JPS6242001A - 可動軸部材の支持装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、可動軸部材の支持装置の改良に関し、片持梁
状水平可動部材の先端側に設けられた測定子と被測定物
とを相対移動させつつ被測定物の寸法等を測定する測定
機一般に利用できる。

〔背景技術とその問題点〕

基台に立設された支柱に上下動自在に取付けられたスラ
イダ、このスライダに水平方向移動可能に取付けられた
水平可動部材およびスライダと水平可動部材との移動に
伴って変位する水平可動部材の先端側に取付けられ測定
子の位置を読み取るための変位読取手段とを含んで構成
された二次または三次元的測定機が知られている。この
種の測定機は、いわゆるハイドゲージと同様な簡易構成
で複雑形状等を測定できることがら広く利用されている
が、その大型化および／または高精度化が要請されるに
至り、ａｍ構造系の変形、特に、水平可動部材の撓みに
よる測定子の位置変動が無視できないものとなってきた
。

従来、かかる技術的問題に関連し、例えば、実公昭４４
−１１４８５号が開示されている。これは、中空構造と
した水平可動部材に略Ｖ字状のばね部材を内装させ、そ
のばね部材の付勢力を変化させて水平可動部材の見掛は
剛性を調整できるよう形成したものである。

しかしながら、前記従来構造は、スライダに対する水平
可動部材の突出した１つの状態における測定子の位置を
ある誤差範囲内にとどめ２るよう調整するものであるか
ら、その状態が少しでも変動すると、その撓みによる誤
差の補償は全く行えないものであった。従って、最大の
撓みを定＋’ｌ的に小さくするものではあるが、かがる
測定機では測定子の少なくとも２以上のポイント間の差
として測定するものであるから、結局測定誤差の解消に
益する効果は低度であった。また、かがる測定機は水平
可動部材または構造全体に歪を生じさせるものであるか
ら、これらによる撓みも加重されて測定子の位置調整が
一層難しいものであった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、水平可動軸部材の突出量に応じて撓み
を補償できる可動軸部材の支持装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
先端側に機能品が設けられ且つ本体に水平軸線方向移動
可能に支持された可動軸部材と、前記本体内で可動軸部
材を垂直軸線の一方向に付勢するため本体と可動軸部材
との間に介装された付勢手段と、この付勢手段の付勢力
に抗して前記可動軸部材を垂直軸線の他方向に強制的に
変位させるための変位手段とを含む可動軸部材の支持装
置であって、前記変位手段は、前記可動軸部材の機能凸
側突出量が大きくなるに従って垂直軸線の他方向変位量
が大きくなるように構成されたもので、これにより、機
能品が設けられた可動軸部材の先端側が本体から突出し
ても、撓み分を補償するために可動軸部材が垂直軸線の
前記他方向に強制的にしかも突出量に応じて変位され、
前記機能品が可動軸部材の突出量にかかわりな（垂直軸
線方向に対してほぼ一定位置になるようにして前記目的
を達成しようとするものである。

〔実施例〕

以下、本発明に係る実施例を図面に基づいて説明する。

ここにおいて各実施例の同一もしくは相当構成部分は同
一符号を付し、説明を省略もしくは簡略にする。

第１図ないし第４図には本発明の第１実施例が示されて
いる。

概略構成を示す第１図および第２図において、ベッド１
上には基台ＩＡが紙面直交方向移動自在に載置され、こ
の基台ＩＡには垂直軸部材２が垂直に立設され、この基
台ＩＡと垂直軸部材２との間には垂直軸倒れ調整捧３が
傾設され、更に、垂直軸部材２にはスライダ１が１７−
ル５を介して垂直軸方向移動可能に設けられ、前記スラ
イダ４には可動軸支持器６が改付けられ、これらベッド
１から支持器６に至る部材を含んで本体７が構成されて
いる。前記支持器６には可動軸部÷オとしてのスピンド
ル８が水平軸線方向移動可能に支持され、この先端８Ａ
には機能品としての測定子９が設けられ、これらのスピ
ンドル８および測定子９と前記本体７とを含んで三次元
測定機が構成されるとともに、測定子９を移動させるこ
とにより被測定物（図示せず）を三次元的に測定できる
ようになっている。

第２図においてｉｎ記支持器６の両端近傍の上部ニハ、
スピンドル８との間に付勢手段としてのばねＩＯが介装
され、このばねＩＯは、前記支持器６内でスピンドル８
を垂直軸線の一方向、すなわち下方側に付勢するように
なっている。前記ばね１０は、第３図および第４図に示
されるように、基端が前記支持器６に固定されたばね受
け１１に当接されるとともに、先端がローラ支持部材１
２に当接され、回転体としてのばね圧接ローラ１３等を
介してスピンドル８を下方に押圧している。

前記ばね圧接ローラ１３は、その両端近傍に大径部１３
Ａを存してスピンドル８と転がり係合するようになって
おり、更に、その両端はローラ支持部材１２に回転自在
に支持されている。前記ローラ支持部材１２は、垂直軸
線と平行になるように取付けられた固定軸１４に垂直方
向移動可能に支持されるとともに、この固定軸１４の上
方に摺動自在取付けられ、且つばねＩＯの先端が当接す
るワッシャ１５を介してばね１０の付勢力をばね圧接ロ
ーラ１３に伝えるようになっている。これにより、前記
支持器６のスピンドル８の先端８Ａ側の、即ち、第４図
に示されるローラ支持部材Ｉ２は、ばね１０の付勢力に
抗して所定距離垂直方向に移動できるようになっている
。

前記スピンドル８の底面即ち垂直軸線方向下面にはそ長
手方向に沿って変位手段としての変位調整板１６が一体
的となるように着脱可能に取付けられ、この変位調整板
１６は、スピンドル８の長手方向の略中夫に適宜な幅を
有するように形成されている。この際、スピンドル８の
先端８Ａにかかる集中荷重をＰ、＠記支持器６の測定子
９側端部からスピンドル８の先端８Ａまでの距離をＸ、
スピンドル８の突出側全長にかかる等分布荷重をＷ、縦
弾性係数をＥ、断面二次モーメントを１とすると撓みδ
は、 で表されるが、前記変位調整板１Ｇは、この撓みδを補
償するようにスピンドル８の先端８Ａ側から距離Ｘの場
合に変位調整板１６の厚さがδとなるよう、即ち、スピ
ンドル８の基端８Ｂ側から先端８Ａ側に向かって肉厚が
薄（なるように構成されている。

前記支持器６の下部内には、スピンドル８を挟んでそれ
ぞれのばね圧接ローラ１３と対向するように軸受１７を
介して摩擦ローラ１８が２つ設けられている。この摩擦
ローラ１８のうち、第３図に示される前記支持器６のス
ピンドル８の１＆＠８Ｂ側のものは、その両端近傍に大
径部１８Ａが設けられ、この大径部１８Ａがスピンドル
８の底面と転がり係合するようになっており、これら両
人径部＋８Ａ間に前記変位調整板１６が挿通されるよう
になっている。一方、第４図に示されるスピンドル８の
先端８Ａ側の摩擦ローラ１８には、その中央部に前記変
位調整板１６と略同様の幅を有する大径部１８Ｂが設け
られるとともに、この大径部１８Ｂは変位調整板１６と
転がり係合するようになっており、スピンドル８が測定
子９側に突出されるに従ってスピンドル８がばね１０の
（−ｆＤ力に抗して垂直軸線の上方向に強制的に変位さ
れ、しかも、スピンドル８の測定子９側突出量が大きく
なるに従って垂直軸線の上方変位量が大きくなり、スピ
ンドル８の先端８Ａは、突出量にかかわらず集中荷重お
よび等分布荷重により撓んでも垂直軸線方向に対し常に
一定となるようになっている。この際、変位調整板１６
の各部位厚さは、摩擦ローラ１８．１８間°の間隔とス
ピンドル８の突出量との関係から生ずるスピンドル８の
傾斜角度による測定子の上昇方向変位分を無視して説明
面単とするが、その間隔と突出量との大きさによっては
これを勘案し、変位３Ｊｉｌ整板１６の厚さを決定すべ
きである。また、スピンドル８の先５ｉ　８　Ａ　（１
，１１の摩擦口・−ラ１８において、その回転軸の一端
は軸受１７を通過して延長され、この一端に送りハンド
ル１９が固定され、この送りハンドル１９を回転させる
ことにスピンド′ル８が水平軸線方向に移動できるよう
になっている。

前記ばね圧接ローラ１３の両端部下方には、スピンドル
８を挾んで対向するようにガイドローラ２０が垂直軸線
方向に設けられた固定軸２１を介して取付けられ、これ
らのガイドローラ２０は、スピンドル８の側面に転がり
係合し、スピンドル８が水平軸線方向に移動しても左右
にずれないようになっている。

このような構成において、第２図中実線で示すスピンド
ル８が測定子９側に対し最も没入した状態から送りハン
ドル１９を回転する等によりスピンドル８を測定子９側
に突出させると、スピンドル８が垂直軸、線の上方向に
変位する。即ち、スピンドル８は、基端８Ｂ近傍の転が
り係合する摩擦ローラ１８の大径部１８Ａ上を移動し、
スピンドル８の下部に取付けられた変位調整板１６は、
先端８Ａ近傍の転がり係合する摩擦ローラ１８の大径６
１ｉ　１８　Ｂ上を移動するが、変位調整板１６のこの
摩耗ローラ１８と当接している部分の厚さは、前記突出
量が大きくなるに従って大きくなるので、前記摩擦ロー
ラの大径部１８Ｂ上を移動するスピンドル８がその上方
に設けられているばねｌＯの付勢力に抗して垂直軸線上
方に強制的に変位される。

この場合、スピンドル８の先＠８Ａには前記支持器６か
ら先端８Ａまでの距離Ｘにより量が変化する撓みδが生
しるが、この撓みδに相当する厚さを変位調整板１６が
前記支持器６の端部で有しているので、前記撓み量を変
位調整板１６で補償でき、第２図中破線で示すようにス
ピンドル８の先端８Ａはスピンドル８が最も没入した状
態と垂直軸線方向に対し同じ高さ位置にある。なお、第
２図中の破線で示されたスピンドル８は、内容を理解し
やすくするために撓んだ状態が大きく示されている。

このような本実施例によれば、スピンドル８の測定子９
側突出量に応じてスピンドル８の先端８Ａの撓みを補償
できる。特に、本実施例では、変位手段を変位調整板１
６とし、更に、この変位調整板１６をスピンドル８の先
＊　８　Ａ側からの距離Ｘの場合に厚さがＸの関数たる
δとして基端８Ｂ側から先端８Ａ側に向かって肉厚が薄
くなるように構成したので、スピンドル８の突出量にか
かわらずスピンドル８の先端８Ａに生じる撓みが連続的
且つ全長に渡って補償される。従って、特定の一点で撓
みを補償している従来例に比し、測定精度の向上を図る
ことができる。その上、本実施例による可動軸部材の支
持装置は、変位手段をスピンドル８の外部に取付けるも
のであるから、水平可動軸部材に略Ｖ字状のばね部材を
内装させた従来例と異なり、スライダ等に歪を生じさせ
ることがなく、この点からしても撓みの完全補償が可能
となる。また、付勢手段をばね１０としたので、可動軸
部材の支持装置自体を簡易なものとすることができる。

更に、ばねｌＯとスピンドル８との間には回転体として
の圧接ローラ１３を設けたので、スピンドル８をスムー
スに水平軸線方向に移動させることができる。その上、
スピンドル８の下方に摩擦ローラ１８を設けたので、こ
の点がらしてもスピンドル８をスムースに移動させるこ
とができ、且つ、その移動を滑りを生じることなく確実
に行うことができる。また、本実施例では変位調整板１
６がスピンドル８に着脱可能に取付けられるようにした
ので、形状の異なる変位調整板１６と取り替えれば、重
量の異なる測定子に変えて測定を行っても、スピンドル
８の先端８Ａに生じる撓みを補償することができて適応
性が拡大される。更にまた、圧接ローラ１３による圧接
歪分もスピンドル８の撓み分と同時に補償される。また
、左右のガイドローラ２０によりスピンドル８は横振れ
することなく、円滑に案内される。

なお、本実施例において、変位調整板１６の形状は、全
長にわたり撓みδに対応したものでなくともよく、複数
の補償点のピッチをｉ！訳し、このピンチ間を直線で結
び多点補償としたものでもよい、これにより、ある精度
範囲に誤差が納るようにピンチを選択すれば、スピンド
ル８の撓みニヨる測定誤差を少なくするとともに、変位
調整板１６の加工を前記実施例より容易にすることがで
きる。その上、変位調整板１６のスピンドル８に対する
取付は角度を調整可能とすれば重量の異な、る測定子を
取り替えて測定する場合に変位調整板１６を交換する必
要がなく能率的である。更にまた、前記実施例では変位
調整板１６がスピンドル８に一体的に取付けられるとし
たが、変位調整板１６はスピンドル８と一体形成される
ものであってもよい。また、ばね１０の付勢力向は垂直
軸線の下方側に限定されるものでなく、他の方向でもよ
く、更に、付勢手段はスピンドル８を押圧するものに限
らず、引っ張るものでもよく、更にまた、変位調整板１
６の取付は位置もスピンドル８の下方に取付けられるも
のに限らず、他の位置でもよく、要するに変位手段がス
ピンドル８の測定子９側に突出されるに従ってスピンド
ル８の変位量が大きくなるものであるならば、ばね１０
の付勢方向、変位調整板１６の取付は位置はいかなる組
合せでもよい。さらに、摩擦ローラ１８のスピンドル８
の基端側と先端側との構造を逆とし、変位調整板１６が
先端側から基端側に向かって薄くなるようにしたもので
もよい。その上、２つの摩擦ローラ１８の位置は固定さ
れるのちに限らず、水平軸線方向にいずれかを変位可能
とすれば変位調整板１６を取り替えなくともスピンドル
８の変位量の倍率を変えることができ、重量の異なる測
定子９に対応できる。更にまた、本発明にかかる可動軸
部材の支持装置は三次元測定機に適用されるものに限ら
ず、二次元測定機、その地回動軸部材を有する各種測定
機にも適用することができる。

第５１１７１ないし第７図には本発明にかかる第２実施
例が示されている。第２実施例は前記第１実施例とは変
位手段としてカム部材を用いていること等が胃なり、他
の構成は第１実施例と略同様である。

第２実施例は、第１実施例で用いた変位調整板をスピン
ドル８に取付けず、前記第１実施例のスピンドル８の先
端８Ａ側摩擦ローラの代わりにカム部材２２を取付け、
スピンドル８の水平軸線方向の移動に伴ってカム部材２
２が回転するようにしたものである。前記カム部材２２
は、スピンドル８が突出するに伴って回転する方向に半
径が大きくなるよう形成され、これによりスピンドル８
を突出させるに従って垂直軸線の上方向にスピンドル８
を変位させるように形成されている。前記カム部材２２
の軸には所定径のタイミングプーリ２３が取付けられ、
スピンドル８と大きな摩擦抵抗で接触し、滑りなく回転
する摩擦ローラ１８の軸には前記プーリ２３の径のｎ分
の１の径のタイミングプーリ２４が取付けられ、これら
のタイミングプーリ２３および２４の間にはタイミング
ヘルド２５が巻回され、前記摩擦ローラ１８がｎ回転す
ることによりカム部材２２が１回転するよう二こなって
いる。この際、カム部材２２はスピンドル８の移動に伴
ってスピンドル８との間に滑りを生しるが、大きな摩擦
を生しないように表面が滑らかに加工されている。

第２実施例では、スピンドル８を突出させると力ｌ、部
材２２がこれに伴って回転し、スピンドル８を垂直軸線
の上方向に変位させる。この変位量はスピンドル８の先
端８Ａに生しる撓み星と相殺されるので、ｍｊ記売先６
ｉ８　Ａはスピンドル８の突出量にかかわらず垂直軸線
方向に対して略一定となる。

このような第２実施例によれば、第１実施例と同様な効
果がある。更に第２実施例では変位手段としてカム部材
２２を用いたので、第１実施例のように変位調整板をス
ピンドル８に取りつける手間が省ける。また、タイミン
グヘルド２５等を用いてカム部材２２の回転を戎速して
いるので、変位量を大きくするためにカム部材２２を大
きく［る必要がなく、且つ、スピンドル８を長く突出さ
せて測定を行うことができる。

なお、第２実施例においてスピンドル８の突出量が小さ
ければ、タイミングプーリ２３および２４、タイミング
ヘルド２５は必ずしも設ける必要はなく、スピンドル８
の移動に伴ってカム部（第２２を自動的に回転させるよ
うにしてもよい。この際、カム部材２２の周面の摩擦抵
抗を人とするか、あるいは、スピンドル８の動きと連動
するモータを用いれば、カム部材２２の動きを確実にで
きる、〔発明の効果］ 前述のような本発明によれば、水平可動軸部材の機能凸
側突出量に応じて先端に生し７る撓みを補償できるとい
う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る第１実施例の概略構成図、第２図
は第１図の一部の拡大図、第３図は第２図中ｍ−ｍ線に
沿った拡大断面図、第４図は第２図中ＩＶ−ＩＶ線に沿
った拡大断面図、第５図は第２実施例の概略構成図、第
６図は第５図中Ｖｌ−ＶＴ線に沿った拡大断面図、第７
図は第５図中■−■線に沿った拡大断面図である。 ７・・・本体、８・・・可動軸部材としてのスピンドル
、８Ａ・・・スピンドルの先端、８Ｂ・・・スピンドル
の基端、９・・・機能品としての測定子、１０・・・付
勢手段としてのばね、１３・・・回転体としてのばね圧
接ローラ、１６．２２・・・変位手段としての変位調整
板およびカム部材。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）先端側に機能品が設けられ且つ本体に水平軸線方
   向移動可能に支持された可動軸部材と、前記本体内で可
   動軸部材を垂直軸線の一方向に付勢するため本体と可動
   軸部材との間に介装された付勢手段と、この付勢手段の
   付勢力に抗して前記可動軸部材を垂直軸線の他方向に強
   制的に変位させるための変位手段と、を含み、この変位
   手段は、前記可動軸部材の機能品側突出量が大きくなる
   に従って垂直軸線の他方向変位量が大きくなるように構
   成されていることを特徴とする可動軸部材の支持装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記付勢手段が
   前記可動軸部材を垂直軸線の下方側に付勢するばねとさ
   れ、前記変位手段が前記可動軸部材に一体的に取付けら
   れその基端側から先端側に向かって肉厚を薄く形成され
   た変位調整板とされていることを特徴とする可動軸部材
   の支持装置。
3. （３）特許請求の範囲第１項において、前記付勢手段が
   前記可動軸部材を垂直軸線の下方側に付勢するばねとさ
   れ、前記変位手段が前記可動軸部材の移動に伴って回転
   するとともに前記本体に支持されたカム部材とされてい
   ることを特徴とする可動軸部材の支持装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
   おいて、前記付勢手段の前記可動軸部材との当接部は、
   可動軸部材と転がり係合するよう可動軸部材と接する位
   置に回転体が設けられていることを特徴とする可動軸部
   材の支持装置。