JPS6023690Y2 - 寸法測定器用ヘツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、基準ゲージと被測定物との両者に当接して寸
法を測定する寸法測定器に用いられる寸法測定器用ヘッ
ドに関する。

Ｒ９ｔに、この種ヘッドにおいては、接触針が被測定物
あるいは基準ゲージに当接する際、その接触針の当接方
向に見合った付勢力すなわち測定圧が必要とされる。

しかし、従来のこの種ヘッドにおいては、接触針の当接
方向が異なる場合の付勢力の方向の切替は各接触針ごと
に一々手動で行なわなければならず、煩雑であるという
欠点がある。

本考案の目的は、接触針の測定圧を自動的に切替えるこ
とのできる寸法測定器用ヘッドを提供するにある。

本考案は、傾斜駆動手段により傾斜される揺動体に一対
の同特性の板ばねを、揺動体の両側同位置に設け、これ
ら板ばね間の揺動体から等距離の位置にそれぞれ作動体
の先端を位置させ、この作動体の基端を接触針を有する
接触針保持部材に固着腰揺動体の揺動に伴ない、両側の
接触針保持部材に作動体を介して同一方向に板ばねの付
勢力を作用させるようにして、前記目的を遠戚しようと
するものである。

以下、本考案をリングゲージの内径測定装置に適用した
一実施例を図面に基づいて説明する。

まず、第１図ないし第３図により全体構成を説明する。

これらの図において、ベッド１上にはベアリング２を介
してテーブル３が第１図中左右方向揺動自在に設けられ
ている。

このテーブル３上には被測定物載置台４および基準ブロ
ック載置台５が設けられ、これらの載置台４，５はそれ
ぞれテーブル３に対しテーブル３の揺動方向とは直交す
る方向に移動可能に設けられている。

前記ベッド１には回転体６が回転可能に設けられ、この
回転体６の上面中心を通る溝７内にはスライダ８が回転
体６の半径方向に移動可能に設けられている。

このスライダ８は回転体６には回転可能に設けられたね
じ軸９に螺合され、このねじ軸９の回転に伴ない溝７内
を移動できるようにされている。

スライダ８と前記テーブル３とは腕部材１０を介して連
結され、回転体６の回転に伴なう腕部材１０のクランク
運動によりテーブル３は第１図中左右方向に揺動するよ
うになっている。

この腕部材１０は、ねじ部材１１と、このねじ部材１１
の両端に螺合されたナツト部材１２とからなり、ナツト
部材１２のねじ部材１１へのねじ込み量を調整すること
により腕部材１０の長さ、すなわちテーブル３と回転体
６との距離を調整できるようにされている。

この際、スライダ８とナツト部材１２との間およびテー
ブル３とナツト部材１２との間はそれぞれ上端にすり割
溝を有する偏心軸１３により連結され、偏心軸１３の角
度を変化させることによりスライダ８とテーブル３との
距離をさらに微調整できるようにされている。

すなわち、ナツト部材１２は第１図に示されるようにそ
の頭部は偏平にされており、ねじ部材１１との螺合位置
による距離調整は偏心軸１３と係合する関係上１８０度
間隔毎にしか螺合できず、ねじ部材１１のねじピッチの
１７２毎の調整しかできないからである。

前記被測定物載置台４上には回転位置調整台１４Ａを介
してレベル調整台１４が設けられ、三本の垂直ねじ１５
を調整することによりレベル調整台１４のレベルが調整
できるようにされている。

このレベル調整台１４の中央には位置調整台１６が設け
られ、三本の水平ねじ１７を調整することにより位置調
整台１６の中心位置が調整できるようにされている。

また、位置調整台１６の中心部に設けられた貫孔１８内
には被測定物としてのリングゲージ１９を保持する保持
治具２０の下部小径部が挿入され、止めねじ２１により
固定されるようになっている。

この際、リングゲージ１９の大きさが変化する場合は保
持治具２０ごと取換えることにより対処できる。

また、保持治具２０とリングゲージ１９とは、保持治具
２０に設けられた偏心カム２２によりワンタッチで固定
できるようにされている。

さらに、被測定物載置台４とテーブル３との間には送り
ねじ軸２３が設けられ、この送りねじ軸２３に設けられ
たっまみ２４を回すことにより載置台４をテーブル３に
対し第２図中上下方向に移動させうるようになっている
。

この送りねじ軸２３にはクラッチ２５、ギヤ・プーリ連
動機構２６を介してモータ２７が連結され、クラッチ２
５の作動時にモータ２７により自動送りができるように
なっている。

前記基準ブロック載置台５とテーブル３との間にも送り
ねじ軸２８が設けられ、この送りねじ軸２８に設けられ
たつまみ２９を回すことにより載置台５をテーブル３に
対し第２図中上下方向に移動させうるようになっている
。

基準ブロック載置台５上には中間移動台３０がテーブル
３の移動方向と平行な方向に移動可能に設けられている
。

この中間移動台３０と載置台５との間にはねじ軸３１が
設けられ、このねじ軸３１のつまみ３２を回すことによ
り中間移動台３０の位置すなわち被測定物載置台４との
距離を変更できるようにされている。

この中間移動台３０上にはレベル調整台３３が設けられ
、垂直ねじ３４を回すことにより調整台３３のレベルが
調整できるようにされている。

また、中間移動台３０とレベル調整台３３との間には水
平ねじ３５および押圧ピン３５Ａが設けられ、水平ねじ
３５を回すことによりレベル調整台３３の第２図中上下
方向の位置を調整できるようになっている。

レベル調整台３３上には、所定間隔を離して平行に送り
ねじ軸３６が一対設けられるとともに、この送りねじ軸
３６の下方に同じく平行な一対の案内軸３７が設けられ
ている。

これらの送りねじ軸３６のうち一方の送りねじ軸３６の
一端部にはつまみ３８が取付けられるとともに、このつ
まみ３８が取付けられた送りねじ軸３６の他端ともう一
方の送りねじ軸３６の他端とは一対の歯車３９により一
対一に対応されて連結され、互いに逆方向に同速で回転
するようになっている。

これらの各一対の送りねじ軸３６および案内軸３７のう
ち、互いに同軸に位置する送りねじ軸３６と案内軸３７
とにはそれぞれ各１個の挟持部材４０が取付けられてい
る。

この挾持部材４０は平面り字形に形成されるとともに、
送りねじ軸３６に螺合されつつ案内軸３７に案内される
ようにされ、送りねじ軸３６の回転に伴ない互に相反す
る方向すなわち互いに近づく方向あるいは離れる方向に
同速で同距離移動するようにされている。

前記挟持部材４０の１字の突出部にはそれぞれ挾みブロ
ックゲージ４１が当接され、これらの挾みブロックゲー
ジ４１間に基準ブロックゲージ４２が挾持固定されてい
る。

前記ベッド１の背面にはコラム４３が立設され、このコ
ラム４３にはスピンドル４４が上下動自在に支持されて
いる。

このスピンドル４４は図示しないチェ７を介してバラン
サウェイト（図示せず）に連結され、小さな力で円滑に
移動するようにされている。

また、スピンドル４４はハンドル４５を回転させること
により図示しない歯車連動機構および送りねじ機構を介
して上下動できるようにされるとともに、この歯車連動
機構には図示しないクラッチを介して測定ヘッド駆動機
構としてのモータ４６が連結され、クラッチの作動時モ
ータ４６によりスピンドル４４を自動的に上下動できる
ようにされている。

さらに、コラム４３の前面には、スピンドル４４を所定
位置で自動的に停止させるためのリードスイッチなどの
スイッチ手段（図示せず）を所定位置に設定するための
ダイヤルつまみ４７が設けられるとともに、このダイヤ
ルつまみ４７により動かされるスイッチ手段の位置を示
す目盛４８が設けられている。

また、コラム４３の前面にはスピンドル４４の現在位置
を表示するランプ４９も設けられている。

前記スピンドル４４の下端部には測定ヘッド５０が固着
されている。

この測定ヘッド５０は一対の接触針５１を有するととも
に、この接触針５１の被測定物内での位置を表示する表
示ランプ５２を有している。

接触針５１は、自身の右側あるいは左側への接触時にそ
れぞれの方向への接触測定圧を必要とし、この測定圧は
モータ５３により後述する偏心カム、揺動体、一対の板
ばね、この一対の板はね間に一端を挿入され板ばねの付
勢力を接触針５１の保持部材に伝える作動体等を介して
接触針５１に伝達されるようになっている。

前記ベッド１の前面には、操作ボックス５４が取付けら
れ、この操作ボックス５４には、Ｗ、手動−自動切替、
方向切替、高さ測定位置選択等のスイッチ５５、表示ラ
ンプ５６およびメータ５７などが取付けられている。

次に、第１図〜第３図により本実施例の概略の作用を説
明する。

テーブル３の被測定物載置台４のレベル調整台１４に保
持治具２０を介して被測定物としてのリングゲージ１９
を取付けるとともに、基準ブロック載置台５のレベル調
整台３３に設けられた挟持部材４０間に挾みブロックゲ
ージ４１を介して基準ブロックゲージ４２を取付ける。

この際、基準ブロックゲージ４２の寸法はリングゲージ
１９の内径の呼び寸法にほぼ等しい寸法とするとともに
、リングゲージ１９の中心と基準ブロックゲージ４２の
中央位置との距離がほぼ測定ヘッド５０の接触針５１間
寸法に等しくなるように基準ブロック載置台５の位置を
調整する。

この基準ブロック載置台５の位置調整は、つまみ３２を
回してねじ軸３１を回転させ、中間移動台３０を移動さ
せることにより行なう。

また、各載置台４，５のレベルはレベル調整台１４．３
３に設けた垂直ねじ１５．３４を動かすことにより行な
い、載置台４あるいは５の第３図中左右方向の位置調整
は、送りねじ軸２４あるいは水平ねじ３５を回すことに
より行なう。

前記テーブル３の第２図中左右方向のストロークの調整
は、回転体６上に設けられたスライダ゛８の位置をねじ
軸９を回転して変更することにより行なう。

また、テーブル３の第２図中左右方向の位置の調整は、
偏心軸１３をはずし、腕部材１０のナツト部材１２を動
かすことによりねじ部材１１のねじの半ピッチ分の調整
を行ない、微調整は偏心軸１３を回転させることにより
行なう。

このようにしてリングゲージ１９と基準ブロックゲージ
４２の取付け、位置関係およびストローク等の設定が完
了すると、電源を入れて測定を開始する。

この際、測定の開始位置すなわち接触針５１の初期位置
は、リングゲージ１９の上下方向位置は上中下の３位置
を測定する場合最下段であり、平面位置はリングゲージ
１９の中心からやや一側にずれた位置すなわち第１図中
測定ヘッド５０の表示ランプ５２のうち記号０が付しで
ある位置であり、当該ランプ５２が点灯される。

このような状態で回転体６を駆動し、テーブル３を第１
図中左方向に移動させると、やがて接触針５１がリング
ゲージ１９の右内壁および右側の挾みブロックゲージ４
１の左側壁に当接し、さらにテーブル３をストロークエ
ンドに達するまで左方向に移動させると接触針５１が傾
かされ、この傾きによる移動量が測定ヘッド５０により
測定される。

この際、接触針５１には所定の測定圧が加わるように測
定ヘッド５０に設けられたモータ５３がテーブル３の移
動方向により自動的に駆動されて図示しないばね圧が加
えられるようになっている。

また、この状態が表示ランプ５２の記号ｌにあるランプ
の点灯で表示される。

テーブル３が左方向ストロークエンドに達すると、回転
体６の駆動は停止され、一方クラッチ２５およびモータ
２７が自動的に駆動されて被測定物載置台４が第２図中
下方に移動させられ、接触針５１はリングゲージ１９の
右内壁に沿って移動することとなる。

この移動により接触針５１のリングゲージ１９の右内壁
の最奥部すなわち第１図の表示ランプ５２中記号２の位
置を通過する際、測定ヘッド５０による測定値の変化量
が（＋）から（−）に変化することを検知してピーク値
が測定記憶される。

一方、右方の挾みブロックゲージ４１に当接している接
触針５１の傾き量も測定されているため、この両方の接
触針５１の傾き量の差が検知記録される。

ピーク値が記録された後、載置台４がさらに第２図中下
方に所定量、リングゲージ１９の大きさによっても異な
るがたとえば１００μｍ移動すると、モータ２７の駆動
が自動的に停止されて載置台４の送りが停止され、表示
ランプ５２の記号３が点灯される。

一方回転体６が再び駆動され、スライダ８と腕部材１０
とのクランク運動により前述とは逆方向すなわちリング
ゲージ１９を第１図中右方向に移動させるようにテーブ
ル３を駆動する。

これにより、テーブル３が右方のストロークエンド近傍
になると、接触針５１はリングゲージ１９の左側の内壁
に当接し、所定量前述とは逆方向に傾けられる。

この際、接触針５１には前述とは逆方向の測定圧が加っ
ていなければならないため、モータ５３が再度駆動され
て偏心カムにより揺動体の傾き方向が変えられ、板ばね
による付勢力向が逆となるようにされる。

テーブル３がストロークエンドになると、表示ランプ５
２中記号４のランプが点灯されるとともに、回転体６の
駆動が停止され、ついでモータ２７が前述とは逆方向に
回転して被測定物載置台４を前述とは逆方向すなわち第
２図中上方に移動させる。

この移動により接触針５１のリングゲージ１９の内壁と
の当接位置が表示ランプ５２の記号５の位置に相当する
ピーク値にくると、この状態の接触針５１の変位量の値
及びもう一方の接触針５１と左方の挾みブロックゲージ
４１との当接による変位量の値の差が測定記録される。

このピーク値の通過後、載置台４はリングゲージ１９の
内壁と接触針５１との当接位置が表示ランプ５２の記号
６の位置まで移動されて停止され、ついで回転体６が再
び駆動されて測定初期位置の状態にされ、停止される。

上述の一連の動作により、一対の接触針５１の右側ピー
ク値での測定値の差および左側ピーク値での測定値の差
が測定できるから、これらの差を加えた値にさらに基準
ブロックゲージ４２の寸法を加えればリングゲージ１９
の内直径が測定できる。

この際、基準ブロックゲージ４２の寸法を予め測定値処
理装置（図示せず）に記憶させておけば、この寸法に各
測定値を加え、自動的にリングゲージ１９の内直径を算
出し、表示装置に表示するとともに、プリンタにプリン
トアウトすることができる。

このようにしてリングゲージ１９の最下位位置の測定が
終了すると、コラム４３に設けられたモータ４６が駆動
されてリングゲージ１９の厚さ方向（上下方向）の中央
位置に接触針５１が接触可能なようにスピンドル４４が
上昇して停止され、これに伴ないコラム４３の表示ラン
プ４９中、中央のランプが点灯される。

この状態で前述と同様にリングゲージ１９の内壁の左右
のピーク値を測定し、基準ブロックゲージ４１における
測定値との差が記録され、中央位置の測定が終了すると
さらにスピンドル４４が所定量上昇され、リングゲージ
１９の最上段位置の測定が同様にして行なわれる。

これらの測定値は、前述と同様にして処理され、表示お
よびプリントアウトされる。

リングゲージ１９の所定位置における内直径の垂直方向
三段位置の測定が完了すると、被測定物載置台４の回転
位置調整台１４Ａが自動的に９０度回転され、前述とは
９０度異なる方向のリングゲージ１９内直径が同様にし
て垂直方向三段位置測定される。

なお、本実施例においては、リングゲージ１９の所定位
置における内直径の垂直方向三段位置の測定完了後、９
０度回転して同様に垂直方向三段位置の測定を行なって
いるが、各段ごとに９０度異なる二方向を測定し、これ
を上下方向に三段繰り返してもよい。

次に、第４図および第５図は、前記第１図ないし第３図
の実施例における測定ヘッド５０の部分の詳細図である
。

これらの図において、測定ヘッド５０は箱状のヘッド本
体１３１を備え、このヘッド本体１３１の中央部には支
点軸１３２が設けられ、この支点軸１３２には揺動体１
３３の下端部が回動可能に取付けられ、揺動体１３３が
支点軸１３２を中心として揺動できるようにされている
。

この揺動体１３３は、側面り字形に折曲されるとともに
、上部中央に角形切欠部１３４を有する上部部材１３５
と、前記支点軸１３２を貫通された角形ブロック状の中
間部材１３６と、平板状の下部部材１３７とからなり、
これらの上部部材１３５と中間部材１３６との間および
中間部材１３６と下部部材１３７との間にはそれぞれ一
枚の板ばね１３８が介装され、これらはねじ１３９によ
り一体に固定されている。

この一対の板ばね１３８は揺動体１３３の側面から所定
長さ突出して延長されている。

前記上部部材１３５の角形切欠部１３４の中心部には、
ヘッド本体１３１の背面に取付けられたモータ５３の出
力軸１４０が突出されている。

この出力軸１４０には偏心カム１４１が固着され、この
偏心カム１４１の偏心した外周面は前記角形切欠部１３
４の壁面に当接され、これにより偏心カム１４１の回動
に伴ない揺動体１３３を支点軸１３２を中心として揺動
させうるようになっている。

これらのモータ５３、偏心カム１４１および角形切欠部
１３４により揺動体１３３の傾動駆動手段が構成されて
いる。

また、前記上部部材１３５の左右の外側面にはそれぞれ
マイクロスイッチ１４２の作動片１４３が当接され、揺
動体１３３の傾斜方向を検出できるようにされている。

前記揺動体１３３から所定距離離れた両側位置において
、一対の接触針保持部材１４４がヘッド本体１３１にピ
ボット軸受１４５を介して揺動自在に設けられている。

この接触針保持部材１４４の下端には、接触針５１がね
じ１４６により取付けられ、接触針５１に加わる測定圧
には十分耐えるようにされるとともに、必要以上の力が
加った場合にはねじ止めから折れ曲って接触針５１の折
損等を有効に防止できるようになっている。

前記接触針保持部材１４４には取付部材１４７を介して
コア１４８が取付けられ、このコア１４８は電磁コイル
１４９内に挿入されている。

これらのコア１４８および電磁コイル１４９により差動
トランス１５０が構成され、この差動トランス１５０に
より接触針保持部材１４４の傾き量を計測する計測手段
が構成されている。

また、前記電磁コイル１４９は、取付ブロック１５１を
介して測定ヘッド本体１３１に取付けられている。

一対の接触針保持部材１４４の取付部材１４７が取付け
られた側には、それぞれ丸棒からなる作動体１５２の一
端が取付けられ、この作動体１５２の他端は前記揺動体
１３３に取付けられた一対の板ばね１３８の間隙間に位
置されている。

この作動体１５２の他端部には、截頭球状の当接体１５
３が固着され、この当接体１５３は揺動体１３３が偏心
カム１４１により傾斜した際、一対の板ばね１３８のい
ずれかに当接するようにされている。

すなわち、揺動体１３３が第４図中時計方向に回動され
、右側に傾いたときは、図中右方の当接体１５３は上方
の板ばね１３８に、一方左方の当接体１５３は下方の板
ばね１３８に当接され、これにより作動体１５２および
接触針保持部材１４４を介して左右の接触針５１は共に
反時計方向に回動され、下端が右方に移動され、各接触
針５１の右側面での当接時に所定の測定圧が加わるよう
にされている。

さらに、揺動体１３３が反対側に傾いた場合も同様にし
て接触針５１に逆方向の測定圧が加わるようにされてい
る。

前記接触針保持部材１４４の取付部材１４７が取付けら
れた側とは反対側には、バランサ１５４が取付けられ、
取付部材１４７、作動体１５２などと重量バランスがと
れるようにされている。

また、バランサ１５４には微調整ねじ１５５が取付けら
れ、バランスの微調整ができるようにされている。

このような構成において測定を行なうには、回転体６の
現在位置すなわちこの回転体６に腕部材１０を介して連
結されたテーブル３の位置ヲマイクロスイッチ（図示せ
ず）により検出し、接触針５１がリングゲージ１９およ
び挾みブロックゲージ４１の右側壁に当接するかあるい
は左側壁に当接するかを感知し、これによりモータ５３
を駆動して偏心カム１４１により揺動体１３３を所定方
向に傾斜させる。

この揺動体１３３の傾斜方向はマイクロスイッチ１４２
により感知され、現在揺動体１３３がどちらに傾いてい
るかが分るようになっている。

この際、テーブル３が左方に移動し、接触針５１がリン
グゲージ１９の右側内壁に当接するときは、揺動体１３
３は時計方向に回動されて右側の当接体１５３は上方の
、左側の当接体１５３は下方の板ばね１３８に当接され
、各接触針５１はそれぞれ反時計方向に回動されて下端
が右方に移動するようにされ、テーブル３が右方に移動
して接触針５１がリングゲージ１９の左側内壁に当接す
るときは揺動体１３３は逆方向に傾斜され、いずれにし
ても接触針５１に所定の測定圧が加わることとなる。

また、接触針５１の動きは、接触針保持部材１４４を介
して差動トランス１５０により計測され、左右の接触針
５１の動きの差が図示しないコンピュータ等により算出
され、リングゲージ１９の内径が基準ブロックゲージ４
２の寸法と、テーブル３の左右両方の動作時における差
動トランス１５０の動きの差との和として求められるよ
うになっている。

上述のように本実施例によれば、測定ヘッド５０内に揺
動体１３３を設けるとともに、この揺動体１３３に取付
けた一対の板ばね１３Ｂにより各接触針５１に常に当接
方向の付勢力を与えるようにしたから、常に有効な測定
ができる。

また、この揺動体１３３の動きも、回転体６の動きすな
わちテーブル３の動きに連動して自動的にモータ５３を
動かして行なうようにしたから、手動によるわずられし
さがないばかりでなく、測定圧の方向を切替え忘れるこ
とがなく、測定ミスを防止できる。

さらに、この測定圧を切替える機構も簡単であり、安価
に提供できる。

なお、前記実施例においては、被測定物としてリングゲ
ージを用いたものにつき説明したが、本考案は一般の寸
法測定についても同様に実施できる。

また、各部の構造は、前記実施例の構造に限らず、本考
案の目的を遠戚できる範囲での変形を含むものである。

上述のように本考案によれば、接触針に加わる測定圧を
自動的に切替えることのできる寸法測定器用ヘッドを提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る寸法測定器用ヘッドの一実施例を
使用した内径測定器の全体構造を示す正面図、第２図は
その平面図、第３図はその側面図、第４図は本考案の寸
法測定器用ヘッドの一実施例を示す要部を切欠いた正面
図、第５図は第４図の■−Ｖ線断面図である。 １・・・・・・ベッド、３・・・・・・テーブル、６・
・・・・・回転体、１９・・・・・・被測定物としての
リングゲージ、４２・・・・・・基準ブロックゲージ、
４３・・・・・・コラム、５０・・・・・・測定ヘッド
、５１・・・・・・接触針、５３・・・・・・モータ、
１３１・・・・・・ヘッド本体、１３３・・・・・・揺
動体、１３４・・・・・・角形切欠溝、１３８・・・・
・・板ばね、１４１・・・・・・偏心カム、１４４・・
・・・・接触針保持部材、１５０・・・・・・計測手段
としての差動トランス、１５２・・・・・・作動体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ヘッド本体と、このヘッド本体に揺動可能に設けられた
   揺動体と、この揺動体を所定角度に傾斜させる傾斜駆動
   手段と、前記揺動体から両端が突出して取付けられると
   ともに互いの間に所定間隔を有しかつ同特性とされた一
   対の板ばねと、前記揺動体から所定距離離れた両側位置
   においてヘッド本体に揺動可能に設けられた一対の接触
   針保持部材に取付けられるとともに被測定物あるいは基
   準ゲージ側に突出された接触針と、前記一対の接触針保
   持部材のそれぞれに一端を固定されるとともにそれぞれ
   の他端を前記一対の板ばねの両端の間隙間にそれぞれ前
   記揺動体から等距離に位置されかつ揺動体の傾斜時に一
   対の板ばねのいずれかに当接する作動体と、前記揺動体
   と測定方向に応じ左右方向に交互に所定角度だけ傾斜さ
   せ前記両接触針に周方向の測定圧を与えるための傾斜駆
   動手段と、前記各接触針保持部材の傾き量を計測する計
   測手段と、両計測手段の出力信号を比較しつつ前記両接
   触針の傾き量の差を求める演算手段と、を具備したこと
   を特徴とする寸法測定用ヘッド。