JPS58214801A - 精密ゲージブロック - 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】 本発明は銃眼形段付″き１密ゲージブロック、特にたと
えばドイツの定期刊行物ＶＤＩ−Ｚ、１９８０年、５３
５ページ以下、特に５４２ページから公知のように、縦
長の支弱体と一定の間隔で直線に沿って取り付けられた
いくつかのゲージロッドとを持つ銃眼形段付き精密ゲー
ジブロックに関する。

この文献には多座標測定装置の精度の検査にこのような
段付き精密ゲージブロックを用いることが述べられてい
る。この段付き精密ゲージブロックは測定装置の測定空
間の内部に水平、垂直、または傾斜して配置することが
できる。

それに示された銃眼形段付きゲージブロックにおいては
、−列の短い、たとえばｌＯミリメートルの個々のゲー
ジブロックが銃眼形に食い違わせて組み立てられ、場合
によってはねじで締められ、このすき間のない列は完全
な単一体として支持体にそう入される。この列はその上
側にも下側にも銃眼形の外形を持つ、この列は鉛直方向
に大きい支持体の比較的深い縦長のへこみに押し込まれ
、上側だけに２番目のゲージロッドごとに銃眼ラドは永
続的に互いに接触しているかまたは互いに押し合い、接
触領域におけるたとえば油の膨張１分子溶接、化学的腐
食、その他のような長く持続する過程が未知の影響を持
ち、段付きゲージブロックの緩慢な寸法の変化が起こる
可能性がある。ゲージロッド列の支持体へのはめ込みも
またさらに未知の変形および（または）長さの変化をひ
き起こす可能性がある。この公知の段付き精密ケージブ
ロックの他の欠点は、ゲージロッドが支持体の中立線か
らかなり離れていることであり、したがってそれぞれ段
付き精密ゲージブロックの空間位置（姿勢）、クランプ
、および曲げの状態に応じて段付き精密ゲージブロック
の自重による曲げおよび（または）外部の力（クランプ
、接触、その他）による変形に基づいて比較的大きな長
さの変化を受けることである０段付き精雀ゲー、１′ ジブロックを加熱するとき有効な膨張係数は判きりしな
い、それはゲージロッドは鋼で、支持体はねずみ鋳鉄で
できていて、それらは異なる膨張係数を持っているから
である。そのために温度によってバイメタルのように曲
がる可能性がある。

ゲージロッドは正味１０ミリメートルの長さにつくられ
ているだけなので、この種の段付き精密ゲージブロック
においてはそれに対応した間隔しか実現できない、ゲー
ジロッドのすき間のない列の内部の対向した接触面のた
とえ小さいとしても避けられぷい傾斜および（または）
ふくらみのために、対応した誤差が累積される可能性が
あるので、銃眼形段付き精密ゲージブロックの内部の接
触面の十分な平行性は各位置、各段付きゲージブロック
および（または）各時点において保証されない、最後に
述べた誤差の可能性は精密な最初の測定と同種の誤差を
持つ別々のゲージロッドの補償的組み合わせとによって
だけ避けるか軽減することができるがなお他方の欠点は
残る。

従来段付きゲージブロックを固体から銃眼形に加工した
。一方では接触できる表面、他方では支持体は同じ材料
からできていて、一体の工作品を構成している。この種
の銃眼形段付きゲージブロックは上記の欠点の多くを除
去しているが、しかし銃眼の頂上は中立線の外にあり、
そのため自重と外部の力とによって段付きゲージブロッ
クが曲がったとき接触すべき表面間の間隔が変るという
ことは避けることができない、固体から工作するときは
工作物は比較的大きいので、比較的小さいゲージロッド
におけるように接触すべき表面の良好な質と平行性とを
得ることはできない、大きい段付きゲージブロックのと
きは全体または接触するべき表面だけでも焼き入れ（硬
化）は困難か全く不可能である。多くの接触すべき表面
のラッピングによる超仕上げにも同じく問題がある。

この銃眼形段付きゲージブロック以外に階段状の段付き
ゲージブロックが種々の長いゲージロッドから既に組み
立てられた。ゲージロッドは基本的支持体上に共通にク
ランプした（上記の文献以外にＶ　Ｄ　Ｉ　−Ｂ　ｅｒ
ｉｃｈｔｅ、　１９’、、８．０年、３７８号、２１ペ
ージ以下を見よ）、このような段付きゲージブロックの
接触すべき表面は共通の測定軸を持っていない。

本発明の目的は、上に説明した欠点を除去し、接触すべ
き表面間の制御できない間隔の変化が起こらない銃眼形
設付き精密ゲージブロックを得ることである。

この目的は本発明によれば特許請求の範囲第１項の特徴
部分に記載の構成によって達成される。

種々のゲージロッドを好ましくはＶ形のみぞに個々に配
置することにより互いに押し合ったゲージロッドの接触
領域における制御できない長時間過程は起こらない、そ
れは隣り合ったゲージロッド間には常に中間の空間が存
在し、上記のような接触領域は存在しないからである０
段付きゲージブロックの温度による避けられない寸法の
変化に対して支持体の膨張係数が一意的に決定される。

ここで膨張係数その他に何らかのつながりなしに適当と
思われる材料、たとえば鋼、アルミニウム、花こう岩、
またはインパールを選ぶことができる。支持准ではＶ形
みぞのミーの一城における側面だけを精密に加工する必
要がある。支持体の表面に対してはそれほど精密でない
加工で十分である。この工作品の焼き入れは必要ない、
小さい永続してそう入されたゲージロッドは困難なく焼
き入れし超仕上げすることができる。これは耐摩耗性、
形の精度、および表面の質を高める０個々のゲージロッ
ドの縦方向位置が自由に選べるために、段付きゲージブ
ロックにきわめて「曲った」尺度も実現することができ
る。支持体内のゲージロッドの配向はみぞによって判き
りと決まる。理想的な形からの最大の形のずれは精密に
加工されたみぞの誤差およびそれぞれゲージロッドの個
々の誤差だけによって起こる。ゲージロッドのかなり長
い列内の形の誤差の累積は起こらない。

支持体の断面はみぞの底にそう入されたゲージブロック
の中心軸が支持体の曲げの中立線内にくるように形成す
る。それによって段付きゲージブロックの自重または外
力による変形に基づく長さの変化は避けられ、接触すベ
ーき表面のきわめて小さくたいてい無視できる角の変化
だけがなお可能である。したがって曲げは接触すべき表
面間の間隔に見るべき影響を及ぼさないので、支持体の
断面は軽く小さく仕上けることができ、段付きゲージブ
ロックの取り扱いが容易になる。Ｖ形みぞが深いのでゲ
ージロッドは保護される。それにもかかわらずそれには
大きく広がる角空間内で自由に到達（アクセス）できる
、それによって段付きゲージブロックを側方からクラン
プすることも可能である。木質的に端面に触れる好まし
くは円柱形のゲージロッドに対して平らで平行な端面以
外に球形のふくらみまたは円すい形状も考えられる。

以下に図示の種々の実施例を用いて本発明を説明する。

第１図に示す段付き精密ゲージブロックｌは実質的に工
形または二重Ｔ形の支持体３を持ち、その両端フランジ
の間のウェブ（横材）は特に丈夫につくられている０段
付きゲージブロックの常態位置はウェブが水平になる位
置である。支持体３の外形は包囲外形として直方奪に相
当し、直方体の側面の比は直方体が狭い側面上にも安定
に直立できるようなものである。したがって支持体は側
面設置でも使用することができる。

支持体のウェブの中央でその一側にＶ形のみぞを縦方向
につくる。このみぞは形と表面との質に関してきわめて
精密につくる。みぞの底は鉛直方向の曲げに関して面慣
性軸１２の下方まで突き出ている。しかもこの軸１２の
下方まで達する量はケージロッド６の直径とともにゲー
ジロッドの中心線ｌＯが支持体の曲げの中立線１１と一
致するように調節する。支持体の中立線１１は鉛直方向
（軸１２）と水平方向（軸１３）の曲げに関する２つの
面慣性軸１２．１３の交点によって決まる。この構成に
よって支持体の曲げはゲージロッド６の接触すべき表面
間の距離（間隔）に影響を与えない、その上ゲージロッ
ドはきわめて深いＶ形みぞ内に保護されているので、段
付きゲージブロックをそれほど注意深く扱わなくても接
触すべき表面の寸法安定性に悪影響を及ぼさない、Ｖ形
できるので、第１図に示すウェブの水平位置以外に断面
を９０度回転した配置も可能である。その場合には支持
体は二重の工形の支持体の両フランジの１つ上に載って
いる。そのときはゲージロッドは上または横から斜めに
触れられなければならない、Ｖ形みぞが少なくとも９０
度の角空間に広く拡がって到達できることは支持体の製
造にも重要である。みぞの各側面は個々に大きなといし
車で、好ましくは周縁の研摩面で研摩できなければなら
ないからである。軸１２の周りの支持体の曲げと軸１３
の周りの曲げとに対して面慣性モーメントの大きさが同
じであるため両方の設置における段付きゲージブロック
の曲げの大きさが等しいので、両方の設置法に対して同
じ曲げによる誤差の影響を考慮しなければならない。

第２図に示した段付きゲージブロック２の実施例におい
ては支持体４の断面はに形である。２つのＶ形の上向き
に突き出た縦方向のウェブの間にＶ形のみぞ５′がつく
られている。みぞ５′も同じく広く開いた自由空間をウ
ーくっていてゲージロッド６が到達することができる。

それにもかかわらずこの場合にも第２図に示す水平位置
または９０度回転した位置にすることが可能である。こ
の実施例においてもまた支持体４の断面は、すべての側
において不動の長方形１４が支持体断面の周りを囲む図
形として形成されるように構成される。Ｖ形みぞの側面
はみぞの底の領域だけを正確に加工してあって、そのた
め図示の実施例では小さな段をみぞの側面に設けである
。

支持体の材料として・鋼（大きい弾性率）、アルミニウ
ム（小さい重量）、花こう岩（小さい内部応力）、また
はインパール（小さい熱膨張）を用いることができる。

ゲージロッド６は正確に加工された外面を持つ円柱形と
して形成されるのが好ましく、その端面は平らで平行に
なっている。ゲージロッドは寸法の安定した材料でつく
る。ゲージロッドは小さいことと簡単な形であることと
のために、きわめて正確、精密に加工、検査および最初
の測定をすることができる。鋼でつくると荒き入れも可
能である。ゲージロッドは円柱形でＶ形のみぞ５．５′
に沿って正確に整列させることができる。ゲージロッド
のみぞの底への取り付けは接着またはきわめて小さい熱
量の溶接によって行なうことができる。バンドまたはつ
めでクランプすることも考えられる。それは金のかかる
ことではあるが、段付きゲージブロックの改造の可能性
もある。

ゲージロッドの端面の平で平行な構成の代りに他の構成
の端面も可能である。第３図に示したゲージロッド７の
実施例では中心線１ｏを軸とした内向きの円すい状の端
面になっている。これによって接触球を円すい空間内に
心合わせできる。

これによって測定点は段付きゲージブロックの縦方向ば
かりでなく横方向にも固定できる。それぞれ第４および
５図のゲージロッド８，９の実施例では端面の領域が球
欠形になっていて、第４１のゲージロッド８では凸形、
第５図のゲージロッド９は凹形になっている。第４図の
ゲージロッド８゛の両端面における球欠部は中・６が正
確にゲージロッドの縦軸上にある単一の球力表面の一部
を構成するのが好ましい、凹の球欠部においてもそれら
に関連した球の中心はゲージロッドの中心軸上になけれ
ばならない、ゲージロッドの端面が球欠形であるために
、検査すべき測定装置に対して比較的困難な測定問題、
すなわち球面の異なる位置に触れることによりその中心
位置を確かめる問題を提起することができる。

第９および１０図が示すように、Ｖ形みぞ５″中に球２
１．２２を固着することができる。このような段付きゲ
ージブロックは、多座標測定装置の検査に好んで用いら
れるように、成る程度球列で構成する。しかし本寸法安
定性はこれまで実現することができなかった。自明なよ
うに球と円柱も任意の系列でみぞ内に設けることができ
る０円柱形のゲージロッドもそうであるように、球はみ
ぞ中に接着、溶接、またはつめによるクランプを行なう
ことができる。第９および１０図は接着と溶接に適当な
２つをの異なる取り付けの可能性を示す、第９図の段付
きゲージブロックの球２１は一側を一定の、とりわけす
べての球において同じ量だけ平らにし、これらの平らな
部分をみぞの側面に載せる。みぞの反対側の側面には球
２１が点接触する。これらの球はみぞの中心から少し中
心ずれているが、横方向にも高さの方向にも直線上にあ
る。接触位置において球２１を溶接または接着すること
ができる。−側を平らにする代りにみぞ５″の両側面の
傾斜に正確に対応して両側を角をなして平らにすること
も考えられるが、加工がより困難である。角の一致のい
くらかの不正確さは一方のみぞの側面と平らな面との間
に針状円柱を挟むことにより補償することができる。こ
のときは線接触になる。

第１０図に示す球の取り付けの実施例において、は２つ
の支持リング２３を用いる。リング２３は球２２のみぞ
の側面への接触位置をとり囲む、これらのリングは溶接
または接着によって球およびみぞの側面に接合すること
ができる。引き込みねじによってみぞの底から機械的に
締め付けることも考えられる。支持リングは軸方向にご
くわずかに過小寸法に、または直径をご・くわずかに過
大寸法に加工するので、球は確実にみぞの側面に接触す
る。

なお、第９ないし９図の実施例は、簡単な基本的図形も
段付きゲージブロックの支持体に対する原形状として用
いることができることを示している。これは正確さの要
求がより低くて低価格が必要なときに妥当である。第６
および７図の実施例においては長方形の詰まった形状が
用いられる。

支持体１７を持つ第６図の段付きゲージブロックにおい
ては長方形のみぞ１６を設ける。みぞの巾は円柱形ゲー
ジロッド６の直径よりわずかに小さくしであるのでみぞ
はゲージロッドを圧力を伴なってしっかりと保持する。

みぞ１６の深さはその巾の半分よりわずかに大きいだけ
なので、ゲージロッドはほとんど半分がみぞから突き出
し、側方から到達（アクセス）することができる。他の
みぞ５．５′、５″、１５においても同様であるが、み
ぞ１６に直方体のゲージロッドも当然押し込むことがで
きる。このようにクランプされたゲージロッドは付加的
に溶接または接着で固定することができる。

第７図の段付きゲージブロックは支持体１８の基本形状
として安価で製造に有利な直方形の、中の詰まった形状
を持つばかりでなく、Ｌ形のみぞを用いる。これは、み
ぞの側面が支持体の側面←平行なので、同じく製作しゃ
すい、これは角形の形状の第８図の段付きゲージブロッ
クの支持体１９においても同様である。支持体２ｏを持
つ第９図の段付きゲージブロックにおいては円形材料を
基本体として用いる。

【図面の簡単な説明】

第１図は木質的にＩ形の支持体を持つ銃眼形の段付き精
密ゲージブロックの第１実施例の斜視図＼ である、　　　　＼　□ ＼ 第２図はに形の支持体を持つ段付きゲージプロッタの他
の実施例の端面図である。 第３ないし５図は第１図または第２図の段付、きゲージ
ブロック用の種々のゲージロッドの図である。 第６ないし１０図は種々の一簡単な支持体の断面図であ
る。 ｌ・・・・・・・・ｌ一段付き精密ゲージブロック３．
４．１７．１８．１９．２　ｏ−・・・−支持体６．７
．８．９．２１．２２・・・・・・ゲージロッド２３・
・・・・・・・・支持リング 出肺人代理人 弁理士　小沢慶之輔

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （］）縦長の支持体と、一定の間隔で直線に沿って取り
   付けられたいくつかのゲージロッドとを持つ銃眼形段付
   き精密ゲージブロックであって、支持体（３，４）はそ
   の上側に縦方向に伸びるみぞ（５、へ′）を持ち、その
   側面に好ましくは円柱形ゲージロッド（６，７，８，９
   ）が直列に取り付けられていることを特徴とする段付き
   精密ゲージブロック。 （２）支持体（３，４）の断面はその長さの方向に延び
   る中立線（１１）がほぼゲージロッド（６，７，８，９
   ）の中心軸になるように構成されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項の段付き精密ゲージプクーツク
   。 （３）支持体（３，４）の２つの互いに垂直な横方向（
   １２，１３）の曲げ剛性はほぼ等しいことを特徴とする
   特許請求の範囲第１または第２項の段付き精密ゲージブ
   ロック。 （４）ｖ型みぞ（５，５′）の上方にその全長にわたっ
   て断面が扇形の自由空間があることを特徴とする特許請
   求の範囲第１ないし３項のいずれかの段付き精密ゲージ
   ブロック。 （５）　　支持体（３，４）の断面は外囲形と考えられ
   る、すべての側で安定に立つことができる長方形（１４
   ）の少なくとも角を満たすように構成されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１ないし４項のいずれかの
   段付き精密ゲージブロック。 （６）みぞはＶまたはＬ形であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１ないし５項のいずれかの段付き精密ゲー
   ジブロック。 （７）みぞは長方形の切り欠さとして構成されているこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１ないし６項のいずれ
   かの段付き精密ゲージブロック。