KR20020010135A - 검사용 마스터 블록 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 상면과 4개의 측면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 직사각형판(10, 11, 12)으로 이루어지는 중공 직방체상의 블록 본체(1A)의 상면과 측면에 다수의 설치 구멍(13)이 형성되어 있고, 이들 설치 구멍(13)에 각각 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준 부재(9)를 끼워 고정하고 있다. 이 구성에 의해 주위 온도변화에 의한 영향을 제거하여 높은 검사 정밀도를 얻을 수 있는 검사용 마스터 블록 및 그 제조방법을 제공한다.

Description

검사용 마스터 블록 및 그 제조방법{INSPECTION MASTER BLOCK AND METHOD OF PRODUCING THE SAME}

종래, 자동차용의 엔진이나 변속기 케이스류와 같은 기계 부품류의 칫수 측정에는 측정 테이블(베드)상에 셋팅한 피측정물에 대해 프로브(측정자)의 선단을 접촉시켜 측정을 행하도록 한 3차원 측정기 등의 측정기가 폭넓게 이용되고 있다.

이러한 종류의 측정기는 측정 정밀도를 유지하기 위해, 고정밀도로 마무리된 측정 마스터를 이용하여, 정기적으로 정밀도의 검사나 측정 오차의 교정이 행해지고 있다.

측정 마스터는 측정기의 프로브가 접촉하는 기준 측정면을 구비하고 있고, 측정기에 의한 상기 기준 측정면의 실측 데이터를 기준치와 비교함으로써, 측정기의 정밀도를 검사하거나 교정을 행하는데 이용되고 있다.

종래 제안되어 있는 이러한 종류의 측정 마스터로는 예컨대, 특개평 11-44527호 공보중에 기재되어 있는 측정 마스터가 있고, 이는 주철제의 외형이 입방체를 이루는 중공 상자체의 상면과 측면의 한쪽 및 전면(前面)의 각 네귀퉁이에 각각 기준 구멍 부재가 부착되어 있다.

이들 기준구멍 부재는 일단에 플랜지를 구비한 원통형을 이루고, 상기 플랜지에 의해 상자체에 볼트로 고정되어 있고, 또한, 원통부의 내면이 정밀하게 마무리된 원 구멍을 이루어, 측정을 위한 기준 구멍으로 되어 있다.

또한, 특개평 4-160301호 공보에 기재되어 있는 마스터 측정장치에서는 저팽창재로 이루어지는 입방체 형상 혹은 직방체 형상의 중공 지지 블록 외측에 선팽창 계수값이 대략 0인 유리재료로 형성된 봉체를 우물 형상으로 조합하여 고정하고, 이들 봉체의 양단면을 기준 측정면으로 하고 있고, 또한, 지지 블록의 꼭대기면에 적어도 3개의 좌표 기준 설정용의 유리 재료 등으로 형성된 볼이 부착되어 있다.

전술한 특개평 11-44527호 공보 중에 기재되어 있는 측정 마스터는 기준 구멍 부재가 주철제의 중공 상자체에 부착되어 있으므로, 주철제의 상자체 부분이 주위의 온도변화에 의해 팽창 혹은 수축하면, 기준 구멍 부재사이의 상호 간격이나 각도가 미묘하게 변화하여 검사 정밀도에 영향을 미칠 우려가 있었다.

또한, 특개평 4-160301호 공보에 기재되어 있는 마스터 측정장치에 있어서는 양단면을 기준 측정면으로 한 봉체나 좌표 기준 설정용의 볼에 선팽창 계수값이 대략 0인 유리 재료를 사용함으로써, 주위의 온도변화에 의한 봉체나 볼 자체의 팽창 수축을 억제하여 검사 정밀도의 향상을 도모하고 있다.

그러나, 이들 봉체나 볼이 주철제의 상자체에 지지되어 있으므로, 상자체의 온도변화에 의한 각 부 칫수의 변화나 형상의 이상이 검사 정밀도에 영향을 줄 우려가 있고, 또한, 구조가 복잡하여 제조 비용이 높아지는 문제가 있었다.

<발명의 개시>

그래서, 본 발명은 전술한 것과 같은 종래 기술의 문제를 해결하고, 주위의 온도 변화에 의한 영향을 제거하여 높은 검사 정밀도를 얻을 수 있는 검사용 마스터 블록 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제1의 것은 적어도 상면과 4개의 측면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 직사각형판으로 구성되어 있는 중공 직방체 형상의 블록 본체와, 상기 블록 본체의 상면과 측면에 형성된 다수의 설치 구멍에 각각 끼워져 고정되고, 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준 부재를 구비하고 있다.

또한, 본 명세서중에 기재하고 있는 「직사각형」이라는 용어는「정방형」을 포함하고, 또한 「직방체」라는 용어는 「입방체」를 포함하는 것으로 한다.

또한, 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제2의 것은 측면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 원통관으로 구성되어 있음과 동시에, 적어도 상면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 원판으로 구성되어 있는 중공 원통상의 블록 본체와, 상기 블록 본체의 상면과 측면에 형성된 다수의 설치 구멍에 각각 끼워져 고정되고, 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준 부재를 구비하고 있다.

또한, 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제3의 것은 적어도 상면과 측면을 가지고, 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 깎아내 제작된 블록 본체와, 상기 블록 본체의 상면과 측면에 형성된 다수의 설치 구멍에 각각 끼워 고정되고, 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준부재를 구비하고 있다.

상기 검사용 마스터 블록의 제1 내지 제3의 것에 있어서는 표면을 기준 측정면으로 한 세라믹 볼과 상기 세라믹 볼을 지지하여 블록 본체의 설치 구멍에 끼워 고정되는 부시로 구성된 기준부재를 이용할 수 있다.

또한, 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제조방법의 제1의 것은 석영 유리 또는 단결정 석영으로 이루어지는 직사각형판의 소정위치에 설치 구멍을 가공하는 제1 공정과, 상기 공정에서 설치 구멍을 가공한 직사각형판이 4개의 측면의 적어도 일면과 상면에 배치되도록, 다수의 석영 유리 또는 단결정 석영의 작사각형판 끼리 접합하여 중공 직방체상의 블록 본체의 적어도 상면과 4개의 측면을 형성하는 제2 공정과, 제2 공정후, 각각의 설치 구멍에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준부재를 끼워 고정하는 제3 공정으로 이루어진다.

또한, 본 발명의 검사용 마스터 블록 제조방법의 제2의 것은 석영 유리 또는 단결정 석영의 원판과 석영 유리 또는 단결정 석영의 원통관의 각각의 소정 위치에 설치 구멍을 가공하는 제1 공정과, 적어도 상기 공정에서 설치 구멍을 가공한 원판을 상기 원통관 상면에 접합하여 중공 원통상의 블록 본체를 형성하는 제2의 공정과, 제2 공정후, 각각의 설치 구멍에 측정기의 블록 선단을 접촉시키는 기준부재를 끼워 고정하는 제3 공정으로 이루어진다.

또한, 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제조방법의 제3의 것은 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 적어도 상면과 측면을 가지는 블록 본체를 깎아내는 제1 공정과, 제1 공정에서 형성한 블록 본체의 상면과 측면 각각의 소정위치에 설치 구멍을 가공하는 제2 공정과, 제2 공정후, 각각의 설치 구멍에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준부재를 끼워 고정하는 제3 공정으로 이루어진다.

상기 검사용 마스터 블록의 제조방법의 제1 내지 제3의 것에 있어서는 제3 공정후에 각각의 기준부재에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 마무리 가공할 수 있다.

본 발명의 검사용 마스터 블록(이하, 간단히 마스터 블록이라고 한다.)은 석영 유리 또는 단결정 석영제의 블록 본체에 불변강과 같은 열팽창 계수가 작은 재료로 형성된 다수의 기준부재를 부착하고, 이들 기준부재에 측정기의 프로브를 접촉시키는 기준 측정면을 형성하고 있다.

블록 본체는 적어도 상면과 4개의 측면에 석영 유리 또는 단결정 석영제의 직사각형판을 이용하고, 이들 판을 접합하여 중공 직방체상으로 형성하거나, 혹은 측면과 적어도 상면에 각각 석영 유리 또는 단결정 석영제의 원통관과 원판을 이용하고, 이들 원통관과 원판을 접합하여 중공 원통상으로 형성할 수 있다.

또한, 직사각형판 끼리나, 원판과 원통관 끼리의 접합에는 시판의 순간 접착제가 적합하다.

또한, 각각의 기준부재는 블록 본체를 조립하기 전에 미리 지그 보라 등의 가공기에 의해 직사각형판이나 원판, 원통관의 소정 위치에 가공된 설치 구멍에 끼워 고정된다.

또한, 블록 본체는 석영 유리나 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 다이아몬드 공구 등을 이용하여 직방체상이나 원통상으로 깎아내 제작하는 것도 가능하다.

블록 본체의 외형이 깎여진 후, 블록 본체의 상면과 측면에는 기준부재를 끼워 고정하기 위한 설치 구멍이 지그 보라 등의 가공기에 의해 형성된다.

또한, 단일 재료로부터 깎여진 블록 본체는 그 중량을 경감하기 위해, 저면이 개구된 공동부를 가지는 중공상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, 기준부재는 블록 본체에 대해 나사 등의 고정수단에 의해 고정할 수 있는데, 이 때, 기준부재의 고정위치가 어긋나지 않도록, 설치 구멍 주가장자리부와 기준부재 사이에 접착제를 도포하여 설치 구멍에 대해 기준부재를 접착해 두는 것이 바람직하다.

또한, 기준부재는 나사 등의 고정수단을 이용하지 않고, 접착제만으로 블록 본체의 설치 구멍에 고정하도록 해도 된다.

또한, 기준부재는 블록 본체에 고정한 후에 기준 측정면을 마무리 가공함으로써, 기준 측정면의 설치 각도나 설치 위치의 정밀도를 높일 수 있다.

또한, 기준부재는 고정밀도로 마무리된 세라믹 볼의 표면을 기준 측정면으로 하여 구성해도 된다.

석영 유리나 단결정 석영소재는 열팽창 계수가 매우 작으므로, 블록 본체에 부착된 각각의 기준부재의 기준 측정면 사이의 간격이나 각 기준 측정면의 방향은 주위 온도변화의 영향을 거의 받지않아, 높은 정밀도가 유지된다.

본 발명은 3차원 측정기 등의 측정기 정밀도 검사나 교정을 행하기 위해 이용되는 검사용 마스터 블록에 관한 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 검사용 마스터 블록을 3차원 측정기에 셋팅한상태를 도시하는 사시도,

도2는 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제1 실시예를 나타내는 사시도,

도3은 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제1 실시예를 나타내는 분해 사시도,

도4는 기준부재의 상판에의 부착 구조를 나타내는 부분 단면도,

도5는 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제2 실시예를 나타내는 사시도,

도6은 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제2 실시예를 나타내는 분해 사시도,

도7은 도5의 A-A선 위치에 있어서의 종단면도,

도8은 기준부재의 상판에의 부착 구조를 나타내는 부분 단면도,

도9는 기준부재의 원통관에의 부착 구조를 나타내는 부분 단면도,

도10은 기준부재의 별도의 양태를 나타내는 부분 단면도,

도11은 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제3 실시예를 나타내는 사시도,

도12는 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제3 실시예를 나타내는 분해 사시도,

도13은 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제3 실시예를 나타내는 평면도,

도14는 도13의 B-B선 위치의 종단면도,

도15는 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제3 실시예를 나타내는 하면도,

도16은 도15의 C-C선 위치의 부분 단면도이다.

이하, 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 도1은 본 발명의 마스터 블록의 제1 실시예를 나타내는 것으로, 이 실시예에 있어서의 마스터 블록(1)은3차원 측정기(2)의 측정 테이블(3)상에 얹어지는 지그 파레트(4)에 고정되어, 그 정밀도의 검사나 교정에 이용되는 것이다.

3차원 측정기(2)는 측정 테이블(3)의 양측에 동 도면에 도시하는 X 방향으로 슬라이드 자유롭게 지지된 문형상의 가동(可動) 프레임(5)과, 상기 가동 프레임(5)에 슬라이드 자유롭게 지지되어 상기 X방향과 직각인 Y방향으로 슬라이드 자유로운 헤드부(6)와, 상기 헤드부(6)에 대해, 상하방향 즉 동 도면 Z방향으로 상하이동 자유롭게 지지된 승강축(7)을 가지고, 승강축(7)의 하단에 고정된 프로브(8)를 3차원 방향으로 이동 위치 결정할 수 있도록 되어 있다.

상기 프로브(8)의 선단부는 인조 루비나 세라믹 등의 경질(硬質)이고 내마모성이 있는 소재로 고정밀도의 구형상으로 형성되어 있고, 통상의 측정 작업에서 3차원 측정기(2)는 측정 테이블(3)상에 실린 엔진 블록 등의 작업편의 마무리면에 프로브(8)의 선단부를 접촉시키고, 상기 프로브(8)의 기준위치로부터의 변위를 측정하여, 작업편이 규정대로의 치수로 마무리되어 있는지 여부를 검사한다.

한편, 3차원 측정기(2) 자체의 정밀도 검사를 행하는 경우에는 작업편 대신에 마스터 블록(1)에 설치된 불변강 재료로 된 기준부재(9)의 기준 측정면에 프로브(8) 선단을 접촉시키고, 예컨대, 마스터 블록(1)에 형성된 2개의 기준부재(9)의 기준 측정면사이의 거리를 실측하여 기준치와 비교하고, 실측치와 기준치와의 오차를 조사하며, 또한, 상기 실측 오차에 따라 3차원 측정기의 교정을 행한다.

도2에 도시하는 바와같이, 마스터 블록(1)은 대략 입방체상의 블록 본체(1A)와, 그 상면 및 측면에 각각 부착된 기준부재(9)로 구성되어 있다.

상기 블록 본체(1A)는 각각 대략 정방형으로 형성된 석영 유리제의 상판(10), 측판(11) 및 바닥판(12)을 접착제(시판의 순간 접착제 등)로 붙여 구성되어 있다.

도3은 마스터 블록(1)의 분해 사시도로서, 상판(10)과 4개의 측판(11)에는 각각의 네귀퉁이 근방에 기준부재(9)를 부착하기 위한 설치 구멍(13)이 판 두께 방향으로 관통하여 형성되어 있다.

또한, 상판(10)에는 3군데, 측판(11)에는 2군데, 각각 마스터 블록(1)의 내부와 외부와의 사이에서 공기를 유통시키기 위한 통기 구멍(14)이 형성되어 있다.

또한, 이들 통기 구멍(14)은 온도 변화에 의해 블록본체(1A) 내부와 외부의 기압차를 발생시켜 블록 본체(1A)에 변형을 발생시키는 것을 막기 위한 것으로, 바닥판(12)에 공기가 유통되는 개구부 등이 형성되어 있으면 설치하지 않아도 된다.

한편, 바닥판(12)의 중앙 부분에는 원형의 투과 구멍(15)이 형성되어 있고, 상기 투과 구멍(15)에는 원형의 고정 플러그(16)의 소직경부(16A)가 끼워져 있다.

상기 고정 플러그(16)에는 2개의 볼트(17)가 조여진 한쌍의 나사 구멍(18)이 형성되어 있다.

이들 볼트(17)는 지그 팔레트(4)(도1 참조)측에 형성되어 있는 고정판(19)의 한쌍의 볼트 삽입 구멍(20)에 각각 하측방에서 삽입되고, 고정 플러그(16)의 나사 구멍(18)에 조임으로써 마스터 블록(1)을 고정판(19)에 고정한다.

또한, 고정 플러그(16)은 불변강 등의 온도 변화로 팽창 수축이나 변형을 발생시키지 않는 재료로 제작하는 것이 바람직하다.

또한, 각각의 기준부재(9)는 도4에 도시하는 바와같이, 상판(10) 혹은 측판(11)에 형성된 설치 구멍(13)에 적합한 외직경을 가지는 원통부(9A)와, 설치 구멍(13)보다 직경이 큰 플랜지부(9B)를 가지고, 원통부(9A)측의 단면 중심부에는 볼트(21)가 조여지는 나사 구멍(9C)이 형성되어 있다.

기준부재(9)의 원통부(9A)는 상판(10) 혹은 측판(11)의 외측에서 설치 구멍(13)에 플랜지부(9B)가 설치 구멍(13) 둘레 가장자리부에 접하기까지 꽂으면 상판(10) 혹은 측판(11)의 안측에 일부가 돌출되는 길이로 형성되어 있다.

이 돌출 부분에는 탄력성이 있는 우레탄제의 컬러(22)가 장착되어 있다.

상기 컬러(22)는 축방향으로 압축력을 받지 않을 때의 축방향 길이가 원통부(9A)의 돌출 부분의 길이보다 약간 길게 형성되어 있고, 상기 볼트(21)에 의해 원통부(9A)의 단면에 좌금(23)이 고정되면, 상판(10) 혹은 측판(11)과, 좌금(23) 사이에 컬러(22)가 탄성 압축되어 끼워지고, 기준부재(9)가 상판(10) 혹은 측판(11)에 고정되는 구조로 되어 있다.

또한, 상판(10) 혹은 측판(11)에 기준부재(9)를 볼트(21)로 고정할 때, 양자의 접촉부분 사이에는 접착제(시판의 순간접착제 등)가 도포되어, 상판(10) 혹은 측판(11)에 대한 기준부재(9)의 고정위치의 어긋남이 방지된다.

또한, 기준부재(9)의 플랜지부(9B)의 단면(S1)과 상기 단면(S1) 중앙부에 형성된 원형 오목부 내주면(S2)은 프로브(8)(도1 참조) 선단이 접촉하는 기준 측정면으로서 고정밀도로 마무리 가공되어 있다.

다음에, 전술한 바와같이 구성되어 있는 마스터 블록(1)의 제조공정을 설명하면, 우선, 도3에 도시하는 6매의 석영 유리 또는 단결정 석영을 재료로 한 대략 정방형상의 상판(10), 측판(11), 바닥판(12)을 제작하고, 이 중, 상판(10)과 4개의 측판(11)에는 지그 보라 등의 가공기에 의해 기준부재(9)의 설치 구멍(13)과 통기 구멍(14)을 가공한다. 또한, 바닥판(12)에는 그 중앙부에 원형의 통과 구멍(15)을 동일하게 지그 보라 등으로 가공한다.

이어서, 4매의 측판(11)은 각각 한쪽 단면과, 상기 단면과 반대측의 단면에 인접하는 이면 가장자리부를 접착 부분으로 하고, 각각 단면과 이면 가장자리부끼리, 접착제로 접착하여 각통형상으로 조립한다.

또한, 이들 4매의 측판(11)의 상하 단면에 상판(10)과 바닥판(12)을 접착제로 접착하고, 블록 본체(1A)(도2 참조)를 조립한다.

그 후, 각각의 설치 구멍(13)에 기준부재(9)의 원통부(9A)를 블록본체(1A)의 외측에서 삽입하여 접착제에 의해 고정한다. 또한, 이들 기준부재(9)에는 도4에 도시하는 바와같이 컬러(22)와 좌금(23)을 장착하여 볼트(21)로 판(10, 11)에 체결한다.

이렇게 해서, 기준부재(9)를 접착제와 볼트(21)의 양쪽에서 블록 본체(1A)에 강고하게 고정한다.

또한, 기준부재(9)에 컬러(22), 좌금(23) 및 볼트(21)를 장착하는 작업은 바닥판(12)에 형성되어 있는 투과 구멍(15)에서 블록 본체(1A)내에 손이나 박스 스패너 등의 체결 공구를 꽂아넣어 행할 수 있다. 또한, 고정 플러그(16)는 블록 본체(1A)의 조립이 완료되기 전에 미리 블록 본체(1A) 내에 넣어 둘 필요가 있다.

이렇게하여 블록 본체(1A)에 기준부재(9)를 고정한 후, 바닥판(12)의 투과 구멍(15)에 고정 플러그(16)의 소직경부(16A)를 끼워 도3에 도시하는 볼트(17)에 의해 도시하지 않은 가공기의 지그대에 고정한다.

이 시점까지는 도4에 도시하는 기준부재(9)의 플랜지부(9B)의 단면(S1)과 상기 단면(S1)에 형성된 원형 오목부 내주면(S2)은 미가공인채 그대로이고, 상기 가공기에 의해 상기 단면(S1)과 오목부 내주면(S2)을 정밀하게 가공하며, 인접하는 기준부재(9)의 오목부 내주면(S2) 사이 간격을 정확하게 기준치로 마무리함과 동시에, 블록 본체(1A)의 상호 직각인 면에 고정되어 있는 기준 부재(9) 끼리의 단면(S1) 사이의 각도가 정확하게 90도를 이루도록 마무리하고, 마스터 블록(1)의 제조공정을 완료한다.

다음에, 도5는 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제2 실시예를 나타내는 사시도, 도6은 그 분해 사시도이고, 본 실시예의 마스터 블록(31)은 원통상의 측면을 형성하는 석영 유리 또는 단결정 석영제의 원통관(32)과, 상기 원통관(32)의 외직경에 대략 같은 직경을 가지는 상판(33) 및 원통관(32)보다 큰 직경을 가지는 바닥판(34)으로 구성되는 블록 본체(31A)를 구비하고 있다.

도5에 도시하는 바와같이, 블록 본체(31A)의 상면과 측면에는 각각 불변강 재료의 기준 부재(35, 36)가 형성되어 있고, 기준 부재(35)는 상판(33)의 외주 근방에 원주 방향으로 등간격으로 4군데 부착되고, 또한, 기준 부재(36)는 각각의 기준 부재(35)에 대응하는 원통관(32)의 둘레 방향 4군데에서 각각 상하 방향 2군데의 합계 8군데에 부착되어 있다.

도6에 도시하는 바와같이, 상판(33)에는 기준부재(35)가 부착되는 4개의 설치 구멍(37)이 원주 방향으로 등간격으로 관통 형성되어 있음과 동시에, 이들 설치 구멍(37) 중심을 통과하는 원주상에서, 각 설치 구멍(37)에 대해 상판(33)의 중심각에서 45도씩 위상이 어긋난 위치에 각각 나사 삽입 구멍(38)이 관통 형성되어 있다.

한편, 바닥판(34)의 중앙부에는 투과 구멍(39)이 형성되어 있고, 또한, 상기 투과 구멍(39)의 주위에는 상판(33)에 형성된 각 설치 구멍(37)의 바로 아래에 대응하는 위치에 나사 삽입 구멍(4)이 형성되어 있다.

도7에 도시하는 바와같이 상판(33)과 바닥판(34)은 원통관(32)내를 관통하는 불변강으로 형성된 4개의 연결봉(41)의 양단에 의해 연결되어 있다. 즉, 연결봉(41)은 상하 대칭인 형상을 하고 있고, 상하의 양단에 나사부(41A)가 형성되어 있다.

이들 나사부(41A)는 상판(33)과 바닥판(34)의 대향위치에 각각 형성되어 있는 나사 삽입 구멍(38, 40)에 삽입되고, 상판(33)의 상측방으로 돌출된 부분과 바닥판(34)의 하측방으로 돌출된 부분에 우레탄제의 탄성을 가지는 컬러(42)가 장착됨과 동시에, 너트(43)가 조여 고정되고, 원통관(32)을 사이에 끼고 상판(33)과 바닥판(34)이 일체로 연결되는 구조로 되어 있다.

또한, 연결봉(41)의 양단 나사부(41)를 제외한 부분은 길이가 원통관(32)의 축방향 길이에 대략 동등하고, 또한 외직경은 상판(33) 및 바닥판(34)에 각각 형성되어 있는 나사 삽입 구멍(38, 40)보다 크게 형성되어 있다.

또한, 각각의 연결봉(41)에는 길이 방향으로 떨어진 2군데에서 상기 길이 방향으로 직교하는 방향으로 나사 구멍(41B)이 형성되고, 이들 나사 구멍(41B)에는 위치 맞춤 볼트(44)가 조여져 있다.

이들 위치 맞춤 볼트(44)는 원통관(32)내에서 그 반경 방향 외측으로 향해 있어, 각각의 선단을 원통관(32)의 내주면에 접하게 함으로써, 원통관(32)의 중심이 상판(33)과 바닥판(34)의 중심과 일치하도록 위치 결정되게 되어 있다.

또한, 각각의 위치 맞춤 볼트(44)에는 록 너트(45)가 조여져 있고, 이들 록 너트(45)에 의해 연결봉(41)에 대해 위치가 조정된 위치 맞춤 볼트(44)의 조임 위치가 고정된다.

다음에, 도8은 기준부재(35)의 상판(33)에 대한 부착 구조를 나타내는 부분 단면도로서, 기준부재(35)는 상판(33)에 형성된 설치 구멍(37)에 삽입되는 나사부(35A)와 상판(33)의 표면에 노출되어 있는 설치 구멍(37)의 직경보다 큰 외직경을 가지는 플랜지부(35B)로 구성되어 있다.

기준부재(35)에는 그 축방향 전체 길이에 걸쳐 중심부에 관통 구멍이 형성되어 있고, 플랜지부(35B)의 단면(S’1)과 상기 관통구멍 내주면(S’2)은 전술한 제1 실시예의 기준부재(9)와 마찬가지로 프로브(8)(도1 참조) 선단이 접촉하는 기준 측정면으로서 고정밀도로 마무리 가공되어 있다.

또한, 나사부(35A)는 플랜지부(35B)가 상판(33)의 표면에 닿기까지 설치 구멍(37)에 삽입한 위치에서 상판(33)의 이면에 돌출하는 길이를 가지고 있고, 이 돌출부분에는 탄력성이 있는 우레탄제의 컬러(46)와 나사(47)가 장착되고, 또한너트(48)가 조여짐으로써 기준부재(35)가 상판(33)에 고정된다.

또한, 본 실시예의 기준부재(35)에 있어서도, 전술한 제1 실시예의 기준부재(9)와 마찬가지로 상판(33)과 기준부재(35)의 접촉부분 사이는 접착제로 접착되고, 상판(33)에 대한 기준부재(35)의 고정위치의 어긋남이 방지되어 있다.

다음에, 도9는 기준부재(36)의 원통관(32)에 대한 부착 구조를 도시하는 부분 단면도로서, 기준부재(36)의 형상은 전술한 기준부재(35)와 동일하고, 나사부(36A)와 플랜지부(36B)로 구성되고, 축방향 전체 길이에 걸쳐 중심부에 관통 구멍이 형성되어 있고, 플랜지부(36B)의 단면(S”1)과 상기 관통구멍 내주면(S”2)은 기준 측정면으로서 고정밀도로 마무리되어 있다.

기준부재(36)는 원통관(32)을 반경방향으로 관통하여 형성되어 있는 설치 구멍(49)에 나사부(36A)가 삽입되고, 원통관(32)의 내측에서 너트(50)를 조여 고정되는데, 원통관(32)의 내외주면의 휘어짐에 대응시키기 위해, 원통관(32)의 외측과 내측에는 나사부(36A)가 관통하는 구멍이 중심부에 각각 형성된 외측 컬러(51)와 내측 컬러(52)가 배치되어 있다.

외측 컬러(51)와 내측 컬러(52)는 나사부(36A)에 조여진 너트(50)의 조임으로 원통관(32) 내부에 휘어짐 응력을 발생시키지 않도록, 각각, 원통관(32)의 내외주면에 접하는 면이 이들 내외주면의 곡율 반경에 적합한 오목 곡면과 볼록 곡면에 의해 형성되어 있다.

이들 외측 컬러(51)와 내측 컬러(52)는 불변강으로 제작되어 있고, 외측 컬러(51)와 기준부재(36)의 플랜지부(36B)와의 사이 및 외측 컬러(51)와 원통관(32)사이는 접착제로 접착되어 있다.

다음에, 전술한 바와같이 구성되어 있는 마스터 블록(31)의 제조공정을 설명하면, 우선, 도6에 도시하는 것과 같은 석영 유리 또는 단결정 석영을 재료로 한 원통관(32), 상판(33), 바닥판(34)을 제작한다.

여기서, 원통관(32)의 설치 구멍(49), 상판(33)의 설치 구멍(37) 및 나사 삽입 구멍(38) 및 바닥판의 투과 구멍(39) 및 나사 삽입 구멍(40)은 지그 보라 등의 가공기에 의해 가공한다.

또, 상판(33)의 나사 삽입 구멍(38)과 바닥판(34)의 나사 삽입 구멍(40)은 가공위치의 어긋남을 막기 위해, 상판과 바닥판(34)을 동심상으로 중첩하여 가공하는 것이 바람직하다.

다음에, 미리 제작해 놓은 연결봉(41)을 4개, 위치 맞춤 볼트(44)와 록 너트(45)를 각각 장착한 상태에서 원통관(32)내에 넣고, 각각의 양단 나사부(41A)를 상판(33)의 나사 삽입 구멍(38)과 바닥판의 나사 삽입 구멍(40)에 삽입하고, 각각에 나사(42)을 끼워 너트(43)로 느슨하게 임시 고정한다.

이어서, 위치 맞춤 볼트(44)의 선단을 원통관(32)의 내주면에 접하게 해 원통관(32), 상판(33), 바닥판(34)이 동심이 되도록 정확하게 위치 결정 조정하고, 조정 위치에서 각 위치 맞춤 볼트(44)가 회전하지 않도록 록 너트(45)로 고정한다.

이어서, 각각의 너트(43)를 조여 원통관(32), 상판(33), 바닥판(34)을 일체로 연결하여 블록 본체(31A)의 조립을 완료한다.

또, 원통관(32)의 상하 단면과 상판(33) 및 바닥판(34)과의 사이에는 접착제를 도포하여 서로 접착시켜 놓는 것이 바람직하다.

블록 본체(31A)의 조립이 완료되면, 상판(33)의 설치 구멍(37)과 원통관(32)의 설치 구멍(49)에 각각 기준부재(35, 36)를 장착하는데, 이 때, 상판(33)의 설치 구멍(37)에는 기준부재(35)의 나사부(35A)를 외측에서 삽입하고, 플랜지부(35B)와 상판(33)의 설치 구멍(37) 주가장자리와의 사이는 접착제로 접착한다.

또한, 상판(33)의 내측에서 나사부(35A)에 도8에 도시하는 바와같이 컬러(46)와 나사(47)을 장착하고, 너트(48)를 조여 고정한다.

도9에 도시하는 바와같이, 원통관(32)의 설치 구멍(49)에는 외측 컬러(51)를 장착한 기준부재(36)의 나사부(36A)를 외측에서 삽입하고, 외측 컬러(51)의 외면과 내면은 플랜지부(36B)와 원통관(32)의 외주면에 각각 접착제로 접착한다. 또한, 원통관(32)의 내측으로 돌출된 나사부(36A)에는 내측 컬러(52)를 장착하고, 너트(50)를 조여 고정한다.

또한, 컬러(46), 좌금(47), 내측 컬러(52), 너트(48, 50)를 블록 본체(31A) 내에서 기준부재(35, 36)에 장착하는 작업은 전술한 제1 실시예의 바닥판(12)에 형성되어 있는 투과 구멍(15)과 마찬가지로 바닥판(34)에 형성되어 있는 투과 구멍(39)으로부터 블록 본체(31A)내에 손이나 박스 스패너 등의 체결 공구를 꽂아넣어 행할 수 있다.

또한, 상기 투과 구멍(39)은 주위의 온도변화에 의해 블록 본체(31A)의 내측과 외측 사이에 기압차가 생겨 블록 본체(31A)가 변형하는 것을 방지하기 위한 통기 구멍을 겸하고 있다.

이렇게 해서, 블록 본체(31A)에 기준부재(35, 36)의 부착이 완료되면, 도시하지 않은 가공기의 지그대의 고정부재에 블록 본체(31A)의 바닥판(34)의 원통관(32) 외측에 차양형상으로 돌출되어 있는 부분을 고정하고, 아직 마무리되어 있지 않은 기준부재(35)의 플랜지부(35A)의 단면(S’1)과 관통 구멍 내주면(S’2) 및 기준부재(36)의 플랜지부(36A)의 단면(S”1)과 관통 구멍 내주면(S”2)을 정밀하게 가공하여, 마스터 블록(31)의 제조공정을 완료한다.

또한, 본 실시예에 있어서는 기준부재(35)의 단면(S’1)과 기준부재(36)의 단면(S”1)은 서로 정확하게 직각을 이루도록 마무리되고, 또한, 기준부재(35)의 관통구멍 내주면(S’2)과 기준부재(36)의 관통구멍 내주면(S”)의 각각의 중심위치는 블록 본체(31A)의 중심에 대해 중심각 90도마다 배치되도록 마무리된다.

다음에, 도10은 기준부재의 다른 예를 나타내는 것으로서, 동 도면에 도시하는 기준부재(53)는 나사부(53A)와 플랜지부(53B)를 가지는 중공의 부시(53C)와, 세라믹 볼(53D)로 구성되어 있다.

상기 세라믹 볼(53D)은 표면이 기준 측정면으로서, 소정의 직경으로 정밀하게 마무리되어 있고, 부시(53C)의 세라믹 볼(53D)에 적합한 구면의 일부로 형성되어 있는 고정 좌면(a)에 접착제에 의해 고정되어 있다.

상기 기준부재(53)는 전술한 각 실시예의 마스터 블록(1, 31)과 마찬가지로 블록 본체를 구성하는 석영 유리 또는 단결정 석영판(54)의 설치 구멍(55)에 외측에서 나사부(53A)가 삽입되고, 상기 나사부(53A)에 판(54)의 안측에서 탄력성이 있는 우레탄제의 컬러(56)가 장착되고, 너트(57)가 조여 고정된다.

또한, 전술한 각 실시예의 마스터 블록(1, 31)에 있어서는 블록 본체(1A, 31A)가 석영 유리 또는 단결정 석영으로 이루어지는 바닥판(12, 34)을 구비하고 있는데, 이들 바닥판(12, 34)을 생략하고, 측판(11)이나 원통관(32) 등 바닥판 이외의 부분이 직접 지그대 등에 고정되는 구조로 해도 된다.

다음에, 도11은 본 발명의 검사용 마스터 블록의 제3 실시예를 나타내는 사시도, 도12는 그 분해 사시도, 도13은 평면도이고, 본 실시예의 마스터 블록(61)은 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 깎아내 제작된 블록 본체(61A)를 구비하고 있다.

블록본체(61A)는 평탄한 표면(62)을 가짐과 동시에, 원주형상의 외주면(63)의 상단에서 하단 근방 위치까지 둘레 방향의 4군데에 평면(64)을 가지고 있고, 또한, 그 내부에는 중량을 경감하기 위해, 도14에 도시하는 바와같이 하측방이 개방된 공간이 형성되어 있다.

블록 본체(61A)에는 상면(62)에 4군데, 4개의 평면(64)에 상하로 2군데씩 설치 구멍(65)이 형성되어 있고, 이들 설치 구멍(65)에는 기준부재(66)가 고정되어 있다.

이들 기준부재(66)는 원통부(66A)와 플랜지부(66B)를 가지고 있고, 전술한 각 실시예에 사용하고 있는 것과 동일한 것인데, 이 실시예의 기준부재(66)는 설치 구멍(65)에 원통부(66A)가 끼워진 상태에서 접착제만에 의해 고정되어 있다.

또한, 도15는 블록 본체(61A)를 하측방에서 본 도면으로서, 동 도면에 도시하는 바와같이, 블록 본체(61A)의 하단면(67)에는 블록 본체(61A)를 3차원 측정기의 측정 테이블상에 안정되게 얹기 위한 저면이 평탄한 레그부(68)가 주방향으로 균등한 간격으로 3군데에 돌출 형성되어 있다.

또한, 도16에 도시하는 바와같이, 상기 하단면(67)에는 블록 본체(61A)의 하나의 직경 방향에 대향하는 2군데에 얕은 절결부(69)가 형성되어 있고, 이들 절결부(69)에는 각각, 3차원 측정기의 측정 테이블측에 돌출되어 있는 위치 결정 핀이 끼워지기 위한 위치 결정 구멍(70)이 형성되어 있다.

또한, 본 실시예의 마스터 블록(61)에 있어서는 블록 본체(61A)의 원주상의 외주면(63)을 부분적으로 깎아내 형성되어 있는 4군데의 평면(64) 중의 대향하는 2개의 하측방에는 이들 평면(64)과 각각 평행하게 한쌍의 지지홈(71)이 형성되어 있다.

이들 한쌍의 지지홈(71)은 3차원 측정기의 측정 테이블상의 측정위치에 마스터 블록(61)을 이동시켜 셋팅하기 위한 셋팅 장치에 부착되어 있는 지지 포크를 꽂기 위한 것으로, 마스터 블록(61)은 3차원 측정기의 정밀도 검사를 행할 시에, 셋팅 장치의 지지 포크로 들어 올려지고, 퇴피위치에서 측정 테이블상의 측정위치까지 이동되고, 여기서, 측정 테이블상에 내려진다.

이 때, 마스터 블록(61)은 블록 본체(61A)에 형성되어 있는 한쌍의 위치 결정 구멍(70)에 측정 테이블측에서 돌출되어 있는 위치 결정 핀이 끼워짐으로써 측정 테이블에 대해 위치 결정된 상태에서 하단면(67)에 형성된 3개의 레그부(68)에 의해 측정 테이블상의 결정 위치에 지지된다.

또한, 이러한 셋팅 장치는 이미 본 발명자가 제안하여, 특원 2000-017583으로서 출원되어 있는 것을 이용할 수 있다.

또한, 본 실시예의 마스터 블록(61)은 기준부재(66)에 대신해 전술한 도10에 도시하는 것과 같은 세라믹 볼을 가지는 것을 이용하는 것도 가능하다.

다음에, 전술한 마스터 블록(61)의 제조공정을 설명하면, 우선, 석영 유리나 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 다이아몬드 공구 등을 사용한 가공기에 의해 블록 본체(61A)의 외형을 깎아낸다. 이 때, 블록본체(61A)를 경량화하기 위해, 저면이 개구된 공동부도 형성한다.

이어서, 블록 본체(6A)에 형성된 상면(62)과 측면(64)에 각각 기준부재(66)를 부착하기 위한 설치 구멍(65)을 지그 보라 등의 가공기에 의해 형성한다.

설치 구멍(65)을 가공한 후, 기준부재(66)의 원통부(66A)를 설치 구멍(65)에 플랜지부(66B)가 접할 때까지 삽입한다.

이 때, 설치 구멍(65)의 내주면과 기준부재(66)의 원통부(66A) 사이와, 블록 본체(61)의 상면(62)이나 측면(64)과 기준 부재(66)의 플랜지부(66B) 사이의 어느 하나 혹은 양쪽에 접착제를 사용하여 기준 부재(66)를 블록 본체(61A)에 접착 고정한다.

이렇게 해서, 블록 본체(61A)에 기준부재(66)를 접착 고정한 후, 기준부재(66)의 측정면을 가공기에 의해 소정의 정밀도로 마무리 가공하여 마스터 블록(61)을 완성시킨다.

이상 설명한 바와같이 청구의 범위 제1항 기재의 발명에 의하면, 석영 유리또는 단결정 석영의 직사각형판으로 중공 직방체상의 블록 본체를 구성하고, 그 상면과 측면에 형성한 설치 구멍에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준부재를 끼워 고정하고 있으므로, 주위의 온도변화에 의한 블록 본체의 팽창·수축이 거의 없고, 이들 기준부재의 기준 측정면사이의 간격이나 각도를 높은 정밀도로 일정하게 유지할 수 있어, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 청구의 범위 제2항 기재의 발명에 의하면, 청구의 범위 제1항 기재의 발명과 마찬가지로 주위의 온도변화에 의한 블록 본체의 팽창·수축이 거의 없고, 다수의 기준부재의 기준 측정면사이의 간격이나 각도를 높은 정밀도로 일정하게 유지할 수 있어, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있음과 동시에, 블록 본체의 측면 부분에 석영 유리 또는 단결정 석영의 원통관을 사용함으로써, 조립이 보다 용이하게 되어, 제조 비용도 저감시킬 수 있다.

또한, 청구의 범위 제3항 기재의 발명에 의하면, 기준부재가 고정되는 블록 본체를 석영 유리 또는 단결정 석영의 단체 덩어리로부터 깎아내 제작하고 있으므로, 블록 본체가 높은 강성을 가지고, 또한, 온도변화에 의한 팽창·수축이 거의 없으므로, 다수의 기준 부재의 기준 측정면사이의 간격이나 각도를 보다 고정밀도로 유지할 수 있다.

또한, 청구의 범위 제4항 기재의 발명에 의하면, 청구의 범위 제1항 내지 제3항에 기재된 발명의 효과에 추가하여, 표면을 기준 측정면으로 한 세라믹 볼과 블록 본체의 설치 구멍에 끼워 고정되는 부시로 기준 부재를 구성하고 있으므로, 기준 측정면의 마모가 저감되어, 장기간에 걸쳐 높은 정밀도를 유지할 수 있다.

또한, 청구의 범위 제5항 기재의 발명에 의하면, 석영 유리 또는 단결정 석영으로 이루어지는 직사각형판끼리 접합하여 중공 입방체상의 블록 본체의 적어도 상면과 4개의 측면을 형성하고 있으므로, 석영 유리나 단결정 석영과 같이 비싼 재료를 이용해도 비교적 염가에 제작할 수 있음과 동시에, 블록 본체의 중량을 가볍게 할 수 있고, 또한, 조립이 용이하여 제조 비용을 싸게 할 수 있다.

또한, 청구의 범위 제6항 기재의 발명에 의하면, 석영의 원통관의 사용에 의해, 청구의 범위 제5항 기재의 발명의 제조방법에서 블록 본체의 조립이 용이하게 되어 제조 비용을 보다 싸게 할 수 있다.

또한, 청구의 범위 제7항 기재의 발명에 의하면, 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 깎아내 형성한 후, 기준부재의 설치 구멍을 가공하고 있으므로, 미리 설치 구멍을 형성한 다수의 부분끼리 접합하여 조립한 블록 본체와 비교해, 설치 구멍의 위치나 방향의 정밀도를 보다 높일 수 있다.

또한, 청구의 범위 제8항 기재의 발명에 의하면, 블록본체에 형성된 설치 구멍의 가공 정밀도에 영향을 받지 않고, 기준부재의 기준 측정면을 높은 정밀도로 가공할 수 있다.

이 경우, 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 깎아내 블록 본체를 형성하고 있는 경우에는 기준부재가 고정되는 블록 본체의 강성이 높으므로, 기준 측정면의 마무리 가공을 보다 높은 정밀도로 행할 수 있다.

Claims (8)

1. 적어도 상면과 4개의 측면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 직사각형판으로 형성되어 있는 중공 직방체상의 블록 본체와,

   상기 블록 본체의 상면과 측면에 형성된 다수의 설치 구멍에 각각 끼워 고정되고, 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록.
2. 측면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 원통관으로 구성되어 있음과 동시에, 적어도 상면이 석영 유리 또는 단결정 석영의 원판으로 구성되어 있는 중공 원통상의 블록 본체와,

   상기 블록 본체의 상면과 측면에 형성된 다수의 설치 구멍에 각각 끼워져 고정되고, 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록.
3. 적어도 상면과 측면을 가지고, 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 깍아내 제작된 블록 본체와,

   상기 블록 본체의 상면과 측면에 형성된 다수의 설치 구멍에 각각 끼워 고정되고, 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 가지는 다수의 기준 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 표면을 기준 측정면으로 한 세라믹 볼과 상기 세라믹 볼을 지지하여 블록 본체의 설치 구멍에 끼워 고정되는 부시로 구성된 기준 부재가 이용되는 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록.
5. 석영 유리 또는 단결정 석영으로 이루어지는 직사각형판의 소정 위치에 설치 구멍을 가공하는 제1 공정과,

   상기 공정에서 설치된 구멍을 가공한 직사각형판이 4개의 측면의 적어도 1면과 상면에 배치되도록 다수의 석영 유리 또는 단결정 석영의 직사각형판 끼리 접합하여 중공 직방체상의 블록 본체의 적어도 상면과 4개의 측면을 형성하는 제2 공정과,

   제2 공정 후, 각각의 설치 구멍에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준부재를 끼워 고정하는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록의 제조방법.
6. 석영 유리 또는 단결정 석영의 원판과 석영 유리 또는 단결정 석영의 원통관의 각각의 소정 위치에 설치 구멍을 가공하는 제1 공정과,

   적어도 상기 공정에서 설치 구멍을 가공한 원판을 상기 원통관 상면에 접합하여 중공 원통상의 블록 본체를 형성하는 제2 공정과,

   제2 공정 후, 각각의 설치 구멍에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준부재를 끼워 고정하는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록의 제조방법.
7. 석영 유리 또는 단결정 석영의 단일 덩어리로부터 적어도 상면과 측면을 가지는 블록 본체를 깍아내는 제1 공정과,

   제1 공정에서 형성한 블록 본체의 상면과 측면의 각각의 소정 위치에 설치 구멍을 가공하는 제2 공정과,

   제2 공정 후, 각각의 설치 구멍에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준부재를 끼워 고정하는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록의 제조방법.
8. 제5항 내지 제7항중 어느 한 항에 있어서, 제3 공정후에 각각의 기준부재에 측정기의 프로브 선단을 접촉시키는 기준 측정면을 마무리 가공하는 것을 특징으로 하는 검사용 마스터 블록의 제조방법.