JPS5992302A - 直線寸法を検査するためのプロ−ブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、支持手段と、この支持手段、に対して移動可
能であり、かつ被検査部片に触れるようになっているフ
イーラ手段を一端に担持する腕とを有し、その可動腕が
長手方向幾何学的軸線を形成し、さらに支持手段に関し
て二つの対向方向に沿ったフイーラ手段の変位をトチよ
うに腕を支持手段に連結するだめの連結手段と、腕およ
び連結手段と関連した検出手段とを有する、機械的部片
の寸法のような直線寸法を検査するだめのプローブに関
する。

丁でに知らｎているように、現在旋回機械や機械加工セ
ンタに、機械加工された部片、捷たけ機械加工すべき部
片や工具の直線寸法を検ｆＴるためのヘッドまたはプロ
ーブを設ける傾向が発現している。

これらのヘッドは、部片また（は工具と接触するように
なっているツイーン要素を担持する腕と、支持体と、腕
を支持体に連結するための装置−こ几によりツイーンを
一つまたは複数の軸線に沿って変位させることができる
ーと、検出手段とを有する。

検出手段は、測定信号（通常比較型の）？：与えるため
の位置変換器、またはツイーンと部片（または工具）の
表面の間に起る機械的接触の結果として開く電気的接点
を含む。第二の場合に、電気的接点が開くと、測定信号
の読取ｆ）ｋ制御する論理信号が発生し、測定信号は、
ヘッドおよび／または部片およびまたは工具を取りつけ
である工作機械のスライダーと関連した変換器により与
えら扛る。

同様な用途のために特別に作られたヘッドの本質的な必
要条件は、頑丈なことと、再生できること、丁なわち測
定値全反復できることと、配置寸法が小さいことである
のは明らかである。

周知のヘッドまたはプローブでは、これらの対照的に目
立つ必要条件の間で、完全には満足でない折衷案が得ら
れている。特に、周知のヘッドの大部分は、可動腕を支
持体に結合する装置が、摩擦や隙間を伴うンステムに基
いているため、適度に正確な反復可能性を有する。

本発明が解決しようとする目的は、すでに知られたプロ
ーブと比較して、前述した対照的に目立つ必要条件の間
で一層良好な折衷案を保証するプローブ全提供すること
である。

次の詳細な記載から一層明らかになる本発明の前述のお
よび他の目的や利点をなしとげるには、前述の型式のプ
ローブにおいて本発明により次のようにＴる。すなわち
、前記連結手段は、可動腕に固定された第一部分と、支
持手段に固定された第二部分と、第一および第二部分の
二つの平行なかつ独特の相互回転軸線を形成するように
なっている比較的厚さの薄い二つの区分を有する中間部
分とを有する一体的部材を備え、検出手段は、第一部分
に結合さ几た第一要素と中間部分に結合さｆた第二要素
上官する第一の一対の要素と、第二部分に結合さｎた第
三要素と中間部分に結合さ几た第四要素上官する第二の
一対の要素とを含む。

以下、本発明の好ましい実施例を図面により詳細に説明
下る。

第１図〜第３図に示した触感グローブは、はぼ円筒形の
外側・・ウジングを含む支持手段を有し、このハウジン
グを第１図に図形的に示しかつ参照数字１で示しである
。ヘッドの長手方向幾何学的軸線と一体止状態の下で一
一致する長手方向幾何学的軸線全形成する可動腕２が、
一端にツイーン手段、丁なわちツイーン３全担持してい
る。このツイーン３ば、ヘッド全敗り付けである工作機
械の論理回路により制御される部片またはヘッドの変位
の結果として部片４の表面と接触することができる。

可動腕２は、ハウジング１によジ、基本的には一体的部
材またはブロック５からなる連結手段により担持されて
いる。部材５には、図示さｎてない仕方で可動腕２が締
め付けら１ている第一部分６と、図示式扛てない仕方で
支持ハウジング１に固着てれる第二部分７と、中間部分
８とがある。

中間部分８には、二つの円筒状貫通孔９と１０がある。

中間部分８には、孔９と１０で終る二つの切れ口１１と
１２も形成されており、こ扛らの切れ目は、斜めの方向
の二つの平行な区分と水平方向の二つの区分とを有する
。

このようにして、薄い、弾性的に変形可能な、丁なわち
可撓性の二つの区分１３と１４が形成され、こ庇らの区
分により、ヘッドの長手方向幾何学的軸線に対しかつ第
１図の平面に対し垂直な平面にある二つの平行な独特の
幾何学的軸線の周りを腕２が回転変位することができる
。腕２の上方区分は、必要な振幅の変位をさせるために
十分な隙間をもって、ブロック５に形成テ牡だ孔１５に
収容さｎている。実際に、変位は制限された振幅である
ので、ツイーン３が、第１図の平面にある直線の二つの
対向方向に沿って移動する。

部分６が水平な翼部１６ヲ有し、この翼部は、中間部分
８により区画された水平な平らな而１７に面している。

単独の参照数字８により示された二つの確実ストッパー
が二つの翼部１６と表面１７に固定されている。

同じように、部分７が水平な翼部１９ヲ有し、この翼部
１９は、中間部分８により区画さｒた水平な平らな面２
０に面している。簡単にするために単一の参照数字２１
により示された二つの確実ストツノく−が翼部１９と面
２０に固定烙れでいる。休止状態では、二つの確実スト
ッパー１８と二つの確実ストッパー２１がそｎぞ扛互い
にしっかりと当接する。

確実ストッパー、丁なわち基準当接部１８と２１は、ツ
イーン３が矢印＋又と−Ｘにより示てれた方向に沿って
変位するときに腕２が回転する中心の軸線を形成するの
に役立つ。実際に、ツイーン３が、矢印−Ｘにより示さ
れる方向に動く場合には、二つの確実ストッパー２１が
相互にもたれあうように付勢され、その結果面２０と翼
部１９が実質的に相互運動を受けないが、腕２と第一部
分６が、区分１４により形成された軸線の周！ｌｌ’ｉ
回転する。

反対に、ツイーン３が＋Ｘ方向に変位丁れば、第二部分
７が静止したままである。翼部１６と而１７が実質的に
どんな相互運動も受けないで、区分１３により形成され
た軸線の周りを腕２と共に回転する。

休止状態では、腕２の幾何学的軸線が、区分１３と１４
により形成された回転軸線から等距離だけ離ｎている。

８２２　Ｋは、第一の電気的接点２３および第一の確実
ストッパー冴が結合された第一区分と、第一部分６と一
体に連結された第二区分とがある。棒２２の区分２５が
十分に小さい減少厚さを有するので、区分２５が、第１
図の平面に垂直な、従って区分１３と１４により形成烙
れた回転軸線に対し平行な棒２２の回転軸線全形成して
弾性的に変形することができる。

第二の確実ストッパー２６が、休止状態では、確実スト
ッパーＵに当接しないように翼部１６に結合されている
。

中間部分８が垂直翼部２７ケ有し、その上端には、休止
状態で第一接点２３と接触する第二の電気的接点部が結
合されている。

第二の棒２９には、第三の電気的接点３０および第三の
確実ストッパー３１が結合きｎた第三区分と、第二部分
７と一体に連結された第二区分とがある。

棒２９の区分３２が十分小さい減少厚さを有するので、
区分３２は、第１図の平面に対し垂直な、従って区分１
３と１４により形成された回転軸線に対し平行な棒２９
の回転軸線を形成して弾性的に変形することができる。

第四の確実ストッパー３３が、休止状態で確実ストッパ
ー３１に当接しないように翼部１９に結合されている。

中間部分８が垂直翼部３４ヲ有し、その下端には、休止
状態で第三の接点３０と接触する第四の電気的接点３５
が結合されている。

接点２３　、２８および３０　、３５の閉鎖と確実スト
ッパー１８および２１の当接は、休止状態では二つの戻
しはね３６　、３７により確保されており、こｒしらの
戻しばねは、棒２２および近くのＲ部２７に、かつ棒２
９および近くの翼部３４にそれぞれ結合された端部を有
する。

ツイーン３が−Ｘ方向に移動すると、初めに、ばね３６
のおかげで接点２３と２８が閉じたままでいるが、棒２
２の第一区分が、区分２５により形成された回転軸線の
周りを回転する。次いで、確実ストッパー２６が確実ス
トッパー２４に当接し、その結果棒２２と部分６の相互
の回転が止′！、Ｖ、接点２３と２８が開いて、ツイー
ン３の変位が−Ｘ方向に起ったこと金示す論理信号を生
じる（このツイーン３の変位は、例えばヘッドが、第１
図の左側から右側へ移動することにより、部片４全示し
である側に関してツイーン３の他方の側に位置した部片
と接触するときに起る）。

同様にして、ツイーン３が部片４と接触する結果として
＋Ｘ方向に変位すると、初めにはね３７の作用のおかげ
で、接点３０と３５が閉じたままでいるが、棒２９の第
一区分が、区分３２により形成さｎる回転軸線の周り全
回転する。次いで、確実ストツバー３１が確実ストッパ
ー３３と接触し、その結果部分７に対する棒２９の相互
の回転が止まり、接点３０と３５が離れて、＋Ｘ方向に
ツイーン３の変位が起ったことを示す論理信号を生じる
。

上記のことから分るように、休止状態で確実ストッパー
冴、２６と３１　、３３の間の距離がヘッドの予備行程
を形成し、丁なわちツイーン３が、検査子べき部片と接
触する前に移動しなければならない変位の存在が電包的
に検出される。

第１図に示したヘッドの構造によれば、ツイーン３は、
稈の矢印により示された方向にさえ動くことができる。

この場合には、区分１３と１４により形成された軸線の
周りの回転運動の組合わせにより、＋Ｙ方向に沿って第
一部分６が並進する。

第４図に示したように、接点２３　、２８と３０　、３
５が、論理ユニット３８に接続さ詐た電気的直列回路に
配置さ九ている。＋Ｙ方向に変位した結果、二対の接点
のうち一方が例えば対の３０　、３５が常に最初に開く
ように確実ストッパー２４　、２６と３１　、３３の相
互の距離が異なることもできる。

予備行程が必要でない場合には、第５図に示したように
、ヘッドの構造を単純化１〜てその寸法を一層小さくす
ることができるが、それは多くの点で第１図と同様であ
るので簡凰にしか述べない。

一体的部材３９が、腕４０る連結しである部分で、部材
５について述べたと同様に変形する。しかしながら、こ
の場合に、要素４１　、４２および４３　、４４−これ
ら（はそれぞれ翼部４５に、水平な平らな面４６に、翼
部４７および水平な平らな面４８に固定さ几ているーは
、二対の確実ストッパー（第１図の確実ストッパー２４
．２６および３１　、３３に少なくとも部分的に類似し
ている）として、基準ストッパー（第１図の基準描接部
１８と２１により達成ざｎる機能と同様な機能をもつ）
として、および休止状態でばね４９と５０により閉じら
れた二対の電気的接点（第１図の接点２３　、２８およ
び３０　、３５により達成される機能と同様な機能をも
つ）として作用する。こｎらの接点は、腕４０の自由端
に結合されたツイーン５１の変位により部材３９の二つ
の薄い区分５２　、５３が弾性的に変位するや否や開く
。

第６図に概略的に示したヘッドについては、その構造と
作用を前の記載から容易に理解できるので簡単にしか述
べな°ハ。このヘッドは単独の一体的部材５４を含むが
、この一体的部材５４は、互いに一体に連結ざｎている
が９０’だけ変位さ扛た、第５図の３９に対応する二つ
の一体的部材の機能を実質的になしとげる。

部材５４は、可動腕５６の一端が締め付けらｎた部分、
丁なわち翼部５５ヲ有し、可動腕５６の他端にはツイー
ン５７が担持されている。

部材５４の他方の部分５８が支持体５９に固定さｎてい
る。

部材５４は、弾性的に変形できるように比較的薄い厚さ
を有する重要な部分により腕５６の四つの回転軸線を形
成する。

区分６０と６１により形成された回転軸線は互いに平行
であり、休止状態で、□腕５６により形成された幾何学
的軸線に対し垂直な平面に存在し、そして前記幾何学的
軸線から等しい距離をおいている。

区分６２および６３により形成さルた回転軸線は互いに
平行であり、区分６０と６１により形成された軸線の方
向に対して垂直な方向を有し、休止状態で、腕５６によ
り形成された幾何学的軸線に対し垂直な他の平面に存在
し、そして前記幾何学的軸線から等しい距離をおいてい
る。腕５６が部材５４の孔を通っている。この孔一点線
６４で示しであるーは、腕が＋／−Ｘおよびφ乙方向に
沿って横に変位できるように十分大きい直径を有する。

四対の電気的接点６５．６６；　６７、６８；　６９．
７０；７１、７２が、論理ユニット７３を含む検出回路
に直列に接続されている。電気的接点６５−７２も確実
ストッパーとして作用するのは明らかである。ヘッドは
また、第１図〜第５図に示した構成要素に対応する必要
な構成長素を含む。

ツイーン５７の＋Ｘ、−Ｘ、＋２、−２方向ヘノ変位は
、区分６０　、６１　、６２および６３によりそれぞれ
形成さｎた軸線の周りの回転により可能となる。ツイー
ン５７はまた、すべての区分６０−６３の弾性的な変形
のおかげで＋Ｙ方向にも変位することができる。

第６図に示したヘッドと同様なヘッドを、第８図と第９
図に示した変形例に従って作ることができる。フイーラ
５７ヲ担持する可動腕７４が、はぼＳ形の輪かくを有す
る一体的部材７６の一方の側に固定され、この一体的部
材は、弾性的に変形可能な二つの薄い区分７７と７８に
より二つの平行な回転軸線を形成している。部材７６の
他方の側は、電気的接点８１担持する要素７９に固定さ
れており、その電気的接点８０は、部材７６の中間側に
取り付けられた要素８２に固定された第二の電気的接点
８１に、休止状態で当接して閉じられている。可動腕７
４に取り付けられた要素８３が第三の電気的接点８４を
担持しており、この電気的接点８４ハ、部材７６の中間
側に取り付けられた要素８６に固定された第四の電気的
接点８５に当接して閉じられている。電気的接点８０　
、８１　、８４および８５はまた、確実ストッパ　Ｔな
わち基準当接部の機能も達成する。

要素７９に第二の一体的部材８７の一方の側が固定され
、その他方の側が、順次に支持体８９に固定された要素
間に固定されている。

部材８７は部材７６と同一であり、従って二つの薄い区
分９０と９１により二つの回転軸線を形成するが、部材
７６に対して９０’だけ回転されている。二つの部材７
６と８７ヲ米国特許第４，３４ＬＯ１９号明細書に開示
された内容に従って作ることができる。

部材８７の中間側には、第五の電気的接点９４と第六の
電気的接点９５をそれぞれ担持する二つの要素９２と９
３が固定されている。第七の電気的接点９６が翼要素８
８に固定され　かつ第への電気的接点９７が翼要素７９
に固定されている。

第８図と第９図に示したヘッドの作用は第６図のヘッド
の作用と実質的に同じであるので、述べない。

第６図に示したヘッドおよび同様にして第８図と第９図
のヘッドも千両立のすべての方向において部片との接触
全検出できるの（は明らかである。

前の記載によｎば、本発明によるヘッドの可動、アーム
の変位は、摩擦を含寸ない、弾性的に変形可能な要素を
用いることにより得られる。これにより、丁ぐれた反復
可能性ｔなしとげることができる。

前述したヘッドはすべて触感プローブ型であるが、電気
的接点の場所に、均等な位置変換器要素を用いて、標準
寸法に合わせたヘッドの製造が可能である。

また、本発明の範囲から逸脱せずに、機能的または構造
的見地から均等な他の改変と変形を前述の実施例に加え
ることができるのは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は触感プローブヘッドの長手方向断面図、第２図
は第１図の左から右に見た側面図、第３図は第１図に示
したヘッドの右から左に見た側面図、第４図は前の図に
示したヘッドのフイーラと部片との接触全指示するよう
になっている゛電気回路を示す図、第５図は第一の変形
例による触感プローブの必須の要素を概略的に示す図、
第６図は前の図に示したプローブに対して増加した数の
方向に沿って移動可能なフイーラを有する他の触感プロ
ーブを概略的に示す図、第７図は第６図に示したプロー
ブのフイーラと部片の接触全検出するようになっている
電気回路を示す図、第８図と第９図は第６図に示したプ
ローブの変形例を垂直な二つの方向に見た二つの長手方
向の図である。 １・・・支持手段、２・・・可動腕、３・・・フィーラ
手段、４・・・被検査部片、５・・・一体的部材、６・
・・第一部分、７・・・第二部分、８・・・中間部分、
１３・・・薄い二つの区分、％・・・第一要素、２８・
・・第二要素、３０・・・第三要素、３５・・・第四要
素。 出願人代理人　　猪　股　　　清

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、支持手段と、この支持手段に対して移動可能であり
   、かつ被検査部片に触れるようになっているフイーラ手
   段全一端に担持する腕とを有し、可動腕が長手方向の幾
   何学的軸線を形成し、またフイーラ手段を支持手段に関
   して二つの対向方向に沿った変位を許丁ように腕を支持
   手段に連結するだめの連結手段と、前記変位を検出する
   ために腕および連結手段と関連した検出手段とを有する
   、機械的部片の寸法のような直線寸法を検査するための
   グローブにおいて、前記連結手段は、可動腕に固定さｆ
   た第一部分と、支持手段に固定さ扛た第二部分と、第一
   および第二部分の二つの平行なかつ独特の相互回転軸線
   を形成するようになっている比較的厚さの薄い二つの区
   分を有する中間部分とを備えた一体的部材を有し、検出
   手段は、第一部分に結合された第一要素および中間部分
   に結合された第二要素を有する第一の一対の骸素と、第
   二部分に結合された第三要素および中間部分に結合され
   た第四要素を有する第二の一対の要素とを有することを
   特徴とするプローブ。 ２前記対向方向の変位は幾何学的軸線に対してほぼ垂面
   であり、かつ前記回転軸線が幾何学的軸線に対しほぼ垂
   直な平面にある、特許請求の範囲第１項に記載のプロー
   ブ。 ３、可動腕が、休止状態では、長手方向幾何学的軸線に
   沿った可動腕の変位を許丁ように二つの平行なかつ独特
   の相互回転軸線力・ら等しい距離全おいている、特許請
   求の範囲第２項記載のグローブ。 ４、検出手段が、休止状態で閉じられる電気的接点を右
   下るスイッチ手段を含み、前記要素の各々が、関連した
   電気的接点を特徴する特許請求の範囲第２項記載のプロ
   ーブ。 ５さらに第一および第二確実ストッパ一手段を備え、第
   一確実ストッパ一手段は、第一部分に弾性的に連結さ九
   た第一確実ストッパーと、第一部分に堅く結合された第
   二確実ストッパーとを有し、第二確実ストッパ一手段は
   、第二部分に弾性的に連結さｎた第三確実ストッパーと
   、第二部分に堅く結合さ扛た第四確実ストッパーとを有
   し、プローブが、さらに二対の電気的接点を閉じ続ける
   ように配置された弾性釣手ｑ＋有し、可動腕が休止位置
   から変位する結果、第一および第二確実ストッパーと、
   第三および第四確実ストッパーとがそれぞれ互いに接触
   して一方の対のまたは他方の対の電気的接点の開放を決
   めるようになっている、特許請求の範囲第４項記載のプ
   ローブ。 ６前記第一の電気的接点が第一確実ストッパーに関して
   固定位置を有し、力）つ第三の電気的接点が第三確実ス
   トッパーに関して固定位置を有する、特許請求の範囲第
   ５項に記載のプローブ。 ７、前記第一確実ストッパ一手段が第一の棒を有し、こ
   の第一の棒が、第一の電気的接点および第一確実ストッ
   パーを固定しである第一区分と、連結手段の前記第一部
   分に連結された第二区分とを有し、第二区分が、前記第
   一部分に関して棒の第一区分の第一相互回転軸線全形成
   するようになっている比較的厚さの薄い区分を有Ｉ７、
   前記の相互回転軸線が前記の二つの平行なかつ独特の軸
   線に対し平行であり、第二確実ストッパ一手段が第二の
   棒を有し、この第二の棒が、第三の電気的接点および第
   三確実ストッパーを固定しである第一区分と、連結手段
   の前記第三部分に連結きｎた第二区分とを有し、この第
   二区分が、前記第三部分に関して第二の棒の第一区分の
   相互回転軸線全形成するようになっている比較的厚さの
   薄い区分を有し、この相互回転軸線が前記の二つの平行
   なかつ独特の軸線に対し平行である、特許請求の範囲第
   ６項記載のプローブ。 ８さらに、前記部材と前記第一および第二の棒の休止位
   置全形成するようになっている当接手段を有する、特許
   請求の範囲第７項記載のプローブ。 ９、可動腕全前記長手方向幾何学的軸線に沿って変位さ
   せるために、可動腕が休止状態で、前記の二つの平行な
   かつ独特の相互回転軸線から同一の距離上おいて位置し
   ており、前記スイッチ手段は、前記対の要素によジ形成
   された対の接点が直列に接続された電気回路を有し、前
   記第一および第二確実ストッパーと前記第三および第四
   確実ストッパーがそれぞれ休止状態で、異なる相互距離
   をおいて位置しており、小さな距離をおいた二つの確実
   ストッパーが前記電気回路全最初に開放させるようにな
   っている、特許請求の範囲第６項記載のプローブ。 １０　前記の対向方向に垂直な、二つの別な対向方向に
   従ってフイーラ手段全変位させるために、前記連結手段
   は、二つの平行なかつ独特の別の回転軸線を形成するよ
   うになっている二つの比較的薄い厚さの付加的区分を有
   し、検出手段は、別の対向方向に従って前記変位を検出
   するための別の対の要素を有する、特許請求の範囲第１
   項に記載のグローブ。 １１前記連結手段が、前記の別の回転軸線を形成する第
   二の一体的部材を有し、第二部材が第一部材と実質的に
   同様であり、かつ第一部材に９００だけ異なる配向で連
   結さｎている、特許請求の範囲第１０項記載のグローブ
   。 １２、前記部材が、比較的薄い厚さの二つの付加的区分
   を有し、付加的区分によジ形成された回転軸線が、比較
   的薄い厚さの第一区分により形成さｎた回転軸線の方向
   に対して垂直な方向に存在している、特許請求の範囲第
   １０項に記載のプローブ。