JPS601962Y2 - トレ−サヘツド - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は倣い移動時におけるトレーサ軸の径方向の変位
が軸方向の変位に影響を与えることなく、高精度の倣い
を可能にしたトレーサヘッドに関する。

従来のトレーサヘッドを示すと第１，２図に示す通りで
あり、倣いモデル１に当接するスタイラス２が先端に形
成され、かつ後端に棒ばね３が固着されたトレーサ軸４
が、当該トレーサ軸４に取付けられたばね材５及び、棒
ばね３に取付けられたばね材６によりトレーサヘッド本
体７に軸方向移動自在に取付けられている。

トレーサヘッド本体７の倣い移動によりトレーサ軸４が
軸方向に移動した場合、この移動量を検知するため、ト
レーサヘッド本体７に取付けられたＺ軸方向変位検出器
８に棒ばね３が接手９により連結されている。

接手９と２軸方向変位検出器８との間にはＺ軸方向ダン
パー機構１０が配設しである。

トレーサ軸４には円筒形の伝達片１１が結合され、伝達
片１１の径方向の変位を検知するＸ軸方向の変位検出器
１２がトレーサヘッド本体７に取付けられている。

また、Ｘ軸方向の変位検出器１２に対して直角方向の変
位を検知するＹ軸方向の変位検出器１３がトレーサヘッ
ド本体７に取付けられている。

これら二つの変位検出器１２．１３の対向する位置には
重量バランス用のばね１４゜１５がそれぞれ第２図に示
すように取付けられており、調整ねじ１６，１７により
これらのばね力は調整できる。

伝達片１１にはＸ軸及びＹ軸方向の変位検出器１２．１
３に相対した位置にＸ軸ダンパー機構１８及びＹ軸ダン
パー機構１９がそれぞれ弾性を有する棒材ユニバーサル
接手２０を介して配設しである。

尚、２１は圧縮ばねであり、これによりトレーサ軸４が
突出する方向のばね力をトレーサ軸４に附与してあり、
Ｚ軸方向の変位に対して速やかに原点復帰させるための
ものである。

上記した従来のトレーサヘッドによりモデル１を倣った
場合、スタイラス２によるＺ軸方向の動きがトレーサ軸
４．伝達片１１及び棒ばね３の動きともなり、更にばね
材５．圧縮ばね２１等に抗した動きとなる。

したがって、Ｚ軸方向の動きに対して移動質量が大きく
、変位検出時における応答速度が鈍くなる。

また、Ｙ軸方向及びＸ軸方向に配設しであるダンパー機
構１８．１９がＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の各方向に変位する
伝達片１１に固定しである棒材ユニバーサル接手２０と
結合しているため、棒材ユニバーサル接手２０のばね力
が伝達片１１等の動きに抗することとなり、Ｚ軸方向の
検出時に於ける応答速度が鈍くなると共に検出精度にも
悪影響を及ぼす。

そして、Ｚ軸方向の棒ばね３とダンパ機構との連結を固
定接手としているため棒ばね３のＸ軸又はＹ軸方向の変
位が２軸方向の変位検出器に僅かながらも影響を与え、
検出精度の低下をきたす等の難点がある。

更に重量バランスの調整をスプリングのばね力によって
行なっているので、確実性に欠け、不安定であると共に
調整に手まどり非能率的である。

スタイラスの原点復帰に際し、ばね１４，１５の振動が
ダンパー効果に抗して悪影響を及ぼす恐れがある。

また、変位検出器のコアーが変位検出器の軸受部に嵌入
し可動自在となっており、軸受部とコアーは摺動する形
となっているため、軸受部とコアーとの間に摺動抵抗や
こじれが生じて変位検出機能の低下を来たす恐れがある
。

変位検出時のファーを伝達片１１の変位に追従させるた
めばね力を利用しており、このばね力の調整が困難であ
ると共に確実性に欠け、変位検出時の応答速度を鈍らせ
る恐れがある。

そして、前述のように第１，２図に示す従来技術にあっ
ては、スタイラスがモデルをトレースする際に接触圧力
が大きくなりトレーシングが悪い。

本考案はトレーサ軸に対して径の方向、即ちＸ軸及びＹ
軸方向の変位がトレーサ軸の軸方向即ちＺ軸の方向の変
位検出器に影響を及ぼさないようにすると共に、Ｚ軸方
向の変位がＸ軸及びＹ軸方向の変位検出器に影響を及ぼ
さないようにすることにより、高精度及び高能率の倣い
を可能とすることを目的とし、倣いモデルに接触するス
タイラスが先端に設けられたトレーサ軸を、前記倣いモ
デルに対して倣い移動するトレーサヘッド本体内にばね
材を介して取付けられた円筒形のサポート内にころがり
軸受けにより前記トレーサ軸が前記サポートに対して独
自に軸方向移動自在に支持し、前記サポートの径方向の
変位を検知する相互に直角方向を為す二つのＸ軸方向変
位検出器とＹ軸方向変位検出器とを前記トレーサヘッド
本体に取付け、前記トレーサ軸の軸方向の変位を検知す
るＺ軸方向変位検出器の心棒ど前記トレーサ軸とを球面
自在接手により連結し、前記トレーサヘッド本体に径方
向に調整移動自在に取付けられたハウジングに前記Ｚ軸
方向変位検出器を取付けて威るトレーサヘッド。

次に第３〜１０図に示す本考案の一実施例により説明す
ると、倣いモデル３０に接触するスタイラス３１が先端
に設けられたトレーサ軸３２が円筒形のサポート３３内
に軸方向（Ｚ軸方向）に移動自在にころがり軸受け（ボ
ールベアリング）３４により支持され、サポート３３は
ばね材３５を介して、倣いモデル３０に対して倣い移動
するトレーサヘッド本体３６内に取付けられている。

したがってトレーサ軸３２はサポート３３及びばね材３
５に対しては独自に軸方向つまりＺ軸方向に移動する。

サポート３３には変位伝達片３７が設けられ、トレーサ
ヘッド本体３６の倣い移動に伴なう径方向の変位を検知
するため、第５図に示すようにトレーサヘッド本体３６
に取付けられたケース３８内にはＸ軸方向の変位検出器
３９が収容され、このＹ軸方向の変位検出器３９の心棒
（コアー）４０が変位伝達片３７に先端で接続されてい
る。

更に前記Ｘ軸方向の変位検出器３９に対して直角方向の
径方向変位を検知するため、トレーサヘッド本体３６に
取付けられたケース４１内にはＹ軸方向の変位検出器４
２が収容され、このＹ軸方向の変位検出器４２の心棒４
３が変位伝達片３７に先端で接続されている。

それぞれの心棒（コアー）４０．４３と変位伝達片３７
との接続は、第８図に示すように、変位伝達片３７の先
端に嵌合された筒体４４にピン４５により取付けられた
ローラ４６に心棒４０，４３の先端を接触させると共に
、ばね材４７により心棒４０，４３とローラ４５とを圧
接させている。

Ｘ軸方向の変位検出器３９及びＹ軸方向の変位検出器４
２をそれぞれＸ軸及びＹ軸方向に微動調整するため第５
図に示すように先端のピン部４８の中心がねじ部４９の
中心よりずれて形成されたねじ付偏心ピン５０がトレー
サヘッド本体３６にねじ込まれ、ケース３８゜４１の外
周部に設けられた溝５１にピン部４８が嵌入されている
。

変位伝達片３７の径方向移動を緩衝支持するために、Ｘ
軸方向のダンパー機構５２及びＹ軸方向のダンパー機構
５３はそれぞれＸ軸方向の変位検出器３９及びＹ軸方向
の変位検出器４２と対応した位置に配設してあり、それ
ぞれのダンパー機構５２．５３は変位伝達片３７に対し
て回転軸受５４により可動自在に接続されている。

心棒４０゜４３の変位検出器３９．４２への取付けは、
第７図に示すようにケース３８．４１内にピン５５で回
転自在に支承された複数個（図示実施例にあっては３個
）のころがり軸受５６により心棒４０゜４３が支持され
て少ない抵抗によって可動するように支持されている。

第７図はＹ軸方向の変位検出器４２のケース４１の断面
図であるが、Ｘ軸方向の変位検出器３９のケース３８も
同様である。

トレーサ軸３２の軸方向の変位、つまりＺ軸方向の変位
を検知するために、ハウジング５７に２軸方向の変位検
出器５８が取付けられており、この変位検出器５８の心
棒（コアー）５９と、トレーサ軸３２に接続された棒ば
ね６０とが球面自在接手６１により連結されている。

球面自在接手６１は第８図に示すように、心棒５９の先
端に一体形成された鋼球６２と、これを棒ばね６０に連
結するための連結金具６３．６４と、鋼球受座６５とか
ら成る。

ハウジング５７にはトレーサ軸３２の移動を緩衝するた
めの２軸ダンパ機構６６が取付けられ、この２軸ダンパ
機構６６はＺ軸方向の変位検出器５８の心棒５９に連結
されている。

尚、６７はハウジング５７をトレーサヘッド本体３６に
取付けるためのボルトである。

ハウジング５７は本体部６８とフランジ部６９とを有し
ておりこの本体部６８の中心を調整移動し得るようにす
るため、第３，４図に示すように本体部間にはこの本体
部６８がＸ軸方向に首振り移動し得るためのスリット溝
７０が上下の接続部７１を残して形成され、本体部６８
がＹ軸方向に首振り移動し得るためのスリット溝７２が
左右の接続部７３を残して形成されており、更に第６図
に示すようにハウジング５７の軸心を中心として相対向
し合い先端がハウジング５７に当接する二本のねじ付ピ
ン７４．７５がＸ軸方向にトレーサヘッド本体３６に取
付けられ、またハウジング５７の軸心を中心として相対
向し合い先端がハウジング５７に当接する二本のピン７
６．７７がＹ軸方向にトレーサヘッド本体３６に摺動自
在に取付けられ、トレーサヘッド本体３６に形成された
凹部７８．７９に収容された鋼球８０，８１がピン７６
．７７の後端に当接している。

これらの鋼球８０．８１は第６図に示すように、トレー
サヘッド本体３６の外周に回動自在に嵌合された偏心リ
ング８２の内周面に偏心して形成された溝部内に接触し
ており、偏心リング８２を回動することにより二本のピ
ン７６．７７が摺動し、ハウジング５７がＹ軸方向に調
整移動する。

トレーサヘッド本体３６には更に第６図に示すように、
トレーサヘッド本体３６に形成された凹部８３内に鋼球
８４が収容されており、スプリング８５により鋼球８４
には偏心リング８２に向かうばね力が附勢され、これに
より偏心リング８２の回り止め及び位置決めが為される
。

尚、８５はばね材であり、棒ばね６０の端部をハウジン
グ５７に接続している。

トレーサヘッド本体３６を倣い移動することにより、ス
タイラス３１がモデル３０に倣って動く。

そのＺ軸方向の動きは、ころがり軸受（ボールベアリン
グ）３４により支承されたトレーサ軸３２及び棒ばね６
０を介して、球面自在接手６１を経てＺ軸方向変位検出
器５８に伝えられここで変位量が検出される。

このとき、トレーサ軸３２の動きはサポート３３に対し
てトレーサ軸３２が独自に移動自在に支持されているか
ら、サポート３３に伝えられずＺ軸方向の移動質量が小
さくなる。

このときのトレーサ軸３２及び棒ばね６０の状態を示す
と第１０図Ｂのようになり、第１０図Ａに示すように従
来の場合にあっては棒ばね３の変位が変位検出器８に僅
かながら影響を及ぼしているが、本考案のトレーサヘッ
ドではＸ軸方向及びＹ軸方向の変位が直接Ｚ軸方向の変
位検出器５８に影響を与えることはない。

Ｘ軸方向及びＹ軸方向の動きはトレーサ軸３２．ころが
り軸受３４、サポート３３及び変位伝達片３７を経てＸ
軸方向の変位が変位検出器３９に、Ｙ軸方向の変位が変
位検出器４２に伝えられる。

この時、心棒４０．４３はローラ４６にばね材４７によ
り圧接されているため確実に変位を伝達することができ
る。

スタイラス３１がモデル３０をトレースする際、その摩
擦抵抗等によって発生する微妙な振動が棒ばね６０又は
変位伝達片３７に伝わると、Ｚ軸方向の振動はダンパー
機構６６が、そしてＸ軸及びＹ軸方向の振動はダンパー
機構５２．５３がそれぞれ速やかに吸収し、消滅させて
各々の検出器３９，４２．５８には影響を及ぼさない。

スタイラス３１の重量バランスを調整する際、Ｙ軸方向
におけるバランス調整は、偏心リング８２を回転させて
、凹部７８．７９に収容されている鋼球８Ｇ、８１を相
対的に出入してピン７６゜７７を移動させてスリット溝
７１よりも先端側の本体部６８を上下に首振り移動させ
て調整する。

また、Ｘ軸方向におけるスタイラスの重量バランスの調
整は、ねじ付ピン７４．７５の出入れにより、スリット
溝７０より先端側の本体部を水平方向に首振り移動して
行なう。

このようにして、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の重量バランス
の調整を行なった後は、各変位検出器３９，４２．５８
と対応して配設しである各ダンパー機構５２．５３．６
６により軸心位置を正確に維持し、トレーサ軸３２、棒
ばね６０及び変位伝達片３７を極めて迅速かつ正確に原
点に復帰させることができる。

本考案によればトレーサ軸の軸方向移動はサポート及び
これを支持するためのばね材に対して独自に行なわれる
ので、トレーサ軸の軸方向移動質量が小さくなり、応答
速度が速く検出感度が極めて良好となった。

Ｘ軸方向変位検出器及びＹ軸方向変位検出器はトレーサ
軸の２軸方向移動によって全く影響を受けず、更に球面
自在接手を介してＺ軸方向変位検出器とトレーサ軸を接
続したのでＸ軸及びＹ軸方向の変位が全くｚ軸方向の変
位検出精度に影響を与えることがないので、高精度の検
出が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のトレーサヘッドを示す断面図、第２図は
第１図の■−■線断面図、第３図は本考案の一実施例を
示す断面図、第４図はハウジングの斜視図、第５図は第
３図の■−Ｖ線断面図、第６図は第３図のＶＩ−ＶＩ線
断面図、第７図は第５図の■−■線断面図、第８図は第
３図における■部の拡大断面図、第９図Ａはハウジング
のＹ軸方向の調整移動状態を示す断面図、第９図Ｂはハ
ウジングのＸ軸方向の調整移動状態を示す断面図、第１
０図Ａは第１，２図に示す従来技術における棒ばねの湾
曲状態を示す概略図、第１０図Ｂは本考案における棒ば
ねの湾曲状態を示す概略図である。 図面中、３０は倣いモデル、３１はスタイラス、３２は
トレーサ軸、３３はサポート、３４はころがり軸受、３
５はばね部材、３６はトレーサヘッド本体、３７は変位
伝達片、３９はＸ軸方向の変位検出器、４２はＹ軸方向
の変位検出器、５７はハウジング、５８はＺ軸方向の変
位検出器、６１は球面自在接手である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 倣いモデルに接触するスタイラスが先端に設けられたト
   レーサ軸を、前記倣いモデルに対して倣い移動するトレ
   ーサヘッド本体内にばね材を介して取付けられた円筒形
   のサポート内にころがり軸受けにより前記トレーサ軸が
   前記サポートに対して独自に軸方向移動自在に支持し、
   前記サポートの径方向の変位を検知する相互に直角方向
   を為す二つのＸ軸方向変位検出器とＹ軸方向変位検出器
   とを前記トレーサヘッド本体に取付け、前記トレーサ軸
   の軸方向の変位を検知するＺ軸方向変位検出器の心棒ど
   前記トレーサ軸とを球面自在接手により連結し、前記ト
   レーサヘッド本体に径方向に調整移動自在に取付けられ
   たハウジングに前記Ｚ軸方向変位検出器を取付けて成る
   トレーサヘッド。