JPH01227902A - ダイヤルシリンダゲージ用測定ヘツド組立体 - 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】 ［産業−１−の利用分野コ この発明は、一般に円筒形の被加工面が正確な寸法と表
面特性とを有するかどうかを測定するためにこれらの直
径と表面特性とを測定する測定装置に関係し、特にダイ
ヤルシリンダゲージなどの上で使用する測定ヘッド組立
体の複数の実施例に関する．この発明に基づく組立体は
、軸方向に移動可能な調節部材による制御のもとに半径
方向に同時に移動可使な向かい合った二対の液加ー■二
物係合要素を利用し、前記要素のうちの或る要素は調節
要素のすべての調節位置において他の要素より半径方向
内側にある．向かい合った液加１二物係合要素の一方の
対は装置の測定部材としてｆ動さ、またこれらの要素の
他方の向かい合った対は、測定要素が測定しようとする
被加工面の直径上に位置することを保証するように、測
定要素を心出しするために働く．この発明に基づく測定
ヘッド組立体の開示された幾つかの実施例は交換可能で
あり、公知の形式のダイヤルシリンダゲージ上で使用す
ることができる．この発明に基づく装置に関連する測定
手段及び心出し手段の構造により、この発明に基づく測
定ヘッドは比較的小さい直径の孔を測定するのに特に有
効なものである。

［従来の技術］ 機械類及び他の装置の多くの種々の部品は、或る正確な
直径に加工することが必要な内面又は孔を有する．かか
る孔はしばしばホーニング加工により仕上げられて所望
の寸法又は直径にもたらされ，そしてこの場合及び他の
場合に、直径及び表面特性が所望の寸法及び什Ｌげにな
っているがどうか，又は直径が或る量だけ外れているか
どうか、もしそうなら孔の寸法は過大か又は過小がとい
うことを、速やかにかつ正確に測定できる非常に正確な
測定手段を用意することが請求される。

例えば特定の被加工物の中に孔をきりもみ又は切削又は
ホーニング加工する人は、仕−Ｌげられた直径が必要な
直径に相応することを保証するために孔直径の頻繁な精
密測定を通常行う．各種のダイヤルシリンダゲージを含
む多くの種々の形式の測定装置がこのｌ１的を遂行する
ために過去に製作され使用されてきた．ダイヤルシリン
ダゲージは円筒形の孔の直径及び表面特性が既知の基準
に達するまで正確であるかどうかを測定するために特に
用いられ、かかるゲージは、測定しようとする表面に係
合しかつ孔の状態と寸法とを表示するダイヤル表示手段
に動作的に結合された部分を有する測定ヘッド部材を備
える．アメリカ合衆国特許第２９８８１０２号、同第４
０４５８７７号、同第４１７０８３１号、同第４２２７
３１０号、同第４４１９８２９号及び同第４４１９８３
０号明細書に記載のものが公知のダイヤルシリンダゲー
ジ装置を代表する。

公知の従来のすべてのダイヤルシリンダゲージは、これ
らゲージの有用性を制限したか又はこれらの装置の精度
に深く影響ルたか又はかかる装置を信頼できないように
した或る種の欠点、限界及び不都合を有する．例えば多
くの公知の測定装置は構造−Ｌ比較的複雑であり複雑な
被加工物保合部分を有する。多くの同じ装置はまた、測
定部材が測定しようとする被加工面の直径上に惹かれる
ことを保証するために、主として測定接触部通常は可動
接触部だけに関連する心出し機構を含む複雑なゲージ６
出し機構を備える。加えるに公知の測定装置は、実際に
測定を行う可動な測定部材の運動を制御する機構とは無
関係な機構により、心出し部材の移動が制御されるよう
に構成されている。特に被加工物係合部分を含む公知の
ダイヤルシリンダゲージのこれらの特徴のすべては、比
較的複雑で製作費がかさみ組立分解及び修理に困難かつ
厄介である被加工物係合部分をもたらした。公知の測定
ヘッド組立体は比較的多数の部品及び／又は要素を備え
ていた。これらのことはすべて測定できる孔の寸法と直
径の微小さに関して測定ヘッド組立体に厳しい限界を与
えてきた。その結果多くの公知の従来の測定装置は、比
較的大きい寸法のために、比較的小さい直径の孔の中に
挿入できるように作ることができない、更に公知の装置
は被加工物係合要素を取り外し可能、取り替え可使及び
交換可能にすることによりゲージの寿命を延長するため
の手段を提供しなかった。また公知の測定ヘッドはこの
発明に基づく構造のように簡単な心出し手段を使用せず
、また測定部材と心出し部材とが同時に半径方向に可動
であり、測定部材が調節のあらゆる位置において心出し
部材より更に僅かに半径方向外向きに位置決めされるよ
うな機構を利用していない。

［発明が解決しようとする課題］ この発明の主な目的は、測定能力及び心出し能力を有し
かつ比較的小さい直径の孔を正確に測定するために特に
有効な、改良された測定ヘッド組立体の構成と動作とを
提案することである。加えるにこの発明に基づく測定ヘ
ッド組立体はゲージ上に速やかにかつ容易に取り付けら
れ作動状態に置かれるように設計され、これらの構造は
非常な精度と狭い公差に調節でき、非常に多様な寸法特
に比較的小さい孔直径を扱う寸法に製作でき、種々の寸
法のすべてのヘッドは公知のダイヤルシリンダゲージと
同一の又は類似の形式の測定装置上に取り付けて使用で
きるものでなければなうない。

別の目的は、半径方向に可動な向かい合った複数の対を
有し、一方の対が測定のために用いられ他方の対が測定
要素の心出しのために用いられる測定ヘッド組立体の構
成と動作とを提案することである。

別の目的は、測定手段と心出し手段とを有する測定ヘッ
ドの構造を簡単化することである。

別の目的は、比較的小さい直径の孔を測定するために用
いることができるような寸法に作ることができる測定ヘ
ッド組立体の構成を提案することである。

別の目的は、公知のダイヤルシリンダゲージ上に取り付
は使用できる取り外し可能な測定ヘッド組立体を提供す
ることである。

別の目的は、測定手段及び心出し手段が単一の調節部材
の移動による制御のもとに同時に調節可能であるような
、測定ヘッド組立体の構成と動作とを提案することであ
る。

別の目的は、摩耗の影響を克服し被加工面へ被加工物係
合部材上の異なる面を向けることにより測定精度を維持
するために、測定部材及び心出し部材が比較的容易に取
り外し又は反転又は交換できるような測定ヘッド組立体
を提供することである。

別の目的は、測定部材の緩みによる誤差に対する可能性
を低減する測定ヘッド組立体の構成と動作とを提案する
ことである。

別の目的は、ホーニング、研磨又は他の方法で加工され
る表面のような円筒形表面の一様性と寸法精度とを改善
することである。

別の目的は、速やかにかつ容易に測定部と上に取り付は
及び／又は測定装置から取り外しできる測定ヘッド組立
体の構成を提案することである。

別の目的は、ダイヤルシリンダゲージ又は同様な装置上
で被加工物係合要素の有効寿命を延長することである。

別の目的は、調節部材の軸方向の移動が向かい合った横
加下物係合ＩＹｌｌｌ定要素と向かい合った心出し要素
とを同時に′ｆ径方向に変位させるような、ΔＩＩＩ定
ヘッドヘッ立体の構成と動作とを提案することである。

［課題を解決するためのｒ段］ この発明は、同一の軸方向にｒ＋ｆ動な調Ｗｉ部材によ
り回持にｆ：径方向に可動な向かい合った一対の測定部
材と向かい合った−・対の心出し部材とをイＪすること
を特徴とする、取り外し可能な測定ヘッド組立体の複数
の実施例の構成と動恰とを提案する。この発明に基づ〈
測足ヘットＭＩヴ体のすへての実施例は、公知の構造の
ダイヤルシリンダゲージを含むダイヤルシリンダゲージ
ｌに装着して使用できる。

この発明の有利な−・実施態様では、横加１［物係合要
素は直径上に向かい合った二つの球状測定部材と心出し
動作を行うための直径１−に向かい合った二つの球状６
出し部材とを備える０本構造における測定用球状部材と
心出し用球状部材とは、調節部材のテーパを付けられた
又は円錐形（尖また端部−１，に形成された各土面に係
合する位置で、Ｍｌ立体のＪｌｌｌｌｌ分定中にこれら
の要素のために設けられた各ソケットの中に装着されて
いる。この実施ｊル様の長所は、測定部材及び心出し部
材が、測定精度を維持し横加−１］面へ球状部材の異な
る面を向けかつ被加工物保合要；もの摩耗を補償するた
めに、必要に応して容易に取り外し、反転、取り科え及
び／又は交換できるということである。この発明に基づ
くΔ１１定へ一７ド構造のこの実施態様はまた、誤差を
招くおそれのある各ソケットの中での球状部材の緩みを
低減するための手段を備える。

この発明の他の実施態様は、一体に成形された測定部分
をイｊするも方形測定部材を備え、測定部分が筒形部材
の四つの同様なセグメント状部分から構成されている。

この四つの部分は筒形部材の一端部から延びる軸方向ス
リットにより相−りに分路されている。この場合には、
筒形部材の中で移動ｏｆ能な円錐形にテーパを付けられ
た端部を有する調節部材の軸方向の移動が、セグメント
状部分の向かい合った対を半径方向に変位させ、調節部
材により係合されるセグメント状部分の構成により、一
方の向かい合った対が他方の向かい合った対より僅かに
多くｆ−径方向に変位されている。

一方の対の向かい合ったセグメント状部分は測定部分で
あり、調節のすべての位置において心出しのための他方
の対より更に僅かに半径方向外側にある。この構成にお
いて要求されることは、調節部材上の単純な円錐形の表
面と、測定及び心出しのための各対重の僅かに異なって
成形された表面である。この実施態様は前記の実施ｙＥ
様よりも構造上簡単であるが、横加−Ｌ物係合部分が取
り外し又は取り替え又は交換できないという欠点を有す
る。

［発明の効果］ この発明に基づく測定ヘッド組ケ体の従来の構造に勝る
重要な長所は、この発明に基づく構造が比較的簡単な構
成の最小の部品しか必要としない測定及び心出し機構を
イｉし、これらの部品により、公知の測定装置特に心出
し走力を有する装置を用いて測定できる孔直径に比べる
と、比較的小さい直径の孔を＋ｆ−確にΔＩＩＩ定する
ために用いるのに十分に小さい寸法で、この発明に基づ
く組ケ体を作ることができるということである。

［実施例〕 次にこの発明に基づく測定ヘッド組立体の複数の実施例
を示す図面により、この発明の詳細な説ＩＪｌする。す
べての図面において同じ部品には同じ符号が付けられて
いる。

第１図において、符号１０はこの発明に基づき構成され
た測定ヘッド組立体の一実施例である。

測定ヘッド組ケ体１０はダイヤルシリンダゲージ装置１
−に装着して使用できるように構成されている。この発
明に基づく測定ヘッド組立体の幾つかの異なる実施例が
開示されているが、それらのすべてはかかるダイヤルシ
リンダゲージ１−に装着して使用できるように構成され
ている。開示された幾つかの測定ヘッド組立体は回−の
ゲージにで交換可能であるので有利であるが、これらの
組立体を取り付けるためのｆ段自体はこの発明の範囲で
はない、これらの組立体がゲージに取り付けられたとき
、調節部材がゲージのダイヤル部分の中の可動指針と作
動接触すれば十分である０本測定ヘッド組立体は所望の
長さを有するように構成できるので、これらの組立体は
測定しようとする孔の中に所望の深さに達するように入
れることができる。

測定ヘッド組立体ｌＯは端から端まで貫通して共に延び
連通ずる孔部分１４と１５により形成された通路又は孔
を有する細長いほぼ筒形の部材１２を備える。孔１４．
１５は内部に軸方向に可動に入れられたプランジャ形の
調節組立体１６を滑動可能に収容する。プランジャ形組
立体１６は接続筒１６ｃにより連結され間隔を置いた部
分１６Ａ、１６Ｂにより構成されている（第１図参照）
０部分１６Ａ、１６Ｂはそれぞれの孔部分１５．１４の
中で滑動可能な寸法である。筒形部材１２ちまた異なる
直径の結合された別の筒形部分１８．２２により構成さ
れている。

第１図及び第３図に示す筒形部分１８は、測定しようと
する被加工面の中に延び第１図及び第２図に示すように
直径上に向かい合った二つの測定要素２４．２６と直径
上に向かい合った二つの心出し要素２８．３０を装着す
るための手段を備えた組立体１０の部分である。測定要
素２４．２６は測定しようとする円筒形の被加工面の向
かい合う側面に係合する要素である。測定要素２４．２
６が測定しようとする被加工面の直径上に置かれている
ことを確実にするために、向かい合った二つの心出し要
素２８．３０が要素２４と２６との間の周方向の中間に
置かれ、これらの心出し要素もまた要素２４．２６と共
に半径方向に移動可能であるが、要素２４．２６はとは
半径方向外向きに広がらない、これは、測定中に測定要
素が孔の直径上にあることを保証するように、心出し要
素が測定要素２４．２６を心出しするためである。これ
は正確なゲージの読みを保証するために行われる。調節
組立体１６が後述するように軸方向に動くとき、測定要
素２４．２６と心出し要素２８．３０とはすべて一緒に
半径方向内向き又は外向きに動く、シかしながら測定要
素２４．２ｂが調節組立体１６のすべての位置において
心出し要素２８．３０より僅かに半径方向外側にあるこ
とが重要であり、すべての測定位置において測定要素の
精密な心出しを保証するということがこれの特徴である
。これを実行する方法により、この発明の構成は構造上
比較的簡単でかつコンパクトにできるので、非常な精度
を与えかつ測定できる孔直径の範囲を同様に心出しされ
る従来のゲージで測定されるよりもはるかに小さい孔直
径の範囲まで拡大するために１本ヘッドを公知の測定装
置上で使用することができる。

測定要素２４．２６と心出し要素２８．３０とは丸い球
状部材であり（第４図参照）、少なくとも測定要素２４
．２６は鋼、炭化タングステン、セラミック又は他の類
似の材料のような比較的硬い耐摩耗性の材料から形成さ
れている。各球状部材２４ないし３０はこれに接続され
て球状部材の中心から半径方向に外向きに延びる細長い
可とう性の軸部分３２を有する。各軸部分３２もまた、
通常その自由端に隣接して置かれ第４図及び第４Ａ図に
示すような平らにされた又は波打った部分３４（又は３
４Ａ）を有し、この部分の横断寸法は軸３２の直径より
僅かに大きい、平らにされた又は波打った各部分３４又
は３４Ａは、後述するように組立体ｌＯの測定部分１８
上に取り付けられたときに、球状部材２４（又は２６．
２８．３０）を異なる四つの位置又は方向のうちの一つ
に合わせるのに役立つ、軸部分３２と部分３４（又は３
４Ａ）とはピアノ線のような比較的硬く可とう性の材料
から作られるのが有利である。６球２４ないし３４は第
１図に示すように部材１２の部分１８上に同様に装着さ
れている。

測定球及び心出し球２４ないし３０は第１図ないし第３
図に示すように、測定部分１８の中にこれらの球のため
に設けられたそれぞれのソケット又は孔３６ないし４２
の中に装着されている。孔又はソケット３６ないし４２
は、測定部分１８の長さの大部分に沿ってこれらの孔か
ら延びる比較的幅の狭い軸方向の６溝４４に連通ずる。

これらの軸方向溝は調節部材１６のための中央の通路１
４の外側にあり、この通路とは直接速通していない。溝
４４は軸３２のシらにされた又は波打った部分３４又は
３４Ａの横断＼ｊυ、より幅が僅かに狭いように周方向
の・ｊ法を選ばれているので、軸３２はほぼ９０’ｊｌ
ｌｌ、て間隔を置いた四つの異なる位置で溝４４の中に
延ばして入れることができる。このことは、測定用及び
心出し川の各球状部材２４ないし３０が四つの異なる方
向の一つに向けてそれぞれのソケット３６ないし４２の
中に設置できるということを意味する。また組み立てら
れたとき筒形部材１２の領域２２の外側部分が、各ソケ
ット３６ないし４２の中に球を保合保持するために、そ
れぞれの溝４４の端部を越えかつ溝の中に入れられた軸
部分３２を越えて延びることが重要である。これにより
細長い軸部分３２がそれぞれの溝４４の中に固定保持さ
れ、球状部材が測定ヘッド部分１８から脱落するか又は
その中で緩むことを防止する。また前記のように各軸部
分３２は弾性を有するので、軸部分は各球状部材２４な
いし３０をそれぞれのソケットの中に向かって押すが、
しかし球状部材が１膨張力のもとに外に向かって動くこ
ともできる。それぞれのソケット３６ないし４２の中に
適当に入れられたとき、各球状部材２４ないし３０の一
部分は測定部分１８の通路１４の中へ延び、他部分は測
定又は心出し動作のために通路から測定部分の外周を越
えた位置へ″ｌ’方向外向きに延びる。

調節部材１６は通路１４の中に入れられテーパを付けら
れた前端部４６を備え、この前端部は、各測定部材及び
心出し部材２４ないし３０に接触する位置に、分尊され
た平らな面部分４８ないし５４（第１図及び第６図参照
）を有する変形された円錐台形端面４７を有する０面４
８ないし５４は円錐台形端面４７の適当な位置に例えば
機械加工により形成された平面である。すべての位置に
おいて球状部材のための一層良好かつ正確な支持を提供
するために、球状部材が調節部材１６Ｆの丸形又は円錐
形ではなくｆらな表面部分に接触するためにこのように
される。而４８．５０及び面５２．５４は第６図に示す
ように直径上←こ同かい合った関係で配置されている。

調節部材１６が通路１４の成る位置に動かされると、そ
れにより調節部材１６の平らな面４８ないし５４が各球
状部材２４ないし３０に係合し、前方向へ調節部材１６
が更に軸方向に動くと、各球状部材が第１図に示すよう
に半径方向外向きに変位される。

直径上に向かい合った一対の平面すなわち面５２．５４
は、円錐台形の端面４７の中へ面４８．５０より僅かに
深く加にされ、それゆえに面５２．５４は幾分幅が広い
。面４８．５０は浅いので、調節部材１６のあらゆる位
置において、これらの面は各球状部材２４．２６に係合
し、これらを球状部材２８．３０より僅かに大きい距離
だけ外向きに動かす、それゆえに゛ト径方向外向きに最
も遠く押される球状部材２４．２６は測定しようとする
被加工面に係合し、これらの球状部材は、被加工面を測
定するために用いられるときにダイヤルの読みを提供す
る測定要素である。その−ト更に、深い方の面５２．５
４は心出し用球状部材２８．３０に係合し、これらを球
２４．２６より半径方向外向きにしかし幾分少なく動か
す。このことは、部材２８．３０が測定作動中に被加圧
面に実際に係合しないか、又は係合しても測定球２４．
２６を液加り而の直ＰＩ　ｌに維持するように働くとい
うことを意味する。これは、測定部材２４．２６が常に
かかる被加圧面の直径上に置かれていることを保証する
ために、球２８．３０が上のにかかる被加工面に接近し
て動くからである。こうして部材２８．３０は直径トに
測定球をｔくために心出しｆ段として（動く、調節部材
１６の軸力向の移動は、測定直径を変更しかつ調節部材
のあらゆる位置において心出しのために横加二り面に接
近して球２８．３０を維持するために、測定球２４．２
６を心出し球２８．３０と同じ割合で″１′：径方向に
変位させることにより、あらゆる位置でこの関係を維持
する。

しかしながら、部材１８にに心出し部材２８．３０を装
着するためのソケット又は孔４０．４２は、測定球２４
．２６を装着するためのソケット３６．３８に比べて部
材１８の端部に向かって軸方向僅かに前へ移動すること
ができ、この場合には部材１６上の四つの平面４８ない
し５４がすべて同じ深さに加工できるということが認め
られる。もしこのようにされると、測定球は調節部材１
６のあらゆる位置において心出し球より半径方向外向き
に僅かに突出する。これは、部材１６の調節のあらゆる
位置において測定要素と心出し要素との間のこの重要な
関係を維持するための変形案としての費用の少ない方法
である。

平面４８ないし５４が各球状部材２４ないし３０に係合
するために適当な方向を向くように、調節部材１６が筒
形部材１２の中に挿入されて周方向に方向づけられると
いうことを保証するために、横方向に延びる心合わせピ
ン５６が第５図に示すように調節部材の後端の近くで調
節部材１６の部分１６Ａに取り付けられている。心合わ
せピン５６は、部材１２の筒形部分２２の中に形成され
て軸方向に延び向かい合った一対のスリット５８（第１
図参照）のいずれかのスリットに保合する。向かい合っ
たスリット５８は、ピン５６がこのスリットと係合する
ときに、球状部材２４ないし３０が調節部材・１６上の
適当な平面４８ないし５０と整列するように設けられて
いる。このことはまた調節部材１６が１８０°ずれた二
つの異なる方向のうちの一つでしか筒形部材１２の中に
挿入できないことを意味し、これにより球状部材２４な
いし３０と平面４８ないし５４との間の心合わせ不良が
防止される。

測定及び心出しのために球状部材を使用すること及び特
殊な構造の調節部材１６を使用することは、この発明に
基づくこの実施例の重要な特徴である。これは一部では
、これらの特徴により心出し及び測定の調節が単一の調
節部材１６の軸方向移動により同時に達成できるからで
ある０本実施例による測定ヘッド組立体１０はまた、測
定機能と心出し機能とを備えた公知の測定装置に比べて
構造上及び作動上非常に簡単である。またこの簡単な構
造により、小さい直径の孔の内面を測定するために小さ
い寸法でヘッドを作ることもてきる。

本実施例による測定ヘッド組立体１０の他の重要な特徴
は、測定用及び心出し用部材２４ないし３０が容易に取
り外し可能であり、ゲージ精度を維持しかつ被加工面へ
異なる測定面を向けるために交換及び／又は反転及び／
又は取り替えが可能であるということである。これによ
り、測定用部材として比較的硬い球状部材を使用し、摩
耗が起こるにつれてときどきかかる部材を配置替えする
又は反転することも可能である。測定ヘッド組立体ｌＯ
の適度なないし過酷な使用は、測定される被加工面上で
の繰り返される摩擦のために、特に測定部材２４．２６
の成る程度の摩耗を招くということが予想され、このこ
とは測定部材の向きの反転により大幅に補償できる。な
ぜならば測定部材の異なる位置では、測定部材又は球の
異なる部分が平面４８ないし５４及び被加工面に係合す
るからである。測定部材２４．２６は球形であるので、
これらの部材は装着部から容易に取り外すことができ、
測定ヘッド上の四つの異なる位置のうちの同じ位置又は
異なる位置に再び取り付けることができる。このことは
、球直径より小さい単純なピンを用いて各ソケット３６
．３８の外に球状部材を持ち上げるように、球状部材２
４．２６を押すことより遂行される。これを行うために
、ピンが孔１４の自由端から挿入され、孔の中に延びる
球状部材２４（又は２６．２８．３０）の内側表面に向
かって押される。この押し動作により各ソケット３６．
３８の中で十分に球状部材が動くので、球状部材をつか
んで溝４４から軸が外れるように球状部材及び結合され
た軸３２を引き出すことにより外すことができる。−度
取り外されると、各測定部材２４．２６の平らにされた
又は波打った軸部分３４又は３４Ａは、球の位置を変更
するために又は球を別の場所に置くために又は球をもと
の所に戻すために、それ自体の溝又は他の溝４４の中に
再び入れることができる。もしそれ自体の溝の中に再び
入れられるならば、球状測定部材の異なる面が測定又は
心出しのために露出される。心出し部材２８．３０は通
常測定部材２４．２６と同じ程度まで横加］−面に係合
し擦れることはないので、杵通は心出し部材には摩耗が
少ししか生じないか又は全く生じない、それゆえに心出
し部材が同じ材料で作られているならば、摩耗が生じた
ときに測定部材と取り十）えるために心出し部材を使用
することができる。測定部材及び心出し部材を各装着部
から比較的容易に取り外し取り科えできること、及びこ
れらの部材を異なる位置に再び取すイ・１けできること
は、この実施例の屯要な特徴である。

前記のように、円錐面４７のように円形又は円錐形の表
面とではなく、又は公知の測定ヘッドにおいて通常行わ
れるような点接触ではなく、而４８．５０のような調節
部材１６１−の比較的モらな面に測定部材２４．２６を
接触させることが特に有利である。平面４８ないし５４
は球状部材に対し一層良好な支持をＪｊえ、またこれら
のｔ面は調節部材及び球状部材の摩耗を減らし、またこ
れらの平面が各ソケットの中の球状部材の緩みを含む部
品の緩みのために起こる誤差を減らす、また調節部材の
テーパを付けられた端部Ｉ−に平面を用いることにより
Δ１４定精度が改りされる。なぜならばそれにより、緩
みなどによる測定部材の僅かな心ずれが発生しても、も
し円錐面が測定部材に係合しこれを支持するために用い
られるときには誤差を生じるおそれが排除される。仮に
円錐と接触すれば、過電の圧力が加えられメはヘッドを
落としたときに容易に損傷を受けるおそれのあるほぼ点
対点の接触が生じる。

第７図ないし第１２図はこの発明に基づく測定ヘッド組
立体の別の実施例を示す。測定ヘット組立体６０は同様
に、公知のダイヤルシリンダゲージを含むダイヤルシリ
ンダゲージ）−に装着されて使用可能であり、一体に形
成された測定端部６４をイ１する筒形部材６２を備える
。測定部分６４は：ＪＳＩＯ図に示すように間隔を置い
て分離された四つの四分内部分６８．７０．７２．７４
を備え、隣接する四分内部分はスリット７６．７８．８
０．８２により形成された間隔で相ｑに分離されている
。スリットは第７図及び第１０図に示すように部材６２
の測定端部６４の中に軸方向に延びている。四分内部分
６８ないし７４は同じ又は異なった形とすることができ
、それぞれ表面１−に形成された被加工物保合面８４を
備え曲線形又は円形に半径方向外向きに延びる横加１−
物係合部分８３を備える（第９図、第１１図、第１２図
及び第１３図参照）０部分８３は部材６２の端末又は測
定端にすぐ隣接して置かれるのが右利であり、二つの向
かい合った部分７０，７４１．の表面８４は測定用表面
であり、他の一つの表面８４は心出し用表面である。軸
方向に延びる溝又はスリット７６ないし８２は測定部分
６４を間隔を置いたそれぞれの四分内部分６８ないし７
４に分割し１部分６８ないし７４の長さ、形及び構造に
よりこれらの部分は調節されるときに半径方向外向きに
たわむことができる０部分６８ないし７４はまた弾性を
有するので、力を受けると外向きにたわみ、解放される
と無応力の状態まで’Ｈ￥方向内向きに戻る。四分内部
分６８ないし７４の連動は、次に詳述するように部材６
２の孔８８．８９の中で軸方向に移動【ｉ１能な調節部
材１００（第８図参照）により制御される。

孔８８．８９は、部材６２の後端から測定端部６４に隣
接する個所まで、部材６２を貫く道程の大部分にわたり
延びている。測定端部では孔部分８９は、第１１図及び
第１２図に示すように被加工物係合部分８３の内側に分
離されて円錐形又はモらに成形された而９０（又は９０
Ａ）により部分的に閉しられている。セグメント状面９
０又は９０Ａは、スリット７６ないし８２の間に延びる
円錐形の又はモらな而の部分として、四つの部分６８な
いし７４Ｆに形成されている。面９０の部分はかど９４
．９５で鰐りとなり（第１１図及び第１２図参照）、こ
れらのかどは異なる同心円の弦１−にある。弓形のかど
９４．９５は、セグメント状部分６８ないし７４の内面
１ｚに異なる深さの平面９７．９８を加工することによ
り、異なる位置にあるように伯られている０面９０Ａの
部分はかど９４Ａ、９５Ａで絆りとなり、丸いかどでは
なくてまっすぐなかどであるが、かど９４．９５と同じ
目的に役立つ、四つの面９７．９８のすべては合わせて
、セグメント状− にほぼ方形の空間又は十字孔９９を画成する。

第８図及び第９図に示すプランジャ形のｍｔＭ部材１０
０は孔８９の中に軸方向に動くように置かれ、円錐形に
テーパを付けられた端部１０２を備える０部分１０２の
テーパはセグメント状の円錐形又は平らな面９０．９Ｏ
Ａのテーパよりなだらかであるので、部分１０２が調節
中に軸方向に動くときに、この部分はセグメト６８ない
し７４のかど９４（又は９４Ａ）及び９５（又は９５Ａ
）とだけ係合する。しかしながら向かい合った二つの測
定セグメント７０．７４上のかど９４（又は９４Ａ）は
、向かい合ったセグメント６８．７２上のかど９５（又
は９５Ａ）より僅かに半径方向内向きに延び（第１Ｏ図
ないし第１２図参照）、この僅かな差は測定ヘッド組立
体６０の動作にとって重要である。このことが意味する
ものは、調節部材１００が孔８９の中で軸方向に動くと
き、円錐形の端部１０２がかど９５又は９５Ａに係合す
るより僅かに前に（第１１図参照）かど９４又は９４Ａ
に係合する（第１２図参照）ということである、その後
部材１００が部材６２の中で軸方向に動き続けるときに
、部材１００はそのあらゆる位置においてそれが部分６
８．７２を押すよりも僅かに半径方向外向きに部分７ｏ
、７４を押す、このことは、部分７ｏ、７４が半径方向
外向きに遠くにあることにより測定動作を行い、一方部
分６８．７２は心出し動作を行うということを意味する
。

第１１図及び第１２図は、調節部材１００のテーパを付
けられた端部１０２の一つの位置に対するセグメント状
部分６８（又は７２）と７０（又は７４）の位置を示す
０図示の位置は、端部１０２がちょうどセグメント７０
（及び７４）上のかと９４に係合し、一方かど９５から
はまだ僅かに離れているという位置である。この位置で
はどのセグメント６８ないし７４の半径方向運動も起こ
っていない、調節部材１００が右の方に動くときに、部
分７ｏ、７４は半径方向外向きに動き、部分６８．７２
も同様であるが部分１０２と係合した後にだけ動く、こ
うして測定へラド１０に関連する調節部材１６と同様の
方法で、調節部材１００の軸方向移動が器具の測定直径
を変更するように四分円測定部分７０．７４を半径方向
に変位させ、一方間時に、測定部分が常に測定しようと
する被加工面の直径上に適当に位置するということを保
証するように、同じ移動が四分円の心出し部分６８．７
２を同様に変位させる。

測定ヘッド組立体ｌＯに関して先に述べた目的のすべて
を達成するほかに、測定ヘッド組立体６０は比較的簡単
な加工技術を用いて比較的容易にかつ安価に製作できる
という長所を有する０例えば部材６２と１００は共に必
要な適当な形及び寸法に機械加工される材料から構成す
るのに適している。測定ヘッド組立体６０はまた二つだ
けの部材を備え、そのうちの一つの部材は面９７．９８
の加工深さに差異があるだけの四つの四分内部分６８な
いし７４を備えることにより、この構造体は構造的に簡
単である。

加えるに、各四分内部分６８ないし７４上の外側の環状
の被加工物係合曲面は同一でありかつ正確に成形できる
ので、被加工面の直径をこれらの面により測定すること
ができる。前記の方法によるヘッドの調節は測定部分６
４が僅かに真円でなくなるという結果をもたらすので、
部分７０．７４に関連し最も外向きに延びる二つの測定
面８４だけが測定を行うということが期待される。

このことは望ましく、設定具などのような適当な手段を
用いて正確な寸法に精密に予調節できる手段を提供する
。この目的のための適当な設定具は、アメリカ合衆国特
許第４２２７３１０号明細書に記載のような設定具であ
る。所望の設定が完了すると、本測定ヘッド組立体６０
を取り付けられたダイヤルシリンダゲージを従来の構造
の測定ヘッドとほぼ同様な方法で使用かつ操作できる。

かど９４．９５の形が弓形であり調節部材１００上の円
錐面１０２に係合し、一方かと９４Ａ、９５Ａはまっす
ぐでかつ同じ円錐面１０２に係合することにも注意され
たい、このことは調節部材とセグメントロ８ないし７４
との間の線接触又はほぼ線接触のために役立ち、かかる
接触は弓形のかと９４．９５の場合に自動調心性であり
、点接触で可能なよりも多くのかつ良好な支持をｒえる
。

ダイヤルシリンダゲージ又は同様な装置トで使用するた
めの新しい測定へ−２ド構造体の複数の実施例を示し説
明したが、これらの４１Ｊ造体は求められたすべての目
的と長所とを満昆する。しかしながら本明細古と添付図
面とを考慮すれば、この発明に基づく装置の多くの変更
、修止、変形及び他の使用及び適用は当業者にとっては
明らかである。この発明の趣旨と範囲とから逸脱しない
すべてのかかる変更、修止、変形及び他の使用及び適用
は、特許請求の範囲により示されたこの発明の枠内に含
まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に基づく測定へ一、ド組番体の一実施
例の軸方向断面図、第２図は第１図に示す組立体の左端
面図、第３図は第１図にン３りす被加工物ΔＩＩＩ：５
端部の側面図、第４図は第１図に示す球状部材の一つの
側面図、第４Ａ図は第４図に示す球状部材の軸の変形例
の部分図、第５図は第１図に示す調節部材の側面図、第
６図は第５図に示す調節部材の左端面図、第７図は測定
ヘッド組立体の別の実施例の側面図、第８図は第７図に
示す組立体の中に用いられる調節部材の側面図、第９図
は第７図に示すＭｌ立体の９−９による軸方向断面図、
第１０図は第９図に示す筒形部材の右端面の拡大図、第
１１図及び第１２図はそれぞれ第１０図に示す泪噌定端
部の切断１ｌｌ−１１及び１２−１２による断面図、第
１３図は第９図に示す測定端部の拡大詳細断面図である
。 １０．６０・・・測定へ一、ド組立体 １２．６２・・・筒形部材 １４．１５．８９・・・通路（孔） １６．１００・・・調節部材 １８．６４・・・測定端部 ２４．２６．２８．３０．８３・・・横加ＩＸ物係合要
素 ３２・・・軸部分 ３４・・・平らにきれた部分 ３４Ａ・・・波打った部分 ３６．３８．４０．４２・・・ソケット４４・・・溝 ４６．１０２・・・テーパを付けられた端部２８．５０
．５２．５４・・・平面 ５６・・・心合わせビン ５８・・・スリット ６８．７０．７２．７４・・・セグメント（四分内部分
） ７６．７８．８ｏ、８２・・・スリット８４・・・被加
工物係合面 ９０．９０Ａ・・・セグメント状面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）円筒形の被加工面の寸法と表面特性とを測定するた
   めの測定装置で用いる測定ヘッド組立体において、第１
   及び第２の端部を有する細長い筒形部材と、この部材を
   測定装置に取り付けるために前記第１の筒形端部に隣接
   する手段と、前記第２の筒形端部に隣接して設けられ間
   隔を置かれた複数の被加工物係合要素とを備え、被加工
   物係合要素が、測定しようとする被加工面の向かい合っ
   た側面に係合するための手段を備え向かい合った要素の 第１の対と、被加工物係合要素の第１の対を測定しよう
   とする被加工面の直径上に心出しするために、第１の対
   に対して周方向に角度を成して方向づけられ向かい合っ
   た要素の 第２の対とから成り、また筒形部材の中に軸方向に動く
   ように置かれた細長い調節部材を備え、第１及び第２の
   対の向かい合った要素の間の半径方向距離が変化するよ
   うに、向かい合った被加工物係合要素の対の上の手段に
   滑動可能に係合するために、前記調節部材がその一端部
   上に斜角を付けられた手段を有 し、前記斜角を付けられた手段と向かい合った要素の対
   上で斜角を付けられた手段に係合する手段とが、向かい
   合った要素の第１の対上では向かい合った要素の第２の
   対より半径方向に遠く離れて被加工物係合手段の間の間
   隔を維持するように構成されていることを特徴とするダ
   イヤルシリンダゲージ用測定ヘッド組立体。 ２）通常は向かい合った被加工物係合要素の第１及び第
   ２の対を半径方向内向きに変位させる手段を備えること
   を特徴とする請求項１記載の測定ヘッド組立体。 ３）前記向かい合った第１及び第２の対のうちの少なく
   とも一つの対の被加工物係合要素 が、球状部分とこの球状部分を第２の筒形端部上に装着
   するために第２の筒形端部に隣接する手段とを備えるこ
   とを特徴とする請求項１記載の測定ヘッド組立体。 ４）第２の筒形端部に隣接する手段が、各被加工物係合
   球状部分を筒形部材上の選択可能な少なくとも二つの位
   置に装着できるようにする手段を含むことを特徴とする
   請求項３記載の測定ヘッド組立体。 ５）細長い調節部材の一端部上の斜角を付けられた手段
   が、球状部分の各一つに係合する位置に向かい合った調
   節部材側面上に形成され向かい合った複数対の平面を有
   する円錐面を備えることを特徴とする請求項３記載の測
   定ヘッド組立体。 ６）向かい合った平面の一方の対が他方の対より深く円
   錐面の中に加工されていることを 特徴とする請求項５記載の測定ヘッド組立 体。 ７）球状部分が前記複数対の向かい合った平面の各平面
   に係合するように、筒形部材の中で調節部材を周方向に
   方向づける手段を備えることを特徴とする請求項５記載
   の測定ヘッド組立体。 ８）被加工物係合要素が筒形部材と一体になっており、
   筒形部材の第２の端部から筒形部材の中に軸方向に延び
   周方向に間隔を置かれたスリットによりこのスリットの
   間に形成されていることを特徴とする請求項１記載の測
   定ヘッド組立体。 ９）調節部材の斜角を付けられた一端部が端の方に向い
   た円錐面を備え、前記の各被加工物係合要素が、これら
   の要素を調節中にこの円錐面に係合可能な内側を向いた
   かどを有することを特徴とする請求項１記載の測定ヘッ
   ド組立体。 １０）筒形部材の第２の端部が向かい合いかつ角度を成
   して方向づけられた二対の被加工物係合要素を備え、前
   記対のうちの一つの対が筒形部材上の円錐面に係合する
   ために内側に向かうかどを有し、このかどが向かい合っ
   た被加工物係合要素の他の対上の内側に向かうかどより
   半径方向に内側に更に延びることを 特徴とする請求項９記載の測定ヘッド組立 体。 １１）前記向かい合った球状部分の対のうちの一方の対
   を装着するための手段が、前記向かい合った球状部分の
   対のうちの他方の対を装着するための手段に比べて軸方
   向に変位されていることを特徴とする請求項３記載の測
   定ヘッド組立体。 １２）円筒形の表面及び表面特性を測定するために用い
   られるダイヤルシリンダゲージのような測定装置上で用
   いる測定ヘッド組立体において、向かい合った端部と貫
   通する通路とを有する細長いほぼ筒形の部材、球状の被
   加工物係合要素の複数の対、測定装置に筒形部材を取り
   付けるために一方の端部に隣接する装着手段、所望の測
   定状態を確立するように半径方向に動く位置に向かい合
   った球状要素の対を装着するために他方の端部に隣接す
   る手段、及び筒形部材の中に軸方向に動くように入れら
   れ筒形部材上で半径方向に球状要素を動かすために軸方
   向移動中に球状要素に係合するように位置決めされ軸方
   向にテーパを付けられた端部を有する細長い調節部材を
   備えることを特徴とする測定ヘッド組立体。 １３）調節部材の軸方向にテーパを付けられた端部が向
   かい合った平面の複数の対を備え、向かい合った面の一
   方の対が球状要素の一方の向かい合った対に係合し、向
   かい合った面の他方の対が球状要素の向かい合った他方
   の対に係合し、一方の向かい合った対の平面が他方の対
   の平面に比べて軸方向に僅かにずらして置かれているこ
   とを特徴とする請求項１２記載の測定ヘッド組立体。 １４）被加工物係合要素を装着するための筒形部材上の
   前記手段が筒形部材の中に形成された向かい合ったソケ
   ットの複数の対を備え、前記各ソケットが筒形部材を貫
   く通路と連通しまた各ソケットから筒形部材の中に軸方
   向に延びる溝を備え、前記各被加工物係合要素が球状部
   分とこの球状部分から外に向かって延び結合された軸部
   分とを備え、前記各軸部分が各ソケットの中に関連する
   球状部分を維持する位置で前記軸方向に延びる各溝の中
   に延びていることを特徴とする請求項１２記載の測定ヘ
   ッド組立体。 １５）被加工物係合要素の軸部分とこれらの軸部分が入
   れられた溝とが、少なくとも二つの選択可能な位置で協
   働係合できることを特徴とする請求項１４記載の測定ヘ
   ッド組立体。 １６）第１及び第２の向かい合った端部を有する細長い
   筒形部材と、ダイヤルシリンダゲージのような測定装置
   に取り付けるための前記 第１の端部に隣接する手段と、筒形部材の 第２の端部に隣接し向かい合った被加工物係合要素の第
   １及び第２の対とを備え、前記被加工物係合要素の対が
   相互に周方向に角度を成して方向づけられ、また前記筒
   形部材の中に軸方向に動くように入れられた細長い調節
   部材を備え、前記調節部材が被加工物係合要素に係合す
   るためにこれらの要素の対の半径方向内側で筒形部材の
   中に入れられ軸方向にテーパを付けられた端部を有し、
   それにより調節部材の軸方向の移動が被加工物係合要素
   の半径方向移動を生じ、向かい合った被加工物係合要素
   の前記第１の対と調節部材の前記テーパを付けられた端
   部とが協働係合可能な手段を有し、この手段が筒形部材
   の中での調節部材の種々の位置において前記第１の要素
   の組の前記要素の間に予定された一組の間隔を確立し、
   向かい合った被加工物係合要素の前記第２の対と調節部
   材のテーパを付けられた端部とが、筒形部材の中の調節
   部材の調節の各位置に対して、前記第２の対の被加工物
   係合要素の間に被加工物係合要素の第１の対の間の間隔
   とは異なる一組の間隔を確立することを特徴とするダイ
   ヤルシリンダゲージ用測定ヘッド組立体。 １７）向かい合った被加工物係合要素の第１及び第２の
   対が、筒形部材の第２の端部の中に形成され間隔を置い
   て半径方向に延びるソケットと、前記各ソケットの中に
   半径方向に動くように入れられた球状部材とを備えるこ
   とを特徴とする請求項１６記載の測定ヘッド組立体。 １８）調節部材のテーパを付けられた端部が、球状部材
   の各一つに係合する位置に調節要素の向かい合う側面上
   に形成された向かい合う平面の複数の対を有する円錐面
   を備えることを特徴とする請求項１７記載の測定ヘッド
   組立体。 １９）向かい合う平面のうちの一方の対の平面が、他方
   の対の平面より深く円錐面の中に加工されていることを
   特徴とする請求項１８記載の測定ヘッド組立体。 ２０）調節部材と筒形部材との間にあらかじめ定められ
   た周方向の方向づけを維持するため に、これらの部材上に協働係合可能な手段を備えること
   を特徴とする請求項１８記載の測定ヘッド組立体。 ２１）調節部材のテーパを付けられた端部がその端部の
   少なくとも一部分にわたって円錐形であることを特徴と
   する請求項１６記載の測定ヘッド組立体。 ２２）向かい合った被加工物係合要素の第１及び第２の
   対が、調節部材の軸方向移動中に調節部材のテーパを付
   けられた端部に滑動可能に係合し内向きに延びる部分を
   有し、第１の対上の内向きに延びる部分が第２の対上の
   内向きに延びる部分より更に半径方向内向きに延びるこ
   とを特徴とする請求項２１記載の測定ヘッド組立体。 ２３）円筒形の被加工面の寸法と表面特性とを測定する
   ための測定装置上で使用する測定ヘッド組立体において
   、第１及び第２の端部とほぼ全長にわたって延びる孔と
   を有する筒形部材と、前記筒形部材を測定装置へ取り付
   けるために前記第１の筒形端部に隣接する手段 と、前記第２の端部から筒形部材の中へ軸方向に延び前
   記第２の筒形端部をそれぞれ限られた範囲で半径方向に
   たわむことができるように向かい合った二つの対のセグ
   メントに分割する溝手段とを備え、前記間隔を置いた各
   セグメントが筒形部材の第２の端部に隣接しセグメント
   上に形成され半径方向内向きに延びるかどを有し、向か
   い合ったセグメントの一方の対上のかどが向かい合った
   セグメントの他方の対上のかどより更に内側に向かって
   延び、また前記筒形部材の孔の中に軸方向に動くように
   入れられた調節部材を備え、前記調節部材が向かい合っ
   たセグメントの対上の内向きに延びるかどに協働係合す
   るように位置決めされた円錐形の端部を有し、前記調節
   部材の軸方向の移動が向かい合ったセグメントの対を半
   径方向に変位させることを特徴とする測定ヘッド組立体
   。 ２４）セグメントの前記向かい合った対の各セグメント
   が、セグメント上に形成され半径方向に外に向かう弓形
   の被加工物係合面を有することを特徴とする請求項２３
   記載の測定ヘッド組立体。