を移動させる。この時、測定物Ｗは案内
部材２５によって接触子２４に案内される。次に、図略
のエアポンプによりシリンダ室２８ａに圧縮空気を供給
することによって、ピストン２８を下降させる。ピスト
ン２８の下降によってピストンロッド３０、第１の可動
部材１４および第２の可動部材１６が下降する。ここ
で、第１の可動部材１４および第２の可動部材１６は自
重で下降する。

【００２６】第２の可動部材１６の下降によって、接触
子２３の先端が測定物Ｗに当接すると、まず、第２の可
動部材１６が停止する。第２の可動部材１６は停止する
が、第１の可動部材１４はさらに下降し、第２の可動部
材１６に設けられた係止部材３３と第１の可動部材１４
に設けられた当接部３４のボール３４ａとが当接し、第
１の可動部材１４が停止する。ここで、第１の可動部材
１４の下降によって、図３に示す保持部材１８のフラン
ジ部１８ａと第２の可動部材１６の突出部１９ａとの係
合が解除される。

【００２７】第１の可動部材１４の停止後、ピストンロ
ッド３０はさらに下降し、ピストンロッド３０の先端に
形成されたテーパ３０ｂとコレット３２のテーパ３２ａ
とが係合する。ピストンロッド３０がコレット３２を押
し広げることによって、コレット３２の外周が第１の可
動部材１４に形成された内孔３１を押圧し、第１の可動
部材１４をロックする。

【００２８】この時、ロックされた第１の可動部材１４
の定寸装置本体１０に対する相対変位位置（第１の位置
信号）が第１の位置検出器４２によって検出される。こ
の状態で、測定物Ｗに対して、図略の加工装置によって
所定の加工が行われ、測定物Ｗの径が減少すると、その
径の減少に応じて第２の可動部材１６が板バネ１７およ
び補助スプリング５１の押圧力により追従変位される。

【００２９】この時、第２の可動部材１６の追従変位つ
まり、第１の可動部材１４に対する相対変位位置（第２
の位置信号）が第２の位置検出器４６によって検出され
る。そして、第１の位置検出器４２と第２の位置検出器
４６からは常時位置信号が出力されており、さらに、こ
れら両位置信号が演算回路４８にて加算演算されて出力
されており、予め設定された基準測定物に対する位置信
号の値と一致すると、比較回路４９より定寸信号ＡＳが
出力される。

【００３０】上記においては、第１の可動部材１４に対
する案内支持が一本のガイドロッド１２による片持ちス
ライドとしたので、従来のようなガイドロッド２本を用
いた平行スライドに対して、平行度不良による動作不良
が発生しないという利点がある。また、第１の可動部材
１４に対して第２の可動部材１６を下方向に補助的に付
勢する補助スプリング５１を設けたので、さらに確実に
工作物Ｗの径変化に対して接触子２３を安定して追従さ
せることができ、安定した測定値が得られる。

【００３１】なお、上記実施例においては、シリンダ２
７の作動によってピストンロッド３０を介して第１の可
動部材１４を上下移動させるようにしたが、ピストンロ
ッド３０に手動操作用のレバーを取り付け、ピストンロ
ッド３０の上下移動を手動で行うとともに、コレット３
２の第１の可動部材１４に対するクランプ・アンクラン
プ動作を手動で行うようにしても良い。

【００３２】さらに、上記実施例において、ガイドロッ
ド１２と第１の可動部材１４との間の軸受として、すべ
り軸受を用いたが、ストロークベアリング等のころがり
軸受を用いても良い。

【００３３】

【発明の効果】本発明の広範囲定寸装置によると、研削
加工による測定物径の変化に対して板バネによって追従
させるようにしたので、従来のように、軸受のすべり抵
抗、ボールベアリングのボールにおけるすべり等による
動作不良が生じないため、安定した追従が得られ、測定
値が安定する。

【００３４】さらに、工作物径取代バラツキにより、第
１の可動部材がずれてロックされても、接触子側（第２
の可動部材側）とスライド側（第１の可動部材側）の両
方で全体の位置を演算しているため、正確な測定値が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す広範囲定寸装置の全体図
である。

【図２】図１における要部拡大断面図である。

【図３】保持部材の設置状態を示す断面図である。

【図４】本発明の広範囲定寸装置の制御回路である。

【符号の説明】

１０定寸装置本体１４第１の可動部材１６第２の可動部材１７板バネ２３接触子（第２の接触子）２４接触子（第１の接触子）２７シリンダ（昇降装置）２８ピストン（昇降装置）３０ピストンロッド（昇降ロッド）３２コレット（結合手段）４２第１の位置検出器（第１の位置検出手段）４６第２の位置検出器（第２の位置検出手段）４８演算回路（演算手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｂ 21/02 Ｇ 21/10 (72)発明者小野薫愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地豊田工機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】測定物に接触する第１の接触子が取り付
けられた定寸装置本体と、この定寸装置本体に前記測定
物に対して摺動可能に支持された第１の可動部材と、こ
の第１の可動部材の摺動方向と平行な方向に前記測定物
に対して移動可能に設けられ、前記第１の接触子と前記
測定物を挟んで相対向する第２の接触子が取り付けられ
た第２の可動部材と、この第２の可動部材と前記第１の
可動部材とを第１の可動部材の摺動方向に相対変位可能
に連結するとともに前記第２の可動部材を前記第１の可
動部材から離間する方向に押圧する板バネと、前記第１
の可動部材を前記定寸装置本体に対して相対移動させる
移動装置と、前記第１および第２の接触子が前記測定物
に接触した位置で前記第１の可動部材を前記定寸装置本
体に結合する結合手段と、前記定寸装置本体に対する前
記第１の可動部材の相対変位位置を検出する第１の位置
検出手段と、前記第１の可動部材に対する前記第２の可
動部材の相対変位位置を検出する第２の位置検出手段と
を備えたことを特徴とする広範囲定寸装置。
【請求項２】測定物に接触する第１の接触子が取り付
けられた定寸装置本体と、この定寸装置本体に前記測定
物に対して摺動可能に支持された第１の可動部材と、こ
の第１の可動部材の摺動方向と平行な方向に前記測定物
に対して移動可能に設けられ、前記第１の接触子と前記
測定物を挟んで相対向する第２の接触子が取り付けられ
た第２の可動部材と、この第２の可動部材と前記第１の
可動部材とを第１の可動部材の摺動方向に相対変位可能
に連結するとともに前記第２の可動部材を前記第１の可
動部材から離間する方向に押圧する板バネと、前記第１
の可動部材に挿通され上昇した時に前記第１の可動部材
と係合する昇降ロッドと、この昇降ロッドを昇降させる
昇降装置と、前記第１の可動部材に挿通され一端が前記
本体に固定され、他端が前記昇降ロッドの先端が係合す
ることによって開閉し、前記第１および第２の接触子が
前記測定物に接触した位置で前記第１の可動部材をロッ
クするコレットと、前記定寸装置本体に対する前記第１
の可動部材の相対変位位置を検出する第１の位置検出手
段と、前記第１の可動部材に対する前記第２の可動部材
の相対変位位置を検出する第２の位置検出手段と、前記
第１の位置検出手段から検出された第１の位置信号と前
記第２の位置検出手段から検出された第２の位置信号と
を加算する演算手段とを備えたことを特徴とする広範囲
定寸装置。