JPH0418241B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 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ツ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
同時に移動可能な向かい合つた二対の被加工物係
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。向かい合つた被加工物係合
要素の一方の対は装置の測定部材として働き、ま
たこれらの要素の他方の向かい合つた対は、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ツド組立
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ツ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仕上げになつているかど
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かと
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要求される。
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、仕上げられた直
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
定装置がこの目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
測定ヘツド部材を備える。アメリカ合衆国特許第
2968102号、同第4045877号、同第4170831号、同
第4227310号、同第4419829号及び同第4419830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し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
は構造上比較的複雑であり複雑な被加工物係合部
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置かれるこ
とを保証するために、主として測定接触部通常は
可動接触部だけを関連する心出し機構を含む複雑
なゲージ心出し機構を備える。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。
公知の測定ヘツ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
定ヘツ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
え可能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つた。また
公知の測定ヘツ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、改良された測定ヘツド組
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ツド組立体はケージ
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ツ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らな
い。

別の目的は、半径方向に可動な向かい合つた複
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
測定ヘツ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
測定ヘツ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
ができる測定ヘツ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
に取り付け使用できる取り外し可能な測定ヘツド
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、測定ヘツ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
きるような測定ヘツ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ツ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装置上に
取り付け及び／又は測定装置から取り外しできる
測定ヘツ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
合つた被加工物係合測定要素と向かい合つた心出
し要素とを同時に半径方向に変位させるような、
測定ヘツド組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手段］ この発明は、同一の軸方向に可動な調節部材に
より同時に半径方向に可動な向かい合つた一対の
測定部材と向かい合つた一対の心出し部材とを有
することを特徴とする、取り外し可能な測定ヘツ
ド組立体の複数の実施例の構成と動作とを提案す
る。この発明に基づく測定ヘツド組立体のすべて
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上に装着して使
用できる。

この発明の有利な一実施態様では、被加工物係
合要素は直径上に向かい合つた二つの球状測定部
材と心出し動作を行うための直径上に向かい合つ
た二つの球状心出し部材とを備える。本構造にお
ける測定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に尖つた端
部上に形成された各平面に係合する位置で、組立
体の測定部分の中にこれらの要素のために設けら
れた各ソケツトの中に装着されている。この実施
態様の長所は、測定部材及び心出し部材が、測定
精度を維持し被加工面へ球状部材の異なる面を向
けかつ被加工物係合要素の摩耗を補償するため
に、必要に応じて容易に取り外し、反転、取り替
え及び／又は交換できるということである。この
発明に基づく測定ヘツ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ツトの中での
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
測定部分を有する筒形測定部材を備え、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ツトにより相互に分離
されている。この場合には、筒形部材の中で移動
可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、セグンメント状部分
の向かい合つ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、一方の向かい合つた対が他方の向かい合つた
対より僅かに多く半径方向に変位されている。一
方の対の向かい合つ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
ための各対上の僅かに異なつて成形された表面で
ある。この実施態様は前記の実施態様よりも構造
上簡単であるが、被加工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ツド組立体の従来の構
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有し、これらの部品によ
り、公知の測定装置特に心出し能力を有する装置
を用いて測定できる孔直径に比べると、比較的小
さい直径の孔を正確に測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立体を
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ツド組立体の複数
の実施例を示す図面により、この発明を詳細に説
明する。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
構成された測定ヘツド組立体の一実施例である。
測定ヘツド組立体１０はダイヤルシリンダゲージ
装置上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ツド組立体の幾つか
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上に装着し
て使用できるように構成されている。開示された
幾つかの測定ヘツド組立体は同一のゲージ上で交
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手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。本測定ヘ
ツ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。

測定ヘツド組立体１０は端から端まで貫通して
共に延び連通する孔部分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１
２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ヤ形の調節組立体１６を滑
動可能に収容する。プランジヤ形組立体１６は接
続筒１６Ｃにより連結され間隔を置いた部分１６
Ａ，１６Ｂにより構成されている（第１図参照）。
部分１６Ａ，１６Ｂはそれぞれの孔部分１５，１
４の中で滑動可能な寸法である。筒形部材１２も
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つた二つの測定
要素２４，２６と直径上に向かい合つた二つの心
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
つた側面に係合する要素である。測定要素２４，
２６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、向かい合つた
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ほどは半径方向外向
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。しかしながら測定要素２４，２６
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、本ヘツ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、
セラミツ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４
Ａ図に示すような平らにされた又は波打つた部分
３４（又は３４Ａ）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
又は波打つた各部分３４又は３４Ａは、後述する
ように組立耐１０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２６，２８，３
０）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３４Ａ）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。各球２
４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ツト
又は孔３６ないし４２の中に装着されている。孔
又はソケツト３６ないし４２は、測定部分１８の
長さの大部分に沿つてこれらの孔から延びる比較
的幅の狭い軸方向の各溝４４に連通する。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、この通路とは直接連通していな
い。溝４４は軸３２の平らにされた又は波打つた
部分３４又は３４Ａの横断寸法より幅が僅かに狭
いように周方向の寸法を選ばれているので、軸３
２はほぼ90°離し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、測定用及び心出し用の各球状部材２
４ないし３０が四つの異なる方向の一つに向けて
それぞれのソケツト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
ケツト３６ないし４２の中に球を係合保持するた
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
ヘツド部分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をそれぞれのソケツトの中に向かつて押
すが、しかし球状部材が膨張力のもとに外に向か
つて動くこともできる。それぞれのソケツト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
半径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、分離された平らな面部分４８ないし５
４（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。面４８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１６上の丸
形又は円錐形ではなく平らな表面部分に接触する
ためにこのようにされる。面４８，５０及び面５
２，５４は第６図に示すように直径上に向かい合
つた関係で配置されている。調節部材１６が通路
１４の或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。

直径上に向かい合つた一対の平面すなわち面５
２，５４は、円錐台形の端面４７の中へ面４８，
５０より僅かに深く加工され、それゆえに面５
２，５４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。それゆえに半径方向外向きに最
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。その上更
に、深い方の面５２，５４は心出し用球状部材２
８，３０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工面に
実際に係合しないか、又は係合しても測定球２
４，２６を被加工面の直径上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２
４，２６が常にかかる被加工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が十
分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は直径上に測定球を置く
ために心出し手段として働く。調節部材１６の軸
方向の移動は、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被加工面に
接近して球２８，３０を維持するために、測定球
２４，２６を心出し球２８，３０と同じ割合で半
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上に心出し部材２８，
３０を装着するためのソケツト又は孔４０，４２
は、測定球２４，２６を装着するためのソケツト
３６，３８に比べて部材１８の端部に向かつて軸
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
１６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３
０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つた一対のスリツト５
８（第１図参照）のいずれかのスリツトに係合す
る。向かい合つたスリツト５８は、ピン５６がこ
のスリツ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。本実施
例による測定ヘツド組立体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ツドを作ることもでき
る。

本実施例による測定ヘツド組立体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。測定ヘツド組立
体１０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の或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、測定ヘツ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ツト３６，３８の外に球状
部材を持ち上げるように、球状部材２４，２６を
押すことにより遂行される。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
側表面に向かつて押される。この押し動作により
各ソケツト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。一度取り外され
ると、各測定部材２４，２６の平らにされた又は
波打つた軸部分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２
４，２６と同じ程度まで被加工面に係合し擦れる
ことはないので、普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替えるために心
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
取り替えできること、及びこれらの部材を異なる
位置に再び取り付けできることは、この実施例の
重要な特徴である。

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、又は公知の測定ヘツドに
おいて通常行われるような点接触ではなく、面４
８，５０のような調節部材１６上に比較的平らな
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与え、またこれらの平面は調
節部材及び球状部材の摩耗を減らし、またこれら
の平面が各ソケツ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上に平面を用い
ることにより測定精度が改善される。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、過度の圧力が加えられ又はヘツドを落とし
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
ヘツド組立体の別の実施例を示す。測定ヘツド組
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上に装着されて
使用可能であり、一体に形成された測定端部６４
を有する筒形部材６２を備える。測定部分６４は
第１０図に示すように間隔を置いて分離された四
つの四分円部分６８，７０，７２，７４を備え、
隣接する四分円部分はスリツト７６，７８，８
０，８２により形成された間隔で相互に分離され
ている。スリツトは第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。四分円部分６８ないし７４は同じ又は異
なつた形とすることができ、それぞれ表面上に形
成された被加工物係合面８４を備え曲線形又は円
形に半径方向外向きに延びる被加工物係合部分８
３を備える（第９図、第１１図、第１２図及び第
１３図参照）。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有利であり、二
つの向かい合つた部分７０，７４上の表面８４は
測定用表面であり、他の二つの表面８４は心出し
用表面である。軸方向に延びる溝又はスリツト７
６ないし８２は測定部分６４を間隔を置いたそれ
ぞれの四分円部分６８ないし７４に分割し、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。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半径方向内向きに戻
る。四分円部分６８ないし７４の運動は、次に詳
述するように部材６２の孔８８，８９の中で軸方
向に移動可能な調節部材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
平らに成形された面９０（又は９０Ａ）により部
分的に閉じられている。セグメント状面９０又は
９０Ａは、スリツト７６ないし８２の間に延びる
円錐形の又は平らな面の部分として、四つの部分
６８ないし７４上に形成されている。面９０の部
分はかど９４，９５で終りとなり（第１１図及び
第１２図参照）、これらのかどは異なる同心円の
弦上にある。弓形のかど９４，９５は、セグメン
ト状部分６８ないし７４の内面上に異なる深さの
平面９７，９８を加工することにより、異なる位
置にあるように作られている。面９０Ａの部分は
かど９４Ａ，９５Ａで終りとなり、丸いかどでは
なくてまつ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、セグンメント６８ないし７４の間
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図に示すプランジヤ形の調節部
材１００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。部分１０２のテーパはセグメント状の円錐
形又は平らな面９０，９０Ａ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つた二つ
の測定セグメント７０，７４上のかど９４（又は
９４Ａ）は、向かい合つたセグメント６８，７２
の上のかど９５（又は９５Ａ）より僅かに半径方
向内向きに延び（第１０図ないし第１２図参照）、
この僅かな差は測定ヘツド組立体６０の動作にと
つて重要である。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６８，７２を押すより
も僅かに半径方向外向きに部分７０，７４を押
す。このことは、部分７０，７４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。図示の位置は、端部１０
２がちようどセグメント７０（及び７４）上のか
ど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
つていない。調節部材１００が右の方に動くとき
に、部分７０，７４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。こうして測定ヘツド１０に関連
する調節部材１６と同様の方法で、調節部材１０
０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、一方同時に、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６８，７２を同様に変位させる。

測定ヘツド組立体１０に関して先に述べた目的
のすべてを達成するほかに、測定ヘツド組立体６
０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。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。測定ヘツド組立体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円部分
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、各四分円部分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
るヘツドの調節は測定部分６４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７０，７
４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
測定ヘツド組立体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ツドとほぼ
同様な方法で使用かつ操作できる。かど９４，９
５の形が弓形であり調節部材１００上の円錐面１
０２に係合し、一方かど９４Ａ，９５Ａはまつす
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６
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ど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与える。

ダイヤルシリンダゲージ又は同様な装置上で使
用するための新しい測定ヘツド構造体の複数の実
施例を示し説明したが、これらの構造体は求めら
れたすべての目的と長所とを満足する。しかしな
がら本明細書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、修正、変形及び他
の使用及び適用は当業者にとつては明らかであ
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、修正、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ヘツド組立体の
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図に示す被加工
物測定端部の側面図、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図は測定ヘツド組立体の
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図に示す組立体の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
図に示す測定端部の切断線１１−１１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……測定ヘツド組立体、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……被加工
物係合要素、３２……軸部分、３４……平らにさ
れた部分、３４Ａ……波打つた部分、３６，３
８，４０，４２……ソケツト、４４……溝、４
６，１０２……テーパを付けられた端部、２８，
５０，５２，５４……平面、５６……心合わせピ
ン、５８……スリツト、６８，７０，７２，７４
……セグメント（四分円部分）、７６，７８，８
０，８２……スリツト、８４……被加工物係合
面、９０，９０Ａ……セグメント状面、９４，９
４Ａ，９５，９５Ａ……かど。

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ツド組立体に
   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つた
   側面に係合するための手段を備え向かい合つた要
   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つた要素の第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
   の向かい合つた要素の間の半径方向距離が変化す
   るように、向かい合つ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つた要
   素の対上で斜角を付けられた手段に係合する手段
   とが、向かい合つた要素の第１の対上では向かい
   合つた要素の第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
   ゲージ用測定ヘツド組立体。 ２ 通常は向かい合つ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
   ツド組立体。 ３ 前記向かい合つた第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記載の測定ヘツド組
   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記載の測定ヘツド組
   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
   かい合つた調節部材側面上に形成され向かい合つ
   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記載の測定ヘツド組立体。 ６ 向かい合つ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記載の測定ヘツド組立体。 ７ 球状部分が前記複数対の向かい合つた平面の
   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記載の測定ヘツド組立体。 ８ 被加工物係合要素が筒形部材と一体になつて
   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ツトに
   よりこのスリツトの間に形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の測定ヘツド組立体。 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記載の測定ヘツド組立体。 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つ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
   定ヘツド組立体。 １１ 前記向かい合つ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、前記向かい合つ
   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記載の測定ヘツド組立体。 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ツド組立体において、向
   かい合つ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つ
   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
   とする測定ヘツド組立体。 １３ 調節部材の軸方向にテーパを付けられた端
   部が向かい合つた平面の複数の対を備え、向かい
   合つた面の一方の対が球状要素の一方の向かい合
   つた対に係合し、向かい合つた面の他方の対が球
   状要素の向かい合つた他方の対に係合し、一方の
   向かい合つ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記載の測定ヘツド組立体。 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
   い合つたソケツトの複数の対を備え、前記各ソケ
   ツトが筒形部材を貫く通路と連通しまた各ソケツ
   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
   分から外に向かつ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ツ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
   載の測定ヘツド組立体。 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記載の測定ヘツド組立体。 １６ 第１及び第２の向かい合つた端部を有する
   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
   し向かい合つ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、向かい合つ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、向かい合つた被加工物係合要
   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ツド組立体。 １７ 向かい合つ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ツトと、前
   記各ソケツ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記載の測定ヘツド組立体。 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記載の測定ヘツド組立体。 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
   ヘツド組立体。 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記載の測定ヘツド組立
   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つて円錐形である
   ことを特徴とする請求項１６記載の測定ヘツド組
   立体。 ２２ 向かい合つ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記載の測定ヘツド組立体。 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ツド組
   立体において、第１及び第２の端部とほぼ全長に
   わたつ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つ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、向かい合つたセグメントの一方の対上
   のかどが向かい合つたセグメントの他方の対上の
   かどより更に内側に向かつて延び、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つたセグ
   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つたセグメ
   ントの対を半径方向に変位させることを特徴とす
   る測定ヘツド組立体。 ２４ セグメントの前記向かい合つた対の各セグ
   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
   徴とする請求孔２３記載の測定ヘツド組立体。