JPS5817402B2 - 測定探子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は測定装置に使用される探子に関し、特に針と
物体即ち測定対象との接触を検出する探子に関するもの
である。

かかる探子は直交座標枠内で測定を行なう直交スライド
に適用される。

この出願の一つの発明の目的は、物体の正確な検出を繰
返し行なうことができる測定探子を提供することにある
。

この出願の他の発明の目的は、上記の特徴に加え、さら
に簡単な構造を有する測定探子を提供することにある。

探子は物体に接触して電気回路を閉じまた開くように配
置され、回路の状態を示すように表示ランプが設けられ
ている。

一般に探子が回路を開閉するようにされるのがよく、探
子が物体と接触していないときは表示ランプが点灯し探
子が正しく作用しないのを容易に検知できるようにする
。

この発明によれば針と、ハウジングと、針をハウジング
に関連した休止位置の方向に押す装置とを有する探子が
設けられ針が前記休止位置から限られた範囲内で変位し
てハウジングに対して異なった方向を取ったときこの変
位を検知する装置が設けられている。

この発明の好ましい実施例では針は実質的に等角度で放
射状に延びる部材を有し、針はハ・クジングに対して一
定の休止位置に押されており、各部材はそれぞれの７字
形溝の両側と係合し、休止位置からの針の制限された振
れ変位はハウジングに対して異なった方向を取り、前記
部材の少なくとも１つの部材が前記７字形溝の１つの側
面の少なくとも１つと接触しなくなったとき針の振れを
検知する装置が設けられる。

このような針の制限された振れを検知する装置は針がそ
の休止位置にあるとき例えばオン状態となる電気回路を
有し、その回路は１つの７字形溝から次の隣接溝を通り
、各部材がそれぞれの７字形溝の両側間の閉回路を形成
する。

この発明の他の実施例では針は休止位置で軸方向に配置
された２つの７字形溝と接触するよう押されており、針
の彎曲端自体が傾斜面と係合するように押されており、
休止位置からの針の制限された振れはハウジングに対す
る針の振れの方向を変え、かくして７字形溝の１つの少
なくとも１つの側面との接触状態を離し、これにより針
の振れを検知する装置が設けられている。

以下図面についてこの発明の一例を詳述するに、第１図
ないし第３図において、探子１はハヮジング２と針３と
を有する。

３つの部材４が針３から半径方向に延びており、針３は
その頂部６に作用するばね５によってハウジング２に対
し定められた休止位置に向ってばね附勢されている。

この休止位置にて、各部材４は各７字形溝８の両側部６
゜Ｔに係合する。

７字形溝８は、孔１Ｌ１２内にそれぞれ設けられた一対
の球軸受９，１０の間に形成される。

ハウジング２を通って延びる針３の端部１３の先端には
中心位置に正しく配置された球１４が取付けられている
。

以上の構成において、探子１は例えば直角座標または球
形極座標枠等の座標測定装置（図示しない）に連接され
、測定される物体の境界を検知するようどの方向にも空
間を可動できる。

球１４と物体の間の接触係合はばね５のばね力に抗して
針３を休止位置から離すよう変位する。

このように針３が変位されている間、針３のハウジング
２に対する位置ないし向きは異なったものとなる。

変位は、針３が休止位置にあるときに例えばオン状態と
なる電気回路１５を形成することによって検出される。

各球軸受９，１０は絶縁体１６によって相互に絶縁され
ると共にハウジング２とも絶縁される。

回路は７字形溝８から次々と隣りの溝に直列に形成され
、針３と他の部材４から絶縁された部材４の各々は各７
字形溝８の両側部６゜７の間に閉回路を形成する。

部材４は針３が休止位置から変位すれば、各７字形溝８
の１つの側部の少くとも１つのと接触を離れ、これにて
回路１５を遮断して電源１８にて常時は点灯される表示
ランプ１７を消灯する。

回路の遮断は、図示されていないが、このときに探子の
座標を読取って記録すべく装置に指令をもたらすよう使
用できるそれ自体公知の自動切換装置に入力パルスをも
たらすよう用いられる。

１マイクロセ力ンド時間のパルスが高精度の測定を可能
にすることが知られている。

針３とハウジング２の間に間隙１９が設けられている、
この間隙１９はハウジング２内の針の製限された変位を
可能にしている。

休止位置から離れるように針３が変位すればこれをばね
５の圧縮によって弾性的に受けることにより、測定の際
の探子の慣性にもとずく針３に対する損傷を避けること
ができる。

もし探子の慣性が問題であれば、例えば読取りが行われ
た後の針３の軸２０の曲げを防止することが困難となる
が、これはそれ自体公知の破断装置を針に設けることに
よって解決できる。

探子の作成にあたり、各組の球軸受の各々と各部材を良
好に接触させることを確実にする必要がある。

このことは、針３に嵌合される各部材４の部分２１をに
かわで被って絶縁し、そこで探子を組立てＸｌはね５の
保持体として働く蓋板２２を止ねじ２５で取付けること
によって簡単に行うことができる。

にかわが固まり、回路が電源１８に接続されるときに、
表示ランプ１７の点灯は３つのスイッチが全て接触して
いることを表示する。

この様にして、各球軸受９，１０が設けられる孔の深さ
に関連した製作公差により不都合が生じないようにされ
る。

球１４の中心が探子に対して所望位置にあることを確実
にするために、部材４の配置が固定された後に針３に対
して球１４とその関連した軸２０を取付けるべく構成す
ることができる。

針３の軸２０は端ぐり機で形成した穴に係合する軸、ス
ピゴット２４によって取付けられる。

球１４の中心は、探子と球１４が組立治具に固持される
間に、針３の端ぐりにスピゴット２４をゆる。

く嵌合させにかわ付けすることによりハウジング２と整
列される。

球軸受９，１０のための孔２６は各球軸受の直径よりも
小さな直径にてハウジング２にあけられるので、組立の
際に誤まった球軸受を容易に除去。

して取換えできる。

第１図に示される針３の軸は検知器とはマ同軸であるが
、これは装置の作用に必要がなく、例えばシリンダ孔の
測定の際に図示位置の半径方向に球と軸を置くことが好
適であることが明らかになろう。

ここでハウジング２内に電気絶縁油を充填すれば、探子
の作用を改善することができる。

これは接触部分の劣化をもたらすような接触部分におけ
るスパークを防止し、ゴムガータ２７は軸３に沿っての
油の漏出を防止し、制限された休止位置の探子の載置に
ては押されないように十分な弾性を有している。

■字形溝８間の電気的接続部はハウジング２の状溝２８
内に適宜に置かれる。

７字形溝を形成するべく球軸受の使用は便宜のためだけ
のもので、球軸受の各組を互に傾斜した一対のニードル
ローラと換えることができることが明らかであろう。

この実施例においては、針３の休止位置とこの休止位置
からの変位とを同じ装置によって制限し且つ検出するよ
うになされている。

第４図及び第５図はこの発明の他の実施例を示すもので
、第１図ないし第３図について説明したと同様にして形
成された７字形溝とそれぞれ協働する３つの大体円形状
の脚８１，８２．８３を針は有している。

３つの脚の１つの脚８３は横に延びていて測定をなす球
１４を支持している。

この実施例は例えば円筒孔の測定のような状態のときに
利点をもつ。

また第６図ないし第８図はこの発明のさらに他の実施例
を示すもので、探子１はハウジング２内に設けられた針
３を有する。

ヘヤピンはねが絶縁体９１に接着された２つの帯片９２
，９３により絶縁体９１に一端９０において固着される
。

第６図及び第７図に示すように絶縁体９１ははゾ円柱状
で、大半に亘って延びている■字形溝９４と、帯片９２
．９３が接着されるプラットホーム部９５とを有する。

ポリエステル樹脂でつくられた絶縁体９１はハウジング
２内に別のポリエステル樹脂で接着される。

２組のニードルローラ９６゜９７及び９８．９９は７字
形溝の両側部１１２゜１１３に接続されて２つの７字形
溝を形成する。

第５のニードルローラ１００は探子１の軸心１０１と約
４５°の角度をなすように絶縁体９１に接着される。

以上の構成において針３の直径方向の孔１０２を通るば
ね５は、針３の円柱部分が２つの７字形溝に接触し、彎
曲端部１０３がニードルローラ１００の傾斜面と接触す
るように押して、針３の休止位置を決めている。

針３の端の球１４と測定すべき目的物の間の接触係合は
針３を変位してハウジング２に対する針３の方向を変え
、ニードルローラの少くとも１つから針が離れるよう動
かす。

従って、ニードルローラと針の間に電気回路を設けるこ
とによって、休止位置から離れる針の動きを検出するこ
とができ、針とニードルローラの間の各接触点は電気回
路を開閉するスイッチとして動く。

５つのニードルローラ９６．９７゜９８．９９，１００
はポリエステル樹脂により絶縁体９１に接着され、互に
隔てられ且つ電気的に絶縁される。

針３はポリエステル樹脂の円筒スリーブ１０５により針
の残りの部分から絶縁された円筒部分１０４を有する。

斜がニードルローラの１つとの接触を遮断したことを検
出するための電気回路は、導線１０６からニードルロー
ラ９６、針３、ニードルローラ９８、ニードルローラ９
９、針３の円柱部１０４、ニードルローラ９７、導線１
０７を経て電源と表示ランプ（図示しない）に直列にな
っている。

２本の導線１０６，１０７は、ねじ１０８によって探子
に固着されたゴムキャップ１１９により探子に対し機械
的に支持される。

針３のどの軸方向の動きも湾曲端部１０３を傾斜したニ
ードルローラ１００と協働するようにして他のニードル
ローラの１つと針の間の電気的接続を遮断するので、第
５のニードルローラ１００と針３の間の接触部を上記の
電気回路と直列に接続する必要はない。

この実施例にては休止位置に針を位置させるための一対
の７字形溝を形成するようニードルローラを用いること
が便宜であるが、他の位置決め手段を利用できることが
容易に明らかであろう。

例えば各ニードルローラを短形の金属条片と置き換える
ことができる。

ニードルローラは市販され、高精度の表面仕上と硬さと
、針の動きに対し低摩擦力をなし、探子の感度を良くす
るので好ましい。

この発明は、針の位置を確実に決めるどの様な装置もニ
ードルローラの代りに使用できると共に、針と各ニード
ルローラの間の点接触を線接触にできることを意図して
いる。

変形例（図示しない）として、第５ニードルローラ１０
０を探子の軸心１０１と直角に配置して探子の測定能力
を二次元に制限することもできる。

第９図はさらに他の実施例を示すもので、ニードルロー
ラ９６，９７．９８，９９，１００の配置を第６図のも
のと同様にし、ばね５と組合せることにより休止位置に
針を位置させるだけである。

電気回路１５は導線１１２と針３の下側（図面上針３の
背後）に位置する接点１１０と針３とヘヤピン５と導線
１１３とによって形成される。

針３と接点１１０とによって形成されるスイッチは、針
３の休止位置からのいかなる変位によっても遮断される
。

従って、どの様な変位も電気回路１５を介して検知でき
る。

上述の実施例での物体の測定の際には、物体まわりの種
々な位置にて一連の読取りがなされ、基準対象と測定対
象とを比較するようプログラム組みされたコンピュータ
用の入力データを容易につくり得る情報がもたらされる
。

従って、この発明に依る測定探子は、ガスタービンエン
ジンのパイプや内燃機関のシリンダブロックの様な物体
を測定すべく使用できる。

こ５に説明された探子には電気切換装置を有する検出器
が設けられているが、電気切換装置を流体スイッチや他
のスイッチと取換えたり、検出器をスイッチ以外の他の
装置にできることが明らかであろう。

例えば針の動きの指示をもたらす２つの指針の間の不整
合を拡大する光学投影装置を各検出器が有するようでき
ている。

上述のどの実施例においても第１図ないし第３図にて説
明したと同様な具合に油を充填できることがまた明らか
であろう。

以上のように、特許請求の範囲第１項記載の発明によれ
ば、針が物体（対象物）に接触したとき針の変位を許容
し、次いで針が該物体から離れたとき、係合要素、収斂
面、偏倚手段作用により針が正確に元の休止位置（固定
部材に対する位置）に復帰するので、物体の正確な検出
を繰返し行なうことができる。

また、特許請求の範囲第１項記載の発明によれば、針を
正確に休止位置に戻す働きをする係合要素および収斂面
相互間の接触離開に基いて信号を発するようにしている
ので、測定探子の構造が簡単となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従って構成された探子の縦断面図、
第２図は第１図の■−■線方向から見た図、第３図は第
２図のＩ−Ｉ線における断面図、第４図はまた他の探子
の断面図、第５図は第４図の探子の■−■線における断
面図、第６図はこの発明に従って構成されたまた別の探
子の断面図、第７図は第６図のｖｎ −ｖｎ線における
拡大断面図、第８図は第７図の■−■線における拡大断
面図、第９図は別の実施例での縦断面図である。 １・・・・・・測定探子、２・・・・・・ハウジング、
３・・・・・・針、５・・・・・・ばね、８・・・・・
・７字形溝、９，１０・・・・・・球軸受、１４・・・
・・・球、１５・・・・・・電気回路、１６・・・・・
・絶縁体、１７・・・・・・表示ランプ、１８・・・・
・・電源、９１・・・・・・絶縁体、９２、９３・・・
・・・条片、９４・・・・・・７字形溝、９６．９７．
９８，９９，１００・・・・・・ニードルローラ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 固定要素と、測定対象を検知する針を有する可動要
   素とを具え、上記固定要素と上記可動要素とは互いに相
   対的に動き得、上記固定要素は２箇所又は３箇所の互い
   に離隔した位置で上記可動要素を支持し、さらに上記針
   が測定対象に対して所定の位置関係になったときに信号
   を発生する手段を具え、 上記可動要素及び固定要素のどちらか一方は上記離間し
   た位置の各々に一対の互いに収斂する収斂面を有し、上
   記可動要素及び固定要素のうちの他方の要素は上記離間
   した位置の各々に当該一対の収斂面の両方に係合し得る
   係合要素を有し、上記一対の収斂面はそれぞれ第１の方
   向に収斂しかつ上記係合要素が第２の方向に動くのに抗
   すると共に、上記係合要素が第３の方向に動くのを許容
   するようになされ、上記第１、第２及び第３の方向は互
   いに直交しており、 さらに、上記可動要素を上記第１の方向に押しやって上
   記固定要素に接触させることにより、上記係合要素を上
   記一対の収斂面の両方に接触させて上記可動要素にとっ
   ての休止位置を形成させるようにした偏倚手段を具え、 上記可動要素は上記針に力が加えられたとき上記偏倚手
   段に抗して上記休止位置から移動し、その後上記針に対
   する力が与えられなくなったとき上記偏倚手段及び収斂
   面が協動して上記可動要素を上記休止位置に戻すように
   したことを特徴とする測定探子。 ２ 上記位置の各々における。 上記係合要素と、上記収斂面のうちの少くとも一方とは
   、一対の電気接点を構成し、上記信号を発生する手段は
   、上記可動要素が移動するこみにより、上記電記接点の
   いずれか一方の接触状態が変ったとき導通状態が変る電
   気回路手段を具え、上記電気接点は上記信号を発生する
   手段の一部を成すことを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の測定探子。