| 【発明の名称】 |
測定ヘッド |
| 【発明者】 |
【氏名】金井 隆明
【氏名】高井 望
|
| 【要約】 |
【課題】コンタクトに測定用圧力を与える測圧ばね機能、アームをリトラクトするリトラクト機能、及びワークからの衝撃力を吸収するダンピング機能を備えた測定ヘッドにおいて、部品点数を削減してコンパクト化を図る。
【解決手段】本発明の測定ヘッド１０は、測定用アーム１２をベローズ３６を介してヘッド本体２０に取り付け、ベローズ３６の弾性復元力によって測定用圧力をコンタクト１４に与え、ベローズ３６の伸長動作によって測定用アーム１２をリトラクト方向に揺動する。そして、ベローズ３６をオリフィスノズル４４を介して大気に開放させ、オリフィスノズル４４を通過するエアーの抵抗によって、ベローズ３６に伝達されたワーク４８からの衝撃力を減衰し吸収する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に設けられた測定用アームと、該測定用アームの先端に設けられるとともに被測定物に当接されるコンタクト部材とを備えた測定ヘッドにおいて、前記測定用アームは、流体が供給されると伸長されるベローズ部材を介してヘッド本体に取り付けられ、該ベローズ部材は流体供給手段に連結され、測定用アームは、ベローズ部材の弾性復元力によって測定用圧力が与えられるとともに、ベローズ部材の伸長動作によってリトラクト方向に揺動されることを特徴とする測定ヘッド。
【請求項２】 前記ベローズ部材は、絞り手段を介して大気に開放され、該絞り手段は、絞り手段を通過する流体に抵抗を与えることによって、ベローズ部材に伝達された衝撃力を減衰し吸収することを特徴とする請求項１記載の測定ヘッド。
【請求項３】 前記絞り手段は、オリフィスノズルであることを特徴とする請求項２記載の測定ヘッド。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加工中のワークの形状や寸法を測定するための定寸装置、及び加工終了後のワークの形状や寸法を測定するための検測装置に適用される測定ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】定寸装置に適用される測定ヘッドのヘッド本体には、先端にコンタクトが設けられたアームが測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に取り付けられ、このアームを測定方向に揺動させてコンタクトをワークの外周面又は内周面に当接させることにより、その外径又は内径をワークの加工中に測定する。
【０００３】また、測定ヘッドには、測圧ばね機構、リトラクト機構、及びダンピング機構がぞれぞれ設けられており、測圧ばね機構によって測定用圧力がアームを介してコンタクトに与えられ、リトラクト機構によってアームがリトラクト方向に揺動され、そして、ダンピング機構によってワークからアームに伝達された衝撃力が吸収される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来の測定ヘッドは、測圧ばね機構、リトラクト機構、及びダンピング機構が独立した別々の機構として設けられているので、部品点数が多くなるとともに、各機構を配置するために広いスペースを要するので大型になるという欠点があった。
【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、測圧ばね機能、リトラクト機能、及びダンピング機能を備えた測定ヘッドにおいて、部品点数を削減することによりコンパクトな構造の測定ヘッドを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達成するために、ヘッド本体に測定方向及びリトラクト方向に揺動自在に設けられた測定用アームと、該測定用アームの先端に設けられるとともに被測定物に当接されるコンタクト部材とを備えた測定ヘッドにおいて、前記測定用アームは、流体が供給されると伸長されるベローズ部材を介してヘッド本体に取り付けられ、該ベローズ部材は流体供給手段に連結され、測定用アームは、ベローズ部材の弾性復元力によって測定用圧力が与えられるとともに、ベローズ部材の伸長動作によってリトラクト方向に揺動されることを特徴としている。
【０００７】本発明は、ベローズ部材の弾性復元力によって測定用圧力をアームに与えるとともに、ベローズ部材の伸長動作によってアームをリトラクト方向に揺動させるので、測圧ばね機能とリトラクト機能とを一つのベローズ部材で機能させることができる。
【０００８】また、本発明は、オリフィスノズル等の絞り手段を介してベローズ部材を大気に開放させ、絞り手段を通過する流体に抵抗を与えることによって、ベローズ部材に伝達された衝撃力を減衰し吸収するので、ダンピング機能をベローズ部材で機能させることができる。したがって、本発明は測圧ばね機能、リトラクト機能、及びダンピング機能を一つのベローズ部材で機能させることができるので、部品点数を削減できコンパクトになる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係る測定ヘッドの好ましい実施の形態について詳説する。
【００１０】図１は、定寸装置に適用された測定ヘッド１０の断面図である。同図に示す測定ヘッド１０は、長尺状に形成された一対の測定用アーム１２、１２を有し、これらの測定用アーム１２の先端部に、図示しないワークの外周面に当接されるコンタクト１４がそれぞれ設けられている。また、測定用アーム１２は、短尺状のアーム１６とフィンガ１８とから構成されている。
【００１１】アーム１６は、アーム１６の略大部分がヘッド本体２０内に挿入配置されるとともに、アーム１６に形成された支持部１７がヘッド本体２０の固定部２２に十字ばね２４を介して連結され、この十字ばね２４を揺動支点として図１上で上下方向に揺動される。ヘッド本体２０から突出されたアーム１６の先端部１６Ａには、フィンガ１８の基端部１８Ａがボルト２６によって直結されている。このフィンガ１８の先端部１８Ｂに前記コンタクト１４が設けられている。したがって、コンタクト１４は、十字ばね２４を支点として測定方向（コンタクト１４、１４間の間隔が狭くなる方向）、及びリトラクト方向（コンタクト１４、１４間の間隔が広くなる方向）に移動される。
【００１２】アーム１６の基端部１６Ｂには、コンタクト１４の変動量を検出する差動トランス２８が設けられている。この差動トランス２８は、コア３０とボビン３２とから構成され、コア３０がアーム１６の基端部１６Ｂに固定され、ボビン３２がヘッド本体２０に固定されている。
【００１３】アーム１６には、Ｌ字状の突出部３４が形成され（図１では、上側のアーム１６の突出部３４のみ示され、下側のアーム１６の突出部については省略されている）、この突出部３４が、本願発明のベローズ部材に相当するベローズ３６を介してヘッド本体２０に支持されている。即ち、突出部３４の水平部３４Ａにベローズ３６の下部ハブ３７Ａが固定され、ベローズ３６の上部ハブ３７Ｂがヘッド本体２０に固定されている。したがって、ベローズ３６が図１上で下方向に伸長動作されると、図２の如く突出部３４がベローズ３６に押下されるので、測定用アーム１２を介してコンタクト１４が図１の如く十字ばね２４を支点としてリトラクト方向に移動される。また、図３の如くベローズ３６が収縮動作されると、ベローズ３６自身の弾性復元力によって突出部３４がベローズ３６に引っ張られるので、測定用アーム１２を介してコンタクト１４が図１の如く十字ばね２４を支点として測定方向に移動され、そして、前記弾性復元力によってコンタクト１４に測定用圧力が与えられる。
【００１４】ベローズ３６は、外周部にひだを有する中空の蛇腹状部材であり、ステンレス等の金属又は合成樹脂で作られ、内部に供給されるエアー（流体）の圧力によって軸方向に伸長する特性を有している。
【００１５】ベローズ３６には、図１〜図３の如くエアー供給管３８及び切換弁４０を介して、エアポンプ（流体供給手段）４２及びオリフィスノズル４４が連結されている。切換弁４０は、エアポンプ４２からの圧縮エアーをベローズ３６に供給する弁体４０Ａと、ベローズ３６内のエアーをオリフィスノズル４４を介して大気放出する弁体４０Ｂとからなる電磁弁であり、電磁石（図示せず）がＯＦＦの状態では、弁体４０Ｂがスプリング４６の付勢力で接続側に位置され、電磁石がＯＮされると、電磁石に吸引されて弁体４０Ａが接続側に位置される。
【００１６】次に、前記の如く構成された測定ヘッド１０の作用について説明する。
【００１７】まず、切換弁４０の電磁石をＯＮにして、切換弁４０の弁体４０Ａを図２の如く接続側に位置させる。これにより、エアポンプ４２からの圧縮エアーがベローズ３６に供給されるので、ベローズ３６が軸方向に伸長していく。この伸長動作によって、突出部３４がベローズ３６で押下され、よって、コンタクト１４、１４がリトラクト方向に移動する。
【００１８】次に、リトラクトされたコンタクト１４、１４がワークの外周面に当接する位置に測定ヘッド１０を固定する。次いで、電磁石をＯＦＦにして、切換弁４０の弁体４０Ｂを図３の如く接続側に位置させる。これにより、ベローズ３６内のエアーがオリフィスノズル４４を介して大気に放出されるので、ベローズ３６が自身の弾性復元力によって元の形状に収縮していく。この弾性復元力による収縮動作によって、突出部３４がベローズ３６によって引っ張られ、よって、コンタクト１４、１４が測定方向に徐々に移動していき、コンタクト１４、１４がワーク（歯車、スプライン等の不連続面を有するワーク）４８の外周面に当接する。そして、コンタクト１４、１４には、ベローズ３６の弾性復元力が継続して作用しているので、その弾性復元力によってコンタクト１４は適正な測圧でワーク４８に当接する。これによって、ワーク４８の外径寸法が精度よく測定される。
【００１９】コンタクト１４によるワーク４８の寸法測定中に、ワーク４８からの衝撃力がフィンガ１８を介してアーム１６に伝達されると、その衝撃力は、突出部３４を介してベローズ３６に伝達されるので、ベローズ３６は、軸方向に伸縮を繰り返す。この伸縮動作によって、ベローズ３６内のエアーがオリフィスノズル４４を介して大気に放出され、逆に大気がオリフィスノズル４４を介してベローズ３６側に吸引され、この放出と吸引とが繰り返される。この時、放出されるエアー、吸引されるエアーは、オリフィスノズル４４を通過する際に抵抗を受けるので、この抵抗によって、ベローズ３６に伝達された衝撃力が減衰されていく。したがって、ワーク４８から測定用アーム１２に伝達された衝撃力が、ベローズ３６によって吸収される。
【００２０】以上の如く、本実施の形態の測定ヘッド１０は、コンタクト１４に測定用圧力を与える測圧ばね機能、アーム１２をリトラクトさせるリトラクト機能、及びワーク４８からの衝撃力を吸収するダンピング機能を、一つのベローズ３６で機能させることができる。したがって、本実施の形態の測定ヘッド１０は、部品点数が大幅に削減してコンパクトになる。
【００２１】なお、本実施の形態では、ワーク４８の外径を測定する測定ヘッド１０について説明したが、ワークの内径を測定する測定ヘッドにも適用できることはいうまでもない。また、加工終了したワークの寸法を測定する検測装置に、本発明の測定ヘッドを適用してもよい。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係る測定ヘッドによれば、ベローズ部材の弾性復元力によって測定用圧力をアームに与えるとともに、ベローズ部材の伸長動作によってアームをリトラクト方向に揺動させ、そして、オリフィスノズル等の絞り手段を介してベローズ部材を大気に開放させ、絞り手段を通過する流体に抵抗を与えることによって、ベローズ部材に伝達された衝撃力を減衰し吸収するようにしたので、即ち、測圧ばね機能、リトラクト機能、及びダンピング機能を一つのベローズ部材で機能させたので、部品点数が削減しコンパクトになる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００１５１４９４
【氏名又は名称】株式会社東京精密
|
| 【出願日】 |
平成１１年６月２５日（１９９９．６．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３１１６
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲三
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−４３５９（Ｐ２００１−４３５９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年１月１２日（２００１．１．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１７９６９０ |
|