KR100941890B1 - 측정헤드 - Google Patents

Abstract

본 측정헤드에 의하면, 영점의 설정 및 프런트 트래블량의 설정을 간단하게 할 수 있다. 먼저 접촉자(34, 34)를 마스타(50)에 접촉시키는 것 만으로 프런트 트래블량이 설정된다. 이 후 레버(42)를 닫는 위치인 화살표 E방향으로 회동하면, 베어링부재(36)가 요동지지축(28)에 고정된다. 그리고 이때 베어링부재(36)로부터 아암(38), 캠판(40) 및 축(48)을 통해서 측정레버(32)에 전달되는 베어링부재(36)의 복원력 즉, 반작용력에 의해서 측정레버(32)는 프런트 트래블량에 상당하는 양만큼 휘므로 프런트 트래블량이 설정된 위치에서 영점위치로 휜다. 그에 따라 영점위치가 자동적으로 설정된다.

Description

측정헤드{MEASURING HEAD}

본 발명은 측정헤드에 관한 것으로, 특히 가공중인 작업편의 형상이나 치수를 측정하는 게이지장치(gauge apparatus), 가공종료 후 작업편의 형상이나 치수를 측정하는 검측장치(inspection and measurement) 등에 적용되는 측정헤드에 관한 것이다.

어떤 설계치수인 작업편의 외경치수를 비교측정할 때는 먼저 그 치수의 마스타를 이용하여 검출기의 영점을 조정하지 않으면 않된다. 이 영점조정은 측정대상인 작업편의 치수가 변할때 마다 실시하지 않으면 않되어 많은 시간과 노력을 필요로 한다.

일본국 특허공개 평 6-48161호에 개시되어 있는 측정헤드는 도 8에 나타낸 바와 같이 주로 기단부에 검출기(1)를 갖춘 베이스레버(2)와, 선단부에 접촉자(3a)를 갖춘 측정레버(3)와, 베이스레버(2)의 선단을 축지지함과 동시에 측정레버(3)의 기단을 축지지하는 회전가능한 지점축(4; 支点軸)과, 베이스레버(2)와 측정레버(3)를 지점축(4)에 대해서 연결/해방하는 클램프기구(5)와, 베이스레버(2)를 지점축 (4)에 대해서 요동시키는 세트아암(6)과, 클램프기구(5)와 세트아암(6)을 작동시키는 조작기구(7)로 구성되어 있고, 다음과 같이 영점을 조정한다.

즉, 조작기구(7)의 핸들(8)을 회동시키면, 조작축(8a)이 회전하고, 이 조작축(8a)에 고착된 편심캠(9b)의 작용에 의해서 클램프기구(5)에 의한 지점축(4)의 클램프가 해제된다. 그에 따라 베이스레버(2)와 측정레버(3)가 지점축(4)에 대해서 회동가능하게 지지된다. 또한 조작축(8a)이 회전함으로써 조작축(8a)에 고착된 편심캠(9a)의 작용에 의해서 규제판(6a)이 전진하여 세트아암(6)을 밀어 베이스레버(2)를 검출기(1)의 영점위치로 이동시킨다.

이 상태에서 접촉자(3a) 사이에 마스타를 배치하여 접촉자(3a)에 끼워 넣은 후 핸들(8)을 회동시키면, 다시 편심캠(9b)의 작용에 의해서 클램프기구(5)가 작동하고, 베이스레버(2)와 측정레버(3)가 지점축(4)에 고정된다. 또한 이와 동시에 편심캠(9a)의 작용에 의해서 규제판(6a)이 후퇴하여 세트아암(8)이 해방된다. 그에 따라 측정이 가능한 상태로 되어 영점조정이 종료한다.

그러나 상기 구성의 측정헤드는 영점조정은 할 수 있지만, 기구가 복잡하여 부품수가 많고, 조립에 시간이 소요됨과 동시에 헤드 전체가 대형화한다는 결점이 있다.

또한 일본국 특허공개 2002-181502호에 개시되어 있는 측정헤드(100)는 도 9에 나타낸 바와 같이 헤드본체(112)에는 회동지지축(116)을 지점으로 하여 베이스아암(114)이 회동가능하게 설치되어 있다. 베이스아암(114)의 선단에는 요동지지축(136)이 설치되어 있다. 요동지지축(136)에는 측정아암(138)이 요동가능하게 지지 되고, 측정아암(138)은 클램프기구(140)에 의해 임의 각도의 위치에서 요동지지축(136)에 고정할 수 있다. 베이스아암(114)에는 세트아암(122)이 설치되어 세트아암(122)을 이동판(124)으로 밀면, 베이스아암(114)이 차동트랜스(118)의 영점위치로 이동한다. 영점조정은 베이스아암(114)을 차동트랜스(118)의 영점위치로 이동시켜 측정아암(138)을 요동지지축(136)에 대해서 요동가능하게 지지하고, 이 상태에서 접촉자(142) 사이에 마스타(W)를 끼워 넣은 후 클램프기구(140)로 측정아암(138)을 고정한다.

그러나 상기 구성의 측정헤드에 있어서도 영점조정을 위한 복잡한 기구를 갖고 있어 조립 및 영점조정에 시간이 소요된다고 하는 결점이 있다.

본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로서, 영점조정을 간단하게 할 수 있고, 소형이면서 심플한 구조의 측정헤드를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 헤드본체와, 그 헤드본체에 측정방향 및 리트랙트방향(retract direction)으로 요동가능하게 설치된 베이스레버와, 상기베이스레버의 선단부에 설치된 축부(軸部)에 그 기단부가 클램프기구를 통해서 고정/개방가능하게 설치됨과 동시에, 상기 선단부에 피측정물에 접촉되는 접촉자를 갖춘 측정레버를 구비한 측정헤드에 있어서, 상기 클램프기구는 상기 측정레버의 기단부에 설치됨과 동시에, 슬릿부가 형성되어 상기 축부가 끼워 맞추어진 베어링 부재로서, 상기 슬릿부를 닫는 방향으로 탄성변형됨으로써 상기 축부에 고정되는 베어링부재와, 상기 측정레버에 여는 방향 및 닫는 방향으로 회동가능하게 설치됨과 동시에, 여는 방향으로 회동됨으로써 상기 베어링부재에 의한 상기 축부의 고정을 해제하고, 닫는 방향으로 회동됨으로써 상기 베어링부재의 슬릿부를 닫는 방향으로 상기 베어링부재를 탄성변형시켜 상기 측정레버를 상기 베어링부재를 통해서 상기 축부에 고정하는 체결부재로서, 이때 그 체결부재에 생기는 회동력에 의해 상기 측정레버에 소정량 만큼 휨을 발생시키는 체결부재를 구비한 것을 특징으로 하는 측정헤드를 제공한다.

본 발명의 체결부재는 닫는 방향으로 회전시킬 때에 측정레버에 소정량 만큼 휨을 발생시키는 특징을 갖고 있기 때문에 체결부재가 열린상태에서 접촉자를 마스타에 접촉시킨 위치가 자동적으로 소정의 트래블량(amount of travel), 예컨대 프런트 트래블량(amount of front travel)으로 설정되게 된다.

즉, 이후 접촉자를 마스타에 접촉시킨 상태에서 체결부재를 닫는 방향으로 회동시켜서 베어링부재를 축부에 고정하면, 베어링부재에서 체결부재를 통해서 측정레버에 베어링부재의 복원력(즉, 반작용에 의한 힘)이 전달되는 기구로 되어 있다. 그 결과 측정레버는 프런트 트래블량의 방향이다. 영점위치에서 마이너스측으로 휘어지게 되므로 영점위치의 설정이 실질상 불필요하게 된다. 그에 따라 소형이면서 심플한 구조로 영점위치의 조정이 가능하게 된다.

또한「트래블량」이란 영점위치를 조정하였을 때에 측정레버의 접촉자 선단끼리의 간격과 마스타의 외경과의 차(편차량)를 의미하고,「프런트 트래블량」이란 접촉자 선단끼리의 간격이 마스타 외경 보다 작은 경우의 차(편차량)를 의미한다.

바람직하게는 상기 측정헤드는 상기 베이스레버의 요동량을 조정하고, 상기 측정레버의 트래블량을 가변제어하는 규제수단을 가진다. 이와 같이 체결부재의 닫는동작에 의한 측정레버의 휨량(트래블량)이 미리 규정되어 있는 측정헤드를 이용하고, 그 트래블량과는 다른 트래블량으로 설정되어 있는 별도의 작업편을 측정할 경우에는 규제수단에 의해 베이스레버의 요동량을 조정하여 트래블량을 가변제어할 수 있다. 그에 따라 규제부재에 의해서 트래블량을 기계적으로 제어함으로써 측정헤드의 범용성을 높일 수 있다.

바람직하게는 상기 클램프기구에는 밀봉(seal)이 행하여져서 외부로 부터의 이물의 침입방지가 도모되어 있다. 이와 같이 클램프기구에 밀봉이 행하여져서 외부로 부터의 이물 예를들면, 절삭찌꺼기, 연삭가루, 쿨란트(coolant) 등의 침입방지가 도모되고 있음으로써 클램프기구의 정밀도유지, 장수명화, 오동작방지 등의 효과를 얻을 수 있다.

바람직하게는 상기 체결부재는 수동 또는 공구를 통해서 회동할 수 있다. 이와 같이 수동에 의해 회동할 수 있는 구성 예컨대, 레버부가 설치되어 있다거나 공구를 통해서 회동할 수 있는 구성 예를들면, 6각봉 스패너(6각랜치)를 끼워 맞출 수 있는 구멍(6각구멍)이 형성되어 있도록 함으로써 조작이 용이해 진다.

바람직하게는 상기 체결부재는 캠으로 이루어지며, 상기 캠의 회동량을 단계적으로 고정하는 맞물림수단이 설치되어 있다. 이와 같이 캠의 회동에 의해서 측정레버에 휨을 발생시키고, 또 캠의 회동량을 단계적으로 고정하는 맞물림수단이 설 치되어 있으므로 측정레버의 휨량의 제어 즉, 트래블량의 가변제어가 용이하게 된다.

도 1은 외경측정용 게이지장치에 적용된 측정헤드의 측면 단면도이고,

도 2는 도 1에 나타낸 측정헤드의 클램프기구의 제1 실시형태를 나타낸 사시도이고,

도 3은 클램프기구의 구성을 나타낸 요부확대 단면도이고,

도 4는 측정헤드의 클램프기구의 제2 실시형태를 나타낸 사시도이고,

도 5(a) 및 5(b)는 측정헤드의 클램프기구의 제3 실시형태를 나타낸 개념도이고,

도 6(a) 및 6(b)는 측정헤드의 클램프기구의 제4 실시형태를 나타낸 개념도이고,

도 7(a) 및 7(b)는 측정헤드의 클램프기구의 제5 실시형태를 나타낸 개념도이고,

도 8은 종래의 측정헤드 구조를 나타낸 단면도이고,

도 9는 종래의 측정헤드 구조를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부도면에 따라서 본 발명에 관한 측정헤드의 바람직한 실시의 형태 에 대해서 설명한다.

도 1은 외경측정용 게이지장치에 적용된 측정헤드(10)의 측면도이다. 동 도면에 나타낸 바와 같이 구형의 상자체에 형성된 헤드본체(12)에는 한 쌍의 베이스레버(14)가 설치되고, 이들 베이스레버(14)는 헤드본체(12)에 설치된 지지축(16)을 중심으로 측정방향(베이스레버(14)의 선단이 서로 근접한 화살표 A방향) 및 리트랙트방향(베이스레버(14)의 선단이 서로 떨어지는 화살표 B방향)으로 요동가능하게 설치되어 있다.

베이스레버(14)의 각 기단부에는 베이스레버(14)의 변동량을 검출하기 위한 차동트랜스(18)가 설치되어 있다. 차동트랜스(18)는 코아(18A)와 보빈(18B)으로 구성되고, 코아(18A)는 베이스레버(14)의 기단부에 고정됨과 동시에, 보빈(18B)은 헤드본체(12)에 고정된다.

또한 베이스레버(14)의 기단부 근방에는 스프링(20)이 설치되어 있다. 스프링의 탄성력에 의해서 베이스레버(14)는 측정방향인 화살표 A방향으로 힘이 가해지고 있다.

또한 베이스레버(14)에는 세트아암(22)이 설치되고, 이 세트아암(22)이 규제판(24;규제수단)에 접촉됨으로써 베이스레버(14)의 요동량이 규제판(24)에 의해 규제되고 있다.

베이스레버(14)의 선단부에는 도 2에 나타낸 바와 같이 너트부(26)가 형성되고, 이 너트부(26)에는 요동지지축(28;축부)가 설치되어 있다.

이 요동지지축(28)에는 제1 실시형태의 클램프기구(30)를 통해서 측정레버 (32)가 요동가능하게 설치되어 있다. 이 측정레버(32)의 선단부에는 접촉자(34)가 설치되어 있고, 이 접촉자(34)를 피측정물인 작업편(50)에 접촉시켜 작업편(50)의 외경치수를 측정한다.

클램프기구(30)는 베어링부재(36), 아암(38), 체결부재인 캠판(40) 및 레버(42) 등으로 구성된다. 더구나 도 2에서 레버(42)는 캠판(40)과 대략 동일형상의 것이 채용되어 있지만, 다른 형상의 레버(42)이어도 된다.

베어링부재(36)는 도 1에 나타낸 바와 같이 요동지지축(28)이 회동가능하게 끼워 맞추어진 베어링으로서, 측정레버(32)의 기단부에 형성됨과 동시에, 슬릿부(37)가 형성되어 있다. 이 베어링부재(36)는 슬릿부(37)를 닫는 방향으로 탄성변형됨으로써 요동지지축(28)에 고정된다. 그에 따라 측정레버(32)가 베이스레버(14)에 회동 불가능하게 고정된다. 또한 베어링부재(36)는 도 2에 나타낸 바와 같이 요동지지축(28)의 양단이 고정된 너트부(26)와 너트부(44)에 의해서 끼워져 지지됨과 동시에, 밀봉부재를 통해서 너트부(26)와 너트부(44)에 슬라이딩 접속되고, 작업편치수측정시(즉, 작업편 가공시)에 절삭찌꺼기, 연삭가루, 쿨란트 등이 베어링부재(36)의 내부로 침입하는 것이 방지되고 있다.

도 3은 클램프기구의 구성을 나타낸 요부확대 단면도이다. 너트부(26) 및 너트부(44)의 베어링부재(36) 측의 측면에는 원주상의 홈(26A, 44A)이 각각 형성되어 있고, 홈(26A, 44A)에는 원환상(圓環狀)의 밀봉부재(54, 54)가 베어링부재(36)의 양측을 억누르도록 배치되어 있다. 이 밀봉부재(54)는 단면이 V자 모양을 나타내고 있고, 이 단면형상에 의해 베어링부재(36)의 양측이 억눌리게 되며, 그에 따라 밀 봉성이 높아지고 있다. 다만 일반적인 O링이어도 그것에 가까운 효과를 얻을 수 있다.

이 밀봉부재(54)의 재질로서는 초강 니트릴고무(super hard nitrile rubber)가 사용되고 있다. 다만 그 이외의 재질 예를들면, 클로로프린고무(chloroprene rubber), 실리콘고무 등도 사용할 수 있다.

클램프기구(30)에 쓰이는 밀봉으로서는 이 밀봉부재(54) 이외에도 외부로 부터의 이물의 침입경로를 막는 것이 바람직하다. 구체적으로는 베어링부재(36)의 슬릿부(37; 도 1참조)를 막도록 예를들면, 실리콘실런트(silicone sealant)를 충진하는 것을 들 수 있다. 이와 같은 실리콘실런트 등에 의하면, 경화후도 유연성이 유지되어 슬릿부(37)를 막을 때 방해되지 않는다.

또한, 도 3에서는 도 2의 구성과 달리 너트부(26)가 베이스레버(14)와 일체물로 되어 있고, 내면에 나사가 형성되어 있지 않은 관통구멍으로 되어 있다. 또한 클램프기구(30)의 고정에는 헤드부가 있는 볼트(55)가 사용되고 있다.

아암(38)은 도 1에 나타낸 바와 같이 베이스(38A)가 볼트(46)에 의해서 베어링부재(36)의 슬릿부(37) 근방에 형성된 돌출부(36A)에 고정된다. 또한 아암(38)의 선단부(38B)는 측정레버(32)의 길이방향으로 개구된 슬릿(32A)에 삽입되어 있다.

캠판(40)은 슬릿(32A)에 축(48)을 통해서 회동가능하게 지지됨과 동시에, 측정레버(32)의 측부에 배치된 레버(42)에 상기 축(48)을 통해서 지지되어 있다. 또한, 레버(42)에는 축(48)과 동축상에 육각구멍(52)이 형성되어 있다. 이 육각구멍(52)에 육각랜치를 끼워 맞춤으로써 레버(42)를 화살표(E)로 나타낸 열림방향, 화 살표 F로 나타낸 닫힘방향으로 회동시킬 수 있다. 또한 레버(42)를 회동시키는 공구는 육각랜치로 한정되는 것은 아니다.

레버(42)를 화살표 F로 나타낸 닫힘방향으로 회동시키면, 캠판(40)의 주면에 형성된 캠면의 돌출면(41)이 아암(38)의 선단부(38B)를 화살표 G방향으로 억누른다. 그에 따라 슬릿부(37)가 닫히는 방향으로 베어링부재(36)가 탄성변형하므로 베어링부재(36)가 요동지지축(28)에 고정되고, 측정레버(32)가 베이스레버(14)에 고정된다.

그런데 제1 실시형태의 클램프기구(30)는 캠판(40)을 회동시켜 베어링부재(36)를 요동지지축(28)에 고정하면, 베어링부재(36)에서 아암(38), 캠판(40) 및 축(48)을 통해 측정레버(32)로 베어링부재(36)의 복원력(즉, 반작용에 의한 힘)이 전달되는 기구로 되어 있다. 이 복원력은 도 1에서 아암(38)으로 부터 캠판(40)에 화살표 H로 나타낸 방향으로 작용하므로 측정레버(32)는 프런트 트래블량의 방향인 영점위치에서 마이너스측으로 휜다. 또한 그 휨량은 베어링부재(36)의 복원력, 아암(38)의 강성, 측정레버(32)의 강성 등을 파라미터로 한 강도계산에 의해서 프런트 트래블량에 상당하는 량, 또는 프런트 트래블량 이상의 량 만큼 휘도록 설계되어 있다.

다음에 상기한 바와 같이 구성된 측정헤드(10)에 의한 영점조정의 설정방법에 대해서 설명한다.

도 1에서, 세트아암(22)은 규제판(24)에 접촉되어 있어 베이스레버(14)의 요동을 규제하고 있다. 레버(42)를 도 1 상에서 실선으로 나타낸 열린위치에 위치시 킨 상태에서 접촉자(34, 34)를 마스타(50)에 접촉시킨다. 이때 측정헤드(10)의 차동트랜스(18)에서 출력되는 데이터가 프런트 트래블량이다. 즉, 실시형태의 클램프기구(30)는 레버(42)를 닫는 방향으로 회동시켰을 때에 측정레버(32)에 프런트 트래블량에 상당하는 양만큼 휨을 발생시키는 특징을 갖고 있기 때문에 레버(42)가 열린상태에서 접촉자(34)를 마스타(50)에 접촉시키는 것 만으로 프런트 트래블량이 자동적으로 설정된다. 이 이유는 이하의 설명에서 명확해 진다.

다음에 접촉자(34)를 마스타(50)에 접촉시킨 상태에서 레버(42)를 닫는 위치인 화살표 F방향으로 회동하면, 전술한 바와 같이 베어링부재(36)가 요동지지축(28)에 고정된다. 그리고 이때 베어링부재(36)로부터 아암(38), 캠판(40) 및 축(48)을 통해 측정레버(32)에 전달되는 베어링부재(36)의 복원력(즉, 반작용에 의한 힘)에 의해서 측정레버(32)는 프런트 트래블량에 상당하는 량 만큼 휜다. 이 휨에 의해서 측정레버(32)는 프런트 트래블량이 설정된 상기 위치에서 영점위치로 휘게되므로 영점위치의 설정이 실질상 불필요하게 된다. 따라서 클램프기구(30)에 의하면, 영점위치의 설정이 용이하게 된다.

그런데 프런트 트래블량은 측정하는 작업편(50)에 따라서 설정되어 있지만, 이 측정헤드(10)가 미리 지니고 있는 상기 프런트 트래블량과는 다른 프런트 트래블량으로 설정된 다른 작업편을 측정할 경우에는 규제판(24)의 위치를 변경함으로써 베이스레버(14)의 요동량을 조정하여 프런트 트래블량을 조정한다. 규제판(24)은 헤드본체(12)에 설치된 도시하지 않은 마이크로메타에 설치되어 마이크로메타를 조작함으로써 헤드본체(12)에 대해서 화살표 C방향 및 화살표 D방향으로 이동된다.

그에 따라 세트아암(22)에 대한 규제판(24)의 위치가 변경되므로 베이스레버(14)의 요동량이 조정되고, 그것에 의해서 측정헤드(10)가 갖고 있는 프런트 트래블량을 변경할 수 있도록 되어 있다. 따라서 측정헤드(10)의 범용성이 높아진다.

프런트 트래블량은 기종, 용도 등에 따라 다르지만, 일반적으로는 0.2mm 전후의 값이 바람직하게 채용된다. 단, 기어와 같이 불연속인 면을 측정할 경우에는 0.12mm 전후의 값이 바람직하게 채용된다. 또한, 트래블량을 변경할 수 있는 구성은 상기의 것에 한정되지 않고, 후술하는 도 5(a) 및 5(b)와 도 6(a) 및 6(b)에서 설명하는 구성에 의해서도 달성된다.

도 4는 제2 실시형태의 클램프기구(60)의 구조를 나타낸 사시도이다. 또한,도 2에 나타낸 제1 실시형태의 클램프기구(30)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙여 그 설명을 생략한다.

도 4에 나타낸 클램프기구(60)는 캠판(62)과 레버(64)를 일체적으로 구성한 기구이다. 레버(64)를 화살표(I)로 나타낸 닫는 방향으로 회동시키면, 캠판(62)의 주면에 형성된 캠면의 돌출면(63)이 아암(38)의 선단부(38B)를 화살표 G방향으로 억누른다. 그에 따라 베어링부재(36)의 슬릿부(37; 도 1 참조)가 닫히는 방향으로 베어링부재(36)가 탄성변형하므로 베어링부재(36)가 요동지지축(28)에 고정되고, 측정레버(32)가 베이스레버(14)에 고정된다.

제2 실시형태의 클램프기구(60)는 캠판(62)을 회동시켜 베어링부재(36)를 요동지지축(28)에 고정하면, 베어링부재(36)로부터 아암(38), 캠판(62) 및 축(48)을 통해 측정레버(32)에 베어링부재(36)의 복원력(즉, 반작용에 의한 힘)이 전달되는 기구이다. 이 복원력은 도 4에 있어서 아암(38)으로부터 캠판(62)에 화살표 H로 나타낸 방향으로 작용하므로 측정레버(32)는 프런트 트래블량에 상당하는 양만큼 휜다.

따라서 제2 실시형태의 클램프기구(60)를 가진 측정헤드에 있어서도 레버(64)를 죄는 것 만으로 영점위치가 자동적으로 설정되므로 영점위치의 설정이 간단하게 된다.

도 5(a)는 제3 실시형태의 클램프기구(70)의 구조를 나타낸 개념도이며, 도 5(b)는 도 5(a)의 5(b) - 5(b)선 단면도이다. 또한, 도 2에 나타낸 제1 실시형태의 클램프기구(30)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

도 5(a) 및 5(b)에 나타낸 클램프기구(70)는 캠판(72)과 레버(74)를 일체적으로 구성한 기구이다. 레버(74)를 화살표 J방향으로 나타낸 닫는 방향으로 회동시키면, 캠판(72)의 주면에 형성된 캠면의 돌출면(73)이 아암(38)의 선단부(38B)를 화살표 K방향으로 억누른다. 그에 따라 베어링부재(36)의 슬릿부(37)가 닫히는 방향으로 베어링부재(36)가 탄성변형하므로 베어링부재(36)가 요동지지축(28; 도 1참조)에 고정되고, 측정레버(32)가 베이스레버(14)에 고정된다.

제3 실시형태의 클램프기구(70)에서 측정레버(32)가 프런트 트래블량에 상당하는 양만큼 휘며, 영점위치의 설정이 간단해지는 작용에 대해서는 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 대략 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

제3 실시형태의 특징은 체결부재가 캠판으로 되며, 또한 이 캠판의 회전량을 단계적으로 고정하는 걸어맞춤수단이 설치되어 있는 구성이다. 즉, 캠판(72)의 주면에 형성된 기어형상부(75)와 측정레버(32)에 고정된 볼 플런저(76)에 의해 걸어맞춤수단(78)이 구성된다.

걸어맞춤수단(78)의 구체적인 구성은 아래와 같이 된다. 측정레버(32)의 선단부 단면에 관통구멍(32B)이 형성되고, 또 이 관통구멍(32B)에 암나사가공이 가해진다. 외주에 이 암나사와 나사결합하는 수나사를 가진 볼 플런저(76)가 측정레버(32) 선단부의 관통구멍(32B)에 나사로 끼워 넣어져 선단이 캠판(72)의 기어형상부(75)와 걸어 맞추어지는 위치에 배치된다.

볼 플런저(76)는 도시하지 않은 스프링에 의해 돌출방향으로 부세된 출몰가능한 볼(76A)을 갖고 있고, 이 볼(76A)을 기어형상부(75)의 톱니 사이에 끼워 넣음으로써 캠판(72)의 회동을 규제하고 있다. 단, 이 규제력은 견고한 것은 아니고, 소정 이상의 회동토크에 의해 회동규제는 해제되도록 되어 있다.

이와 같이 구성된 걸어맞춤수단(78)에 의해 캠판(72)의 회동량을 단계적으로 고정할 수 있다. 또한 캠판(72)은 주면의 직경이 서서히 변화하도록 형성되어 있으므로 캠판(72)의 회동량을 단계적으로 변화시킴으로써 아암(38)의 억누르는 힘을 단계적으로 변화시킬 수 있고, 그에 따라 측정헤드(10)가 지니고 있는 트래블량을 변경할 수 있도록 되어 있다.

도 6(a)는 제4 실시형태의 클램프기구(80)의 구조를 나타낸 개념도이고, 도 6(b)는 도 6(a)의 6(b) - 6(b)선 단면도이다. 또한 도 2에 나타낸 제1 실시형태의 클램프기구(30)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략 한다.

도 6(a) 및 6(b)에 나타낸 클램프기구(80)는 캠판(82)과 레버(84)를 일체적으로 구성한 기구이다. 레버(84)를 화살표 L로 나타낸 방향으로 회동시키면, 캠판(82)의 주면에 형성된 캠면의 돌출면(83)이 아암(38)의 선단부(38B)를 화살표 M방향으로 억누른다. 그에 따라 베어링부재(36)의 슬릿부(37)가 닫히는 방향으로 베어링부재(36)가 탄성변형하므로 베어링부재(36)가 요동지지축(28; 도 1참조)에 고정되고, 측정레버(32)가 베이스레버(14)에 고정된다.

제4 실시형태의 클램프기구(80)에서 측정레버(32)가 프런트 트래블량에 상당하는 양만큼 휘고, 영점위치의 설정이 간단해지는 작용에 대해서는 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 대체로 동일하므로 상세한 설명은 생략한다.

제4 실시형태의 특징은 제3 실시형태와 마찬가지로 체결부재가 캠판으로 이루어지며, 또한 이 캠판의 회동량을 단계적으로 고정하는 걸어맞춤수단이 설치되어 있는 구성이다. 즉, 캠판(82)의 표면에 형성된 다수의 오목부(85)와 측정레버(32)에 고정된 볼 플런저(86)로 걸어맞춤수단(88)이 구성된다.

걸어맞춤수단(88)의 구체적인 구성은 아래와 같이 된다. 측정레버(32)의 측면에 관통구멍(32C)이 형성되고, 또 이 관통구멍(32C)에 암나사 가공이 가해진다.외주에 이 암나사와 결합하는 수나사를 갖춘 볼 플런저(86)가 측정레버(32)의 관통구멍(32C)에 나사로 끼워 넣어져 선단이 캠판(82)의 오목부(85)와 걸어 맞추어 지는 위치에 배치된다.

볼 플런저(86)는 도시하지 않은 스프링에 의해서 돌출방향으로 부세된 출몰 가능한 볼(86A)을 가지고 있고, 이 볼(86A)을 오목부(85)에 끼워 넣음으로써 캠판(82)의 회동을 규제하고 있다. 단, 이 규제력은 견고한 것은 아니고, 소정 이상의 회동토크에 의해 회동규제는 해제되도록 되어 있다.

이상과 같이 구성된 걸어맞춤수단(88)에 의해 캠(82)의 회동량을 단계적으로 고정할 수 있다. 또한 캠판(82)은 주면의 직경이 서서히 변화하도록 형성되어 있으므로 캠판(82)의 회동량을 단계적으로 변화시킴으로써 아암(38)의 억누르는 힘을 단계적으로 변화시킬 수 있고, 그에 따라 측정헤드(10)가 지니고 있는 트래블량을 변경할 수 있도록 되어 있다.

도 7(a)는 제5 실시형태의 클램프기구(90)의 구조를 나타낸 개념도이며, 도 7(b)는 도 7(a)의 7(b) - (7b)선 단면도이다. 또한, 도 2에 나타낸 제1 실시형태의 클램프기구(30)와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 붙이고, 그 설명은 생략한다.

제5 실시형태의 특징은 체결부재(91)가 캠판(92) 등으로 이루어지며, 또한 이 체결부재(91)가 측정레버(32)의 외부로 돌출하지 않은 구성이다. 즉, 도 7(a) 및 7(b)에 나타낸 클램프기구(90)는 캠판(92)을 가진 체결부재(91)와 아암(38) 등으로 구성된다.

체결부재(91)는 캠판(92)과, 캠판(92)을 관통해서 일체가 되는 축(94), 캠판(92)과 축(94)을 관통해서 일체로 하는 핀(95)으로 이루어진다. 축(94)의 양단면에는 축(94)과 동축상에 육각구멍(94A)가 형성되어 있다. 이 육각구멍(94A)에 육각랜치를 끼워맞춤으로써 체결부재(91)를 시계방향, 반시계방향으로 회동시킬 수 있다. 또한, 체결부재(91)를 회동시키는 공구는 육각랜치로 한정되는 것은 아니다.

측정레버(32)의 양측면에는 관통구멍(32D, 32D)이 형성되어 있고, 체결부재(91)의 축(94)이 드라이 베어링(96, 96)을 통해서 이 관통구멍(32D, 32D)에 회동가능하게 고정되어 있다. 또한 드라이 베어링(96, 96)은 관통구멍(32D, 32D)에 압입된다. 이상의 구성에 의해 측정레버(32)와 체결부재(91)의 축(94)과 드라이 베어링(96)은 대체로 하나의 면으로 되며, 그 결과 측정레버(32)의 외부에는 돌출부분이 없는 완전한 외관이 된다.

또한, 제5 실시형태의 클램프기구(90)에서 측정레버(32; 도 1 참조)가 프런트 트래블량에 상당하는 양만큼 휘고, 영점위치의 설정이 간단해지는 작용에 대해서는 제1 실시형태 및 제2 실시형태와 대체로 마찬가지이므로 상세한 설명은 생략한다.

이상 본 발명에 관한 측정헤드의 실시형태의 각 예에 대해서 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시형태의 예로 한정되는 것은 아니고, 각종 태양이 채택될 수 있다.

예를들면, 실시형태에서는 외경측정용 게이지장치에 적용된 측정헤드의 클램프기구에 대해서 설명하였지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 내경측정용 게이지장치에 적용할 수 있다. 이 측정헤드의 경우에는 영점에 대해서 플러스 측에 프런트 트래블량이 설정되므로 그 방향으로 측정레버를 휘도록 클램프기구를 설치하면 된다.

또한 실시형태의 각 예를 조합시킨 구성 등 각종 태양의 것이 채용될 수 있 다. 예컨대 도 7(a) 및 도 7(b)에 나타낸 제5 실시형태에서 채용되는 측정레버(32)의 외부에 돌출물이 없는 구성과 도 6(a) 및 6(b)에 나타낸 제4 실시형태에서 채용되는 클램프기구(80)를 조합시킨 태양의 것도 채용할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 체결부재는 닫는 방향으로 회동시켰을 때에 측정레버에 소정량 만큼 휨이 생기는 특징을 갖고 있기 때문에 체결부재가 열린상태에서 접촉자를 마스타에 접촉시킨 위치가 자동적으로 소정의 트래블량, 예컨대 프런트 트래블량으로 설정되게 된다. 즉, 이 후 접촉자를 마스타에 접촉시킨 상태에서 체결부재를 닫는 방향으로 회동시켜 베어링부재를 축부에 고정하면, 베어링부재에서 체결부재를 통해서 측정레버에 베어링부재의 복원력(즉, 반작용에 의한 힘)이 전달되는 기구로 되어 있다. 그 결과 측정레버는 프런트 트래블량의 방향이다. 영점위치에서 마이너스측으로 휘어지게 되므로 영점위치의 설정이 실질상 불필요하게 된다. 그에 따라 소형이면서 심플한 구조로 영점위치의 조정이 가능하게 된다.

Claims (5)

1. 헤드본체와, 상기 헤드본체에 측정방향 및 리트랙트 방향으로 요동가능하게 설치된 베이스레버와, 상기 베이스레버의 선단부에 설치한 축부에 그 기단부가 클램프기구를 통해서 고정/개방가능하게 설치됨과 동시에, 그 선단부에 피측정물에 접촉되는 접촉자를 갖춘 측정레버를 구비한 측정헤드에 있어서,

   상기 클램프기구는 상기 측정레버의 기단부에 설치됨과 동시에, 슬릿부가 형성되어 상기 축부가 끼워 맞추어지는 베어링부재로서, 상기 슬릿부를 닫는 방향으로 탄성변형됨으로써 상기 축부에 고정되는 베어링부재와, 상기 측정레버에 여는 방향 및 닫는 방향으로 회동가능하게 설치됨과 동시에, 여는 방향으로 회동시킴으로써 상기 베어링부재에 의한 상기 축부의 고정을 해제하고, 닫는 방향으로 회동시킴으로써 상기 베어링부재의 슬릿부를 닫는 방향으로 베어링부재를 탄성변형시켜 상기 측정레버를 상기 베어링부재를 통해서 상기 축부에 고정하는 체결부재로서 이때 그 체결부재에 생기는 회동력에 의해 상기 측정레버에 소정량 만큼 휨을 발생시키는 체결부재를 갖춘 것을 특징으로 하는 측정헤드.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스레버의 요동량을 조정하고, 상기 측정레버의 트래블량을 가변제어하는 규제수단을 갖춘 것을 특징으로 하는 측정헤드.
3. 제 1항에 있어서, 상기 클램프기구는 밀봉이 이루어져서 외부에서의 이물의 침입방지가 도모되어 있는 것을 특징으로 하는 측정헤드.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부재는 수동 또는 공구를 통해 회동할 수 있는 것을 특징으로 하는 측정헤드.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 체결부재는 캠으로 이루어지고, 상기 캠의 회동량을 단계적으로 고정하는 걸어맞춤수단이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 측정헤드.

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