JPS6220481B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、板ばねから成り立つている４箇の関
節から成り且つこれらの板ばねによつて静止位置
に維持されている４関節系により直線状に導かれ
ている触針と該触針の静止位置からのあらゆる変
位を測定する測定装置とから成り立ち大なる測定
範囲を有する、特に歯車測定のための測長触針に
関する。

特に大なる平歯車のインボリウト曲線の測定お
よびピツチの測定のため、測定精度が良好で大な
る測定範囲を持つている測長触針が必要である。
測定されるべき標準値からの偏差がしばしば数ミ
クロンメーターの値であるけれども、該標準値は
大なる範囲に亘つている。そのことにより測長触
針は特に静力学的理由により、直線状の測定路の
全体に亘つてほぼ一定の測定圧力を持つことを前
提にしている。

硝子製の尺度を有し、上記の要望を満足させて
いる測長触針が公知になつている。この触針の縦
軸は測定路の方向に向けられている。

しかし歯車測定のためには、触針が歯の間に侵
入し、従つて測定方向に対して直角になつている
ことが必要である。この様な配置ではアツベの原
理は当てはまらないから、要望されている測定精
度を得るためには、触針は特に精密に直線状にし
かも安定して導かれそしてそれにもかかわらず摩
擦無く且つ慣性少く導かれなければならない。歯
車測定の際更に困難なことは、触針が正しい位置
に取り付けられていても、触針に作用する測定圧
力は何時も測定方向に作用するとは限らない。例
えば該測定圧力ははすば平歯車の場合に測定方向
からはすばの角度だけ偏向しそして触針案内装置
に付加的な強制的なモーメントを与える。

この様な場合には従来、レバー機構から成り立
ち、例えばドイツ国特許公開第2705787号公報に
示されている平行四辺形の様な系又はドイツ国特
許公開第2364917号公報および同じく第2611476号
公報記載の４関節系が触針案内のために使用さ
れ、その際関節部分は、摩擦をできるだけ少くす
るため、板ばねにより形成されている。この様な
公知の装置は、次に記す著るしい２つの欠点を持
つている。

(a) 関節軸に対して直角な軸のまわりに曲げの力
が加えられた時板ばねは、関節を形成している
狭い範囲から一つの力を示す位置まで曲げら
れ、その結果測定精度が著るしくそこなわれる
ばかりでなく、最終的には板ばねが破壊して了
う。この様な欠点を示す結果は、板ばねの曲げ
角度が大である程強くあらわれる。しかし曲げ
角度は、要望されている大なる測定範囲を小さ
な寸法の装置で達成しようとすれば、充分に小
さくすることはできない。

(b) 板ばねの曲げ角度が大であればそれが元の位
置に戻らうとするモーメントが増加し、そのこ
とは測定触針の付加的装置により、触針が変位
する範囲に亘つて測定圧力の増加が僅かである
という要望を満足させるため、特に補償されな
ければならない。

安定さを増加するために厚い板ばねが用いら
れると、元の位置に戻らうとするモーメントが
更に増加し、そして補償装置と共に、測定の際
に動かされる質量が慣性を大にする。他方触針
が若干箇の板ばね系によつて巾広く支えられて
いるならば、板ばねが伸長した位置の近傍にあ
る時、僅かな製造誤差により個々の板ばねが突
然逆にそり返るということを避けることができ
ない。この様な場合には触針の運動の直線性に
許容し難い偏差が発生する。

本発明の目的は公知になつている板ばね関節の
上記の如き欠点を取り除き、そして歯車測定のた
めの高い精度を持つた測長触針に対する要望を十
分に満足させることである。

上記の目的は次の様にして達成される。即ち
夫々の関節の２つの部材の間に少なくとも１つの
引つ張りばねが配置され、該ばねは静止位置にお
いて曲げられていない板ばねを張力によつて緊張
させ、このため４関節系の部材には引つ張りばね
を掛ける２つの引つ掛け点の保持体が設けられて
おりこれらの引つ掛け点は曲げられていない板ば
ねの面内に位置しそして夫々の関節の関節軸から
反対方向にほぼ等しい距離だけ離れていること、
及び夫々の関節には、ばねの力の方向及び大きさ
を調節するため２つの引つ掛け点の１つの位置を
調節することが出来る装置が設けられていること
により達成される。一見矛盾している様な上記の
処置にもかかわらずその効果は、強制的な大なる
モーメントが作用した場合、板ばねは曲げられる
ことがなく、また同時に、板ばねが静止位置から
変位した時、板ばねが元の位置に戻らうとするモ
ーメントが充分に補償されるということに見出さ
れる。

更に付加的なばねは、如何なる位置にあつても
ばねの中に蓄わえられたエネルギーがほとんど一
定になつている様な寸法を持ち且つ調整がなされ
ている。このことにより、板ばねが最大の変位を
行い、破壊の危険がある時、付加的ばねの力は最
小になつている。しかし付加的なばねはなお板ば
ねに充分強い張力による予備緊張を与えているの
で、該板ばねは、関節軸に対して直角方向に、触
針を保護するため通常最大値を超えない曲げモー
メントが作用した時、圧力によつて変形すること
がない。静止位置に至るまでの予備緊張の増加は
板ばねにより張力として直接受け入れられてい
る。

付加的なばねの有利な配置と引懸けの方法は更
に、触針が板ばねの静止位置を通過して測定範囲
全体を跳躍することなく移動可能でありそして折
返しの誤差が認められないということを実現す
る。

上記と同様な系により、交叉した関節ばねの様
な、触針の別の支承体が、安定しそして一定の測
定圧力を持つ様に形成可能である。本発明の上記
以外の特徴は一つのすぐれた実施例を示す添附図
を用いた次の説明で明らかにされる。

第１図に示されている測長触針は、軸台２およ
び３を有する基板１から成り立つている。これら
の軸台には、軸４および５のまわりに夫々回転可
能な如く振子板６および７が関節止めされてお
り、これらの振子板は等しい長さを持ちそして自
由端は連結部材８により、軸９および１０のまわ
りに関節止めされている。上記の系は一つの４関
節系を示すものであり、該系の横方向の動きは公
知の如く、軸９と１０との間の中央に位置し該軸
に平行に連結部材に固定されている触針１１が、
衝き当て１２および１３の間で矢印１４の方向で
直線上を推移することができるものである。触針
１１の変位は測定装置１５を用いて測定され、該
測定装置は基板１に固定されている。

４箇の関節の夫々は２個の板ばね１６および１
７によつて形成され（第２図）、その際夫々の板
ばねは関節軸１８のまわりの狭い範囲を残して固
く挟み付けられている。２個の板ばねの間で振子
板１９の一部が関節軸１８を超えて延長されてお
りそして貫通孔２０を備え、そのことにより一つ
のブリツジ２１が形成されている。貫通孔２０の
中には保持体２２の腕が突入し、該腕の末端は引
張りばね２４の引懸け点２３のナイフエツジを形
成している。引張りばねの第二の引懸け点２５は
ブリツジ２１に存在し、その際図示の静止位置で
は双方の引懸け点は板ばね１６，１７の長手方向
に位置しそして関節軸１８からほぼ等しい間隔を
隔てて位置している。この様な配置により先づ、
引張りばね２４は板ばね１６および１７に張力を
及ぼし予備緊張させていることが判明する。

ばね機構のその他の作動態様は第３図に示され
ている。この図では本発明による測長触針が、明
瞭に図示するため過大に移動させられ変位した状
態で、基板１に平行な断面内で略図により示され
ており、この際４箇の板ばね関節にはすべて引張
りばね２４が配置されている。これらの関節は上
記断面に直角なそれらの関節軸４，５，９および
１０によつて示されている。引張りばね２４のう
ちの１つはばねの形に対応する記号により、そし
て他の３つの引張りばねは、夫々の引懸け点２３
および２５に作用する２つの力のベクトル２６お
よび２７で示されている。この図から先づ、板ば
ねが変位すると、引張りばねの引懸け点の間隔が
静止状態の場合よりも減少することが特によく判
る。静止位置は板ばねが真直になつている位置で
あり、一点鎖線２８で比較のため示されている。
更に夫々の関節軸のまわりの力のベクトルは、変
位した板ばねが元の位置に戻らうとするモーメン
トと反対向きに作用するモーメントを形成してい
ることが明らかである。

上記の２つのモーメントが相互に打ち消し合う
様にするため、夫々の関節の所に２箇の調整ねじ
２９および３０が設けられており、これらの調整
ねじを用いて引懸け点２３の位置が変位させら
れ、この様にして引張りばね２４は精密に調整さ
れることが可能になつている。実際の場合静止位
置からの変位角３１が双方の変位方向で夫々４゜
を超えない場合には、測定範囲全体に亘り、モー
メントは触針１１に残留した力が僅か0.01Nまで
補償される。本発明による測長触針にとつて特に
重要なことは、この様な元の位置に戻らうとする
モーメントの補償が夫々の関節の所で直接行われ
ることである。何故ならば種々異なる形で測定を
妨害する様な如何なる力も触針部材に作用を及ぼ
さなくなるからである。この様なすぐれた点を持
つているのにもかかわらず本発明の構成は非常に
簡単であり、付加的な摩擦損失も慣性質量も問題
にならない。

本発明の別の有利な形成においては、軸台２又
は３又は双方の軸台に機構３２が設けられ、該機
構により夫々の引懸け点２３ａが微妙な感覚によ
り矢印３３の方向に推移可能になつており、この
様にして触針を測定面、例えば歯元の面に接触さ
せる時望み通りの測定圧力で接触することが可能
である。この測定圧力は、付加的なばねの板ばね
に対するモーメント零点を移動させた結果として
のモーメントの差によつて発生したものである。
このモーメントの差は測定範囲全体に亘つて一定
であり、従つて触針の所の測定圧力の変動は移動
前と同様に僅かなものである。この機構３２によ
り測定圧力の方向を逆にすることも可能である。
即ち、引懸け点２３が出発点に戻されそれから反
対の方向に推移させられると、触針は反対側の歯
元の面に接触する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による測長触針の斜視図、第２
図は板ばね関節部分の拡大斜視図、第３図は本発
明によるばね機構を有する４関節系の略図的表現
である。図において、 ４，５，９，１０，１８…関節軸、１６，１７
…板ばね、２４…引張りばねである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 板ばねから成り立つている４個の関節から成
   り且つこれらの板ばねによつて静止位置に維持さ
   れている４関節系により直線状に導かれている触
   針と該触針の静止位置からのあらゆる変位を測定
   する測定装置とから成り立ち大なる測定範囲を有
   する、特に歯車測定のための測長触針において、
   夫々の関節の２つの部材の間に少なくとも１つの
   引つ張りばねが配置され、該ばねは静止位置にお
   いて曲げられていない板ばねを張力によつて緊張
   させ、このため４関節系の部材には引つ張りばね
   を掛ける２つの引つ掛け点の保持体が設けられて
   おりこれらの引つ掛け点は曲げられていない板ば
   ねの面内に位置しそして夫々の関節の関節軸から
   反対方向にほぼ等しい距離だけ離れていること、
   及び夫々の関節には、ばねの力の方向及び大きさ
   を調節するため２つの引つ掛け点の１つの位置を
   調節することが出来る装置が設けられていること
   を特徴とする測長触針。