三次元測定探触体
【課題】 位置決め誤差のおそれなしに位置決めを実施することができる、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提供する。
【解決手段】 固定部品（２５０）と、固定部品に対して第１軸の周囲を回転可能である可動部品（２１０）と、可動部品の回転を禁止する固定位置に、軸方向の弾性手段と、固定部品と可動部品との間に６つの接触点を画定している割出部品と、固定部品から可動部品を解除することにより、第１軸の周囲で可動部品が回転することを可能にするための、弾性手段に対抗しているアクチュエータとを含み、可動部品が、固定位置にあるときには、６つの接触点と弾性手段との接続を除いて、固定部品と可動部品との間に、接触箇所が存在しない。
【解決手段】 固定部品（２５０）と、固定部品に対して第１軸の周囲を回転可能である可動部品（２１０）と、可動部品の回転を禁止する固定位置に、軸方向の弾性手段と、固定部品と可動部品との間に６つの接触点を画定している割出部品と、固定部品から可動部品を解除することにより、第１軸の周囲で可動部品が回転することを可能にするための、弾性手段に対抗しているアクチュエータとを含み、可動部品が、固定位置にあるときには、６つの接触点と弾性手段との接続を除いて、固定部品と可動部品との間に、接触箇所が存在しない。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数方向に沿って空間内で方向付けることができるトリガ付探触子に関するものである。
この探触子は、より詳細には、加工品または仕掛かり品の三次元測定のために、手動もしくは自動測定機械に、または、例えばフライス盤のような工作機械に使用するためのものであるが、それに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
トリガ付探触子は、機械部品の寸法または表面の正確な検査のために、それに限定されないが、機械部品の生産ライン上で広く用いられる測定器具である。
トリガ付探触子はまた、複雑な形状の部品を三次元で測定することにより、それらを複製したり、またはモデル化したりするためにも用いられる。
【０００３】
一般的に、トリガ付探触子は、測定機械または工作機械に固定するための固定部品と、測定対象物に接触させるための可動接触ロッドとを含み、該可動接触ロッドは、細長いロッドの先端にボールを一つ取り付けたものである。
【０００４】
たいていの用途分野において、トリガ付探触子は、例えば機械の軸上に配置された位置エンコーダなどの手動または自動測定システムを用いて、その位置を空間内で正確に求めることができる機械の可動アームに固定される。
可動アームは、空間内を移動して、探触子の接触ロッドを測定対象物または被測定表面に接触させる。
接触の際に、偏向力が接触ロッドに加わり、接触ロッドをその初期の静止位置から動かす。
接触ロッドが少しでも動くと、センサーが反応して電気信号を発生する。
該電気信号は、光信号の形で使用者に送られるか、機械の制御ソフトウェアに送られ、そこで測定システムのデータを用いて所与の座標系における接触点の座標を決定する。
このために、先行技術では、電気機械式センサーもしくは光学センサー、またはさまざまな原理に基づく移動センサー、例えば、歪みゲージを含んだセンサーが用いられる。
【０００５】
三次元トリガ付探触子の場合、接触ロッドと探触子の固定部品との接続は、通常Ｂｏｙｓの結合原理にしたがって、例えば、固定機構と接触ロッドとの間に６つの接触点を画定するように、６つのボールの上に置かれた３本の円筒状ピンによって実現される。
しかしながら、二次元および一次元探触子も知られている。
【０００６】
くぼみと隆起のある、複雑な形状の部品を測定するために探触子を用いるとき、探触子の固定部品または接触ロッドが測定対象物の部品と衝突することなしに、接触ロッドを測定対象物の表面全体と接触させることは困難または不可能である。
この不都合を解消するために、接触ロッドを空間内の複数の方向に向けることを可能にする探触子が知られている。
可能な方向全体を扱うために、一般的に二つの独立した回転軸が必要である。
このタイプの一つの探触子が、欧州特許出願公開第０３９２６６０号明細書に記載されている。
【０００７】
好適には、回転軸は、十分に多数ではあるが有限個の、正確に再現可能な所定の静止位置を備えているという意味で、割り出されることが望ましい。
この配置のおかげで、接触ロッドの方向を変えるたびに、測定機械を再度調整する必要がなくなる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０３９２６６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
測定の間、上述の先行技術の探触子の方向付けを可能にする軸は、所定の割出位置の一つに固定される。
探触子の異なる方向付けが要求されるとき、操作員は、このために備えられたノブまたはレバーを操作して軸を手動で解除し、必要に応じて探触子を方向付けするが、初期の固定位置にノブまたはレバーを再度位置付けることによって、軸を再びロックしなければならない。
これらの操作は、例えば、第２軸の位置決めの際に、第１軸が不意に動いた結果、位置決めの誤差を招く可能性がある。
【０００９】
上述の探触子のもう一つの短所は、ロックおよび解除作業には固定用ノブに外部トルクを加える必要があり、その外部トルクが探触子とその支えによって測定機械の可動アームに伝達されることである。
このトルクは、探触子の支えに機械的応力を引き起こし、探触子全体を動かすおそれがある。
この不都合を回避するために、操作員は固定用ノブを操作するときに探触子が動かないように保持しなければならず、そのため片手での操作が困難または不可能になる。
【００１０】
本発明の一つの目的は、位置決め誤差のおそれなしに信頼できる仕方で位置決めを実施することができる、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提案することである。
【００１１】
本発明のもう一つの目的は、先行技術の制限のないトリガ付探触子を提案することである。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、先行技術の探触子よりも操作が簡単な、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、これらの目的は独立請求項の対象である装置によって達成され、引用請求項は本発明の随意の特徴を示している。
【００１４】
すなわち、本発明の課題を解決するための手段は、添付図面の番号を参照すると、次のとおりである。
【００１５】
第１に、
測定装置に対して測定探触体（３０）を方向付けるための配向自在なトリガ付探触子（２０）であって、
固定部品（２５０）と、
固定部品（２５０）に対して第１軸（２１１）の周囲を回転可能である、固定部品（２５０）に接続された可動部品（２１０）と、
可動部品（２１０）の回転を禁止する固定位置に、可動部品（２１０）を維持するための、軸方向の弾性手段（２３５）と、
可動部品（２１０）が固定位置にあるときに、可動部品（２１０）の所定の再現可能な複数の角度位置を画定するための、固定部品（２５０）と可動部品（２１０）との間に６つの接触点を画定している割出部品（２５６、２１７）と、
固定部品（２５０）から可動部品（２１０）を解除することにより、第１軸（２１１）の周囲で可動部品（２１０）が回転することを可能にするための、弾性手段に対抗しているアクチュエータ（３００）とを含んでおり、
前記可動部品（２１０）が、固定位置にあるときに、６つの接触点と弾性手段との接続を除いて、固定部品（２５０）と可動部品（２１０）との間に、接触箇所が存在しないことを特徴とする、トリガ付探触子。
第２に、
前記固定部品（２５０）が、測定探触体（３０）を測定装置に固定するための支持ロッド（２５１）を含み、
前記弾性手段が、支持ロッド（２５１）の内部空間内に軸方向に配置され、かつ、第１軸（２１１）と芯出しされたロッド（２１９）によって可動部品（２１０）に接続されている円筒状のバネを含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第３に、
前記固定部品（２５０）に対して前記可動部品（２１０）を回転させるために、固定部品（２５０）と可動部品（２１０）との間に、軸受（３１３）を介在させたことを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第４に、
前記アクチュエータ（３００）が、前記可動部品（２１０）と一体化しており、
可動部品（２１０）が固定位置にあるとき、固定部品（２５０）からアクチュエータ（３００）を復帰させるために、少なくとも一つの復帰装置（３３６）を含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第５に、
前記可動部品（２１０）に対して第２可動部品（２２０）を回転させるための第２軸（２１２）によって、可動部品（２１０）に接続された、第２可動部品（２２０）と、
第２可動部品（２２０）の回転を禁止する固定位置に第２可動部品（２２０）を維持するための、前記弾性手段とは独立して作動可能な第２弾性手段（２２５）とを含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第６に、
前記可動部品（２１０）および／または前記第２可動部品（２２０）の解除が、第１軸（２１１）または第２軸（２１２）の方向への移動によって実施されることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第７に、
前記第２可動部品（２２０）に固定された測定探触体（３０）を含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第８に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、アクチュエータ（３００）または第２アクチュエータ（４００）にかけられた、ほぼ対称で対抗する二つの外力の作用によって、可動部品（２１０）または第２可動部品（２２０）を解除することを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第９に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、アクチュエータ（３００）または第２アクチュエータ（４００）にかけられた外力のトルクの作用によって、可動部品（２１０）または第２可動部品（２２０）を回転駆動することを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１０に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、対称で対抗する二つの外力が停止すると、その作用を停止するようになっていることを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１１に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、可動部品（２１０）または第２可動部品（２２０）を解除するのに必要な力の強さを減じるために、減速機構を含んでいることを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１２に、
前記二つの外力が、第１軸（２１１）に対してほぼ垂直な方向を有し、前記二つの外力を受けるのが、第１軸（２１１）に対して直径方向に対抗する位置で前記探触子に配置された、少なくとも二つのボタンによるものであることを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１３に、
前記可動部品（２１０）または前記第２可動部品（２２０）の角度位置を示すための、一つまたは複数の窓を含んでいることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第１４に、
前記可動部品（２１０）に対するアクチュエータ（３００）の作用が、可動部品（２１０）に対して弾性手段によってかけられた力にほぼ軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第１５に、
前記第２可動部品（２２０）に対する第２アクチュエータ（４００）の作用が、前記第２可動部品（２２０）に対して前記第２弾性手段（２２５）によってかけられた力にほぼ軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、位置決め誤差のおそれなしに信頼できる仕方で位置決めを実施することができる、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるトリガ付探触子の一つの実施態様の斜視図である。
【図２】図１に示した本発明によるトリガ付探触子の縦断面図である。
【図３】図１に示した本発明によるトリガ付探触子から第２水平軸を解除するのに用いられる、割出および減速機構を有するアクチュエータの正面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータの位置をずらして見た正面図である。
【図５】図５は、固定部品の斜視図である。
【図６】図１のトリガ付探触子の軸の周囲の可動部品を示す斜視図である。
【図７】図１のトリガ付探触子から軸を解除するのに用いられる、割出および減速機構を有するアクチュエータの正面図である。機構を有するアクチュエータの斜視図である。
【図８】トリガ付探触子の組立の一過程における、割出および減速機構を有するアクチュエータと測定探触体の斜視図である。
【図９】ロック位置での図１のトリガ付探触子の縦断面図である。
【図１０】解除位置での図１のトリガ付探触子の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
２０ トリガ付探触子
３０ 接触ロッド
４１ 窓
４７ スケール
５０ パイロットランプ
２１０ 可動部品
２１１ 第１軸
２１２ 第２軸
２１４ ロッド
２１７ 割出部品
２１８ ネジ
２１９ ロッド
２２０ 第２可動部品
２２５ 圧縮バネ
２２６ 割出ボール
２３５ 円筒状バネ
２５０ 固定部品
２５１ 支持ロッド
２５６ ボール
３００ アクチュエータ
３０４ 旋回軸
３０６ レバー
３０７ ローラ
３１０ 押ボタン
３１３ 軸受
３１４ 支持リング
３３０ 環状保護膜
３３６ 戻バネ
４００ 第２アクチュエータ
４１０ ボタン
４１１ ボタン
４３０ レバー
４４０ アーム
４５０ レバー
４６０ ロッド
４６１ ピン
４７０ 部品
４７５ 第２バネ
【実施例】
【００１９】
本発明は、付属の図面を参照して、例として挙げられた、下記の説明を読むことによっていっそう明らかになるものである。
【００２０】
図１に示した本発明の第１実施態様は、固定部品２５０を含むトリガ付探触子２０であり、該固定部品２５０は、支持ロッドであるネジ付ロッド２５１または別の既知の固定手段によって測定機械の可動アームに固定するためのものである。
固定部品２５０の詳細は、図５に示されている。
【００２１】
固定部品２５０は、下面に割出部品としてのボール２５６を有しており、該ボール２５６は円周に沿って規則的に配置され、かつ部分的に下方に突出している。
ボール２５６は、後述のごとく、探触子２０の第１軸２１１に対して割り出され、１５度で離隔された、２４の位置を画定している。
割り出し位置の所望の数にしたがって、異なる数のボールを用いてよいことは明らかである。
【００２２】
用途に応じて、本発明の探触子２０は、空間内の任意の方向で用いることができる。
便宜上、図２を参照して、探触子２０の幾何的軸に相当する、探触子の第１回転軸である第１軸２１１を指すのに「垂直」という用語を、それに直交する第２軸回転軸である第２軸２１２を指すのに「水平」という用語を今後用いることにする。
これらの用語は、図において用いられる図示方向、とくに２本の第１軸２１１および第２軸２１２が示されている図２において用いられる図示方向を指すものとする。
【００２３】
便宜上、探触子の２本の軸とさまざまな部品とを、今後「第１」と「第２」という用語で指すものとする。
しかしながら、これらの用語を本発明が二つの軸を備えた装置に限定されるという意味で理解してはならず、本発明は、１本、３本または任意の数の回転軸を備えた探触子も含むものである。
さらに、「第１」と「第２」という用語は、部品間のなんらかの順序または従属関係を意味するものではなく、本発明の装置の部品を区別するための単なる指標としてここで用いられるものである。
【００２４】
図６および図８に示した、可動部品２１０は、その上面に３本の円筒状ピンによる割出部品２１７を具備している。
図９に示す、弾性手段としての円筒状バネ２３５は、ロッド２１９によって、可動部品２１０を固定部品２５０に対して引き寄せている。
この状況において、割出部品２１７のそれぞれは、ボール２５６の二つに押し付けられており、これにより生じた６つの接触点が、正確かつ再現可能な仕方で固定部品２５０と可動部品２１０との相対的な位置を決定している。
【００２５】
固定部品２５０は回転対称であるため、可動部品２１０は、探触子の幾何的軸に相当する、第１軸２１１の周囲に、相互に１５度で離隔された、２４の割り出し位置を取ることができる。
他の同等の配置によって、例えば、ボールを可動部品に配置し、ピンを固定部品に配置することによっても、もしくはピンまたはボールの球状または円筒状の表面を斜面に代えることによっても、またはさらにそれぞれがボールの一つと一つの接触点しか持たない６本の円筒状ピンを用いても、同じ結果を得ることができるだろう。
円筒状バネ２３５を、同等の弾性手段、例えば、板バネあるいは弾性合成材料で製作された部品に代えることもできるだろう。
【００２６】
図７、図８、図９ならびに図１０に示した解除機構であるアクチュエータ３００は、第１軸２１１の周囲での可動部品２１０の回転を可能にする。
アクチュエータ３００は、４つのレバー３０６を備え、該レバーは、図７に示した、４つの押ボタン３１０と４つのローラ３０７によって駆動される。
【００２７】
対向する二つの押ボタン３１０を押すと、レバー３０６は、旋回軸３０４の周囲を回転し、図９のロック位置を解除して、図１０に示したような、ほぼ垂直の位置を取るまでになるのであり、図１０は、解除位置にある第１軸２１１の割り出し機構を示すものである。
【００２８】
解除位置において、ローラ３０７は、支持リング３１４を押し、玉軸受である軸受３１３によって、可動部品２１０から固定部品２５０を軸方向に離隔する。
離隔位置において、図９および図１０に示したボール２５６は、割出部品２１７に触れることなしにピンの上を越え、第１軸２１１の周囲の回転が可能になる。
【００２９】
ボール２５６に対する割出部品２１７の押し付け力は、測定の間に可動部品２１０が不意に動くのを防止するために十分な程度大きい必要がある。
この特定の実施態様において、割出バネである円筒状バネ２３５を、例えば、およそ３０Ｎの全押し付け力に、すなわち６つの接触点のそれぞれについて約１０Ｎに現寸決定するのだが、なぜなら押し付けは軸に対して６０度で実施されるからである。
【００３０】
３０Ｎの力を押ボタン３１０に直接かけることは困難であろう。
この理由のために、レバー３０６の寸法と、旋回軸３０４の位置は、押ボタン３１０にかかる放射状方向の力と円筒状バネ２３５の弾性に対抗する軸方向の力との間に十分な減速比を与えるように選択される。
例えば、１：２の減速比は、押ボタン３１０にかかる操作力が約１５Ｎであること、すなわち、およそ１．５Ｋｇｆであることを意味し、この力は、使用者がたいした困難なしにかけることができるものである。
押ボタン３１０の行程は、この減速比で、数ミリメートルに抑えられる。
【００３１】
上述の数値は、説明した実施態様にとくに適した例として解釈しなければならない。
状況に応じて、例えば、探触子の質量と寸法に応じて、異なる値を選択することも可能であろう。
【００３２】
第１軸２１１の周囲の可動部品２１０の解除を確実に行うためには、対抗する二つの押ボタン３１０を同時に操作することが必要である。
このようにして、探触子にかけられたこれらの外力はほぼ対抗し、第１軸２１１に対して垂直であり、合成力と合成トルクはほぼゼロであり、探触子の一切の予想外の運動が防止される。
【００３３】
押ボタン３１０が放射状方向に沿って押されている間、操作員は接線方向に同じボタンを操作して、第１軸２１１の周囲で可動部品２１０を回転させることができる。
この操作は直感的なものであり、片手の２本の指で実現できる。
この条件において、ボール２５６と割出部品２１７との間の離隔は、割出表面の一切の接触や摩擦を防止するのに十分な程度あり、それによって割出位置での位置決めの正確さが守られる。
したがって、探触子の解除から回転に移行し、ついで探触子を再度ロックするために押ボタン３１０を緩める必要はない。
【００３４】
減速比と使用する材料の摩擦係数は、アクチュエータ３００が逆転可能で、押ボタン３１０への圧力が除かれると、可動部品２１０が自然に割出位置に復帰するように選択され、それによって自由位置で不意に使用されることが防止される。
【００３５】
アクチュエータ３００によって発生する、固定部品２５０と可動部品２１０との間の離隔力は、自由位置での摩擦のない回転を確実に行うように、割出バネである円筒状バネ２３５によってかけられロッド２１４およびロッド２１９によって伝達される力にほぼ軸合わせされ、かつ対抗している。
【００３６】
有利には、例えば、スラスト玉軸受などの軸受３１３を、第１軸２１１の周囲での回転の際の摩擦を減じるように、固定部品２５０と可動部品２１０との間に導入する。
例えば、玉軸受またはころ軸受などの、別のタイプの軸受もスラスト玉軸受の代わりに用いることができるだろう。
【００３７】
図９に示す、ロック位置において、ローラ３０７は、復帰装置である戻バネ３３６によって、支持リング３１４から離されている。
わずかな遊び（図示せず）がローラ３０７と支持リング３１４との間に存在するが、これは空間内の探触子の方向にかかわらず存在する。
【００３８】
このようにして、静止位置で、ボール２５６と割出部品２１７との間の６つの接触点だけが、割出バネである円筒状バネ２３５の作用に対する反作用を構成する。
正確さにとっては当然マイナスになるような何らかの応力を生じる可能性のある、他の一切の部品は、固定部品２５０と可動部品２１０との間で接触したままにならない。
【００３９】
他方で、割出バネの力は、正確に前記６つの接触点の重心に、かつ第１軸２１１に対応して、ロッド２１４およびロッド２１９によってかけられ、最適な押し付けを確実に行うようになっている。
【００４０】
割出バネである円筒状バネ２３５は、支持ロッド２５１の内部に好適には収納されることで、きわめて長く、したがって、ばね定数の低いバネが使えるようになっており、それによって作業工程全体にわたって一定の牽引力が保証される。
割り出し力は、ロッド２１４の末端のネジ２１８の使用によって、または別の同等の手段によって、容易に調節することができる。
例えば、キャップを開けるだけで、探触子を分解することなしに、外部から容易に、ネジ２１８に手が届く。
【００４１】
可動部品２１０は、第１軸２１１に垂直な回転軸である第２軸２１２の周囲を回転することができるようになっている、第２可動部品２２０に接続されており、該可動部品２２０には、図２に示すごとく、既知のタイプの測定探触体としての接触ロッド３０が固定されている。
【００４２】
第２可動部品２２０は、第２弾性手段としての圧縮バネ２２５によって、第２軸２１２により画定された軸方向に、可動部品２１０に対して押し付けられる。
割出ボール２２６のクラウンが、第２可動部品２２０の垂直面の上に実現され、可動部品２１０の隣接する面に配置された３本の円筒状ピン（図示せず）と相互作用することで、可動部品２１０の回転について先に説明したのと同様に、正確に再現可能な所定の数の割出位置を画定する。
【００４３】
可能な変形例において、それぞれが一つの接触点しか持たない六本の円筒状ピンを用いることができる。
【００４４】
第２可動部品２２０の解除回転システムである第２アクチュエータ４００は、図３および図４に示されている。
解除は、二つのボタン４１０およびボタン４１１を押すことで実施される。
ボタン４１０にかけられた軸方向の力は、部品４７０の周囲を軸方向に摺動することができ、２本のレバー４３０およびレバー４５０、ならびに水平方向のアーム４４０によって伝達され、倍増され、ピン４６１およびロッド４６０によって圧縮バネ２２５にかけられて、圧縮バネ２２５を圧縮するようになっており、それによって第２可動部品２２０と可動部品２１０との間の接触力がなくなる。
この実施態様において、可動部品２１０の場合のように、例えば、１：２の操作力の減速比を得るように、レバー４３０、レバー４５０のアームの寸法を選択する。
ボタン４１０と部品４７０との間に位置する、第２バネ４７５は、第２可動部品２２０を図２では右に向かって軸方向に押して、その回転を可能にする。
【００４５】
ボタン４１０を押すと、第２可動部品２２０は図２の右に移動するため、ピンと割出ボール２２６はもはや接触し合うことはなく、第２可動部品２２０は第２軸２１２の周囲を回転することができる。
回転は、図示されていないピンによって部品４７０に角度が一体化された、ボタン４１０を介して操作員によって行われる。
【００４６】
ボタン４１０に対向するボタン４１１は、ボタン４１０にかかる力に対抗する力をかけるために指に受面を提供することと、２本の指で第２可動部品２２０の回転を容易にすることの二重の役割がある。
ボタン４１１は、実際、第２可動部品２２０と角度が一体化され、それと共に回転駆動される。
ほぼ対抗する二つの力を用いることによって、探触子の支えに応力を伝達して探触子全体を動かすことを防止する。
【００４７】
ロッド４６０を介した、第２可動部品２２０に対するボタン４１０の作用は、圧縮バネ２２５によってかかる力にほぼ軸合わせされ、かつ対抗しているので、停止のない、直進運動が保証される。
【００４８】
接触ロッド３０によって発生した電気信号は、発光ダイオードによるパイロットランプ５０（図１参照）によって発せられた光信号の形で使用者に送られるか、または機械の制御ソフトウェアに送られ、そこで測定システムのデータを用いて、所与の座標系における接触点の座標を決定する。
【００４９】
第２可動部品２２０は、この実施態様において、９０度の全角度に対して、相互に１５度で離隔された７つの割出位置を取ることができる。
この角度は、可動部品２１０について可能な３６０度の回転と組み合わせて、半空間内に均一に配分された一定数の方向に接触ロッド３０を向けることを可能にする。
しかしながら、一般的な数の割出位置とそれらの相互間の任意の離隔とをもって、本発明の装置を実現することも可能である。
【００５０】
次に図１０を参照しつつ説明すると、押ボタン３１０は、ゴム製またはエラストマ製の環状保護膜３３０に囲まれており、この膜の役割は、内部の機構を汚れや埃から保護するだけでなく、操作員の手の熱が内部の割出機構に伝達されないようにもすることである。
熱伝導は、割り出しの精度に悪影響を及ぼすことがある。
同じ目的のために、第２軸２１２の回転および解除に用いられる、ボタン４１０およびボタン４１１も、好適には断熱特性の優れた合成材料で実現することが望ましい。
【００５１】
図１および図８に示すごとく、固定部品２５０に窓４１が備えられていることにより、可動部品２１０に刻印または印刷されたスケール４７上の、第１軸２１１に対する相対的回転角を読み取ることができるようになっている。
【００５２】
第２軸２１２に対する相対的回転角は、ボタン４１１の外部クラウンに開けられた二つの窓で読み取ることができる。
探触子の可能なあらゆる方向で、最適な見やすさを可能にするために、この場合少なくとも二つの窓が必要である。
【００５３】
接触ロッド３０は、測定対象物の表面に少しでも接触すると反応し、電気パルスを発生する。
パルスは、測定機械の制御装置と接続するために、図示していない電子処理回路およびコネクタを介して、パイロットランプ５０に伝達される。
この実施態様において、パイロットランプは発光ダイオードを含んでいるが、例えば、シート状または糸状の電気発光部品のような、代案として既知の他の発光材を含むこともできる。
発光ダイオードには光の光学拡散器がかぶせられていることにより、発せられた光を広い観察角度範囲で知覚できるようになっている。
【００５４】
本発明の一つの代替実施態様において、パイロットランプ５０を、考えられるそれぞれの観察角度から少なくとも一つのランプが見えるように、探触子の異なる場所に配置された、複数個のランプに代えることができる。
【００５５】
本発明の装置のもう一つの変形例において、パイロットランプ５０は一つまたは複数の光の導体を含んでいて、探触子の表面の異なる場所から一つまたは複数の光源によって発生した光を発することで、光表示が考えられるそれぞれの観察角度から見えるようになっている。
【００５６】
本発明はまた、軸の回転および解除が、例えば、モーターおよび／または電気ソレノイドなどの自動アクチュエータによって作動される実施態様も含んでいる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数方向に沿って空間内で方向付けることができるトリガ付探触子に関するものである。
この探触子は、より詳細には、加工品または仕掛かり品の三次元測定のために、手動もしくは自動測定機械に、または、例えばフライス盤のような工作機械に使用するためのものであるが、それに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
トリガ付探触子は、機械部品の寸法または表面の正確な検査のために、それに限定されないが、機械部品の生産ライン上で広く用いられる測定器具である。
トリガ付探触子はまた、複雑な形状の部品を三次元で測定することにより、それらを複製したり、またはモデル化したりするためにも用いられる。
【０００３】
一般的に、トリガ付探触子は、測定機械または工作機械に固定するための固定部品と、測定対象物に接触させるための可動接触ロッドとを含み、該可動接触ロッドは、細長いロッドの先端にボールを一つ取り付けたものである。
【０００４】
たいていの用途分野において、トリガ付探触子は、例えば機械の軸上に配置された位置エンコーダなどの手動または自動測定システムを用いて、その位置を空間内で正確に求めることができる機械の可動アームに固定される。
可動アームは、空間内を移動して、探触子の接触ロッドを測定対象物または被測定表面に接触させる。
接触の際に、偏向力が接触ロッドに加わり、接触ロッドをその初期の静止位置から動かす。
接触ロッドが少しでも動くと、センサーが反応して電気信号を発生する。
該電気信号は、光信号の形で使用者に送られるか、機械の制御ソフトウェアに送られ、そこで測定システムのデータを用いて所与の座標系における接触点の座標を決定する。
このために、先行技術では、電気機械式センサーもしくは光学センサー、またはさまざまな原理に基づく移動センサー、例えば、歪みゲージを含んだセンサーが用いられる。
【０００５】
三次元トリガ付探触子の場合、接触ロッドと探触子の固定部品との接続は、通常Ｂｏｙｓの結合原理にしたがって、例えば、固定機構と接触ロッドとの間に６つの接触点を画定するように、６つのボールの上に置かれた３本の円筒状ピンによって実現される。
しかしながら、二次元および一次元探触子も知られている。
【０００６】
くぼみと隆起のある、複雑な形状の部品を測定するために探触子を用いるとき、探触子の固定部品または接触ロッドが測定対象物の部品と衝突することなしに、接触ロッドを測定対象物の表面全体と接触させることは困難または不可能である。
この不都合を解消するために、接触ロッドを空間内の複数の方向に向けることを可能にする探触子が知られている。
可能な方向全体を扱うために、一般的に二つの独立した回転軸が必要である。
このタイプの一つの探触子が、欧州特許出願公開第０３９２６６０号明細書に記載されている。
【０００７】
好適には、回転軸は、十分に多数ではあるが有限個の、正確に再現可能な所定の静止位置を備えているという意味で、割り出されることが望ましい。
この配置のおかげで、接触ロッドの方向を変えるたびに、測定機械を再度調整する必要がなくなる。
【特許文献１】欧州特許出願公開第０３９２６６０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
測定の間、上述の先行技術の探触子の方向付けを可能にする軸は、所定の割出位置の一つに固定される。
探触子の異なる方向付けが要求されるとき、操作員は、このために備えられたノブまたはレバーを操作して軸を手動で解除し、必要に応じて探触子を方向付けするが、初期の固定位置にノブまたはレバーを再度位置付けることによって、軸を再びロックしなければならない。
これらの操作は、例えば、第２軸の位置決めの際に、第１軸が不意に動いた結果、位置決めの誤差を招く可能性がある。
【０００９】
上述の探触子のもう一つの短所は、ロックおよび解除作業には固定用ノブに外部トルクを加える必要があり、その外部トルクが探触子とその支えによって測定機械の可動アームに伝達されることである。
このトルクは、探触子の支えに機械的応力を引き起こし、探触子全体を動かすおそれがある。
この不都合を回避するために、操作員は固定用ノブを操作するときに探触子が動かないように保持しなければならず、そのため片手での操作が困難または不可能になる。
【００１０】
本発明の一つの目的は、位置決め誤差のおそれなしに信頼できる仕方で位置決めを実施することができる、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提案することである。
【００１１】
本発明のもう一つの目的は、先行技術の制限のないトリガ付探触子を提案することである。
【００１２】
本発明のもう一つの目的は、先行技術の探触子よりも操作が簡単な、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明によれば、これらの目的は独立請求項の対象である装置によって達成され、引用請求項は本発明の随意の特徴を示している。
【００１４】
すなわち、本発明の課題を解決するための手段は、添付図面の番号を参照すると、次のとおりである。
【００１５】
第１に、
測定装置に対して測定探触体（３０）を方向付けるための配向自在なトリガ付探触子（２０）であって、
固定部品（２５０）と、
固定部品（２５０）に対して第１軸（２１１）の周囲を回転可能である、固定部品（２５０）に接続された可動部品（２１０）と、
可動部品（２１０）の回転を禁止する固定位置に、可動部品（２１０）を維持するための、軸方向の弾性手段（２３５）と、
可動部品（２１０）が固定位置にあるときに、可動部品（２１０）の所定の再現可能な複数の角度位置を画定するための、固定部品（２５０）と可動部品（２１０）との間に６つの接触点を画定している割出部品（２５６、２１７）と、
固定部品（２５０）から可動部品（２１０）を解除することにより、第１軸（２１１）の周囲で可動部品（２１０）が回転することを可能にするための、弾性手段に対抗しているアクチュエータ（３００）とを含んでおり、
前記可動部品（２１０）が、固定位置にあるときに、６つの接触点と弾性手段との接続を除いて、固定部品（２５０）と可動部品（２１０）との間に、接触箇所が存在しないことを特徴とする、トリガ付探触子。
第２に、
前記固定部品（２５０）が、測定探触体（３０）を測定装置に固定するための支持ロッド（２５１）を含み、
前記弾性手段が、支持ロッド（２５１）の内部空間内に軸方向に配置され、かつ、第１軸（２１１）と芯出しされたロッド（２１９）によって可動部品（２１０）に接続されている円筒状のバネを含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第３に、
前記固定部品（２５０）に対して前記可動部品（２１０）を回転させるために、固定部品（２５０）と可動部品（２１０）との間に、軸受（３１３）を介在させたことを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第４に、
前記アクチュエータ（３００）が、前記可動部品（２１０）と一体化しており、
可動部品（２１０）が固定位置にあるとき、固定部品（２５０）からアクチュエータ（３００）を復帰させるために、少なくとも一つの復帰装置（３３６）を含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第５に、
前記可動部品（２１０）に対して第２可動部品（２２０）を回転させるための第２軸（２１２）によって、可動部品（２１０）に接続された、第２可動部品（２２０）と、
第２可動部品（２２０）の回転を禁止する固定位置に第２可動部品（２２０）を維持するための、前記弾性手段とは独立して作動可能な第２弾性手段（２２５）とを含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第６に、
前記可動部品（２１０）および／または前記第２可動部品（２２０）の解除が、第１軸（２１１）または第２軸（２１２）の方向への移動によって実施されることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第７に、
前記第２可動部品（２２０）に固定された測定探触体（３０）を含んでいることを特徴とする、上記第１に記載の探触子。
第８に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、アクチュエータ（３００）または第２アクチュエータ（４００）にかけられた、ほぼ対称で対抗する二つの外力の作用によって、可動部品（２１０）または第２可動部品（２２０）を解除することを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第９に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、アクチュエータ（３００）または第２アクチュエータ（４００）にかけられた外力のトルクの作用によって、可動部品（２１０）または第２可動部品（２２０）を回転駆動することを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１０に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、対称で対抗する二つの外力が停止すると、その作用を停止するようになっていることを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１１に、
アクチュエータ（３００）および／または第２アクチュエータ（４００）が、可動部品（２１０）または第２可動部品（２２０）を解除するのに必要な力の強さを減じるために、減速機構を含んでいることを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１２に、
前記二つの外力が、第１軸（２１１）に対してほぼ垂直な方向を有し、前記二つの外力を受けるのが、第１軸（２１１）に対して直径方向に対抗する位置で前記探触子に配置された、少なくとも二つのボタンによるものであることを特徴とする、上記第８に記載の探触子。
第１３に、
前記可動部品（２１０）または前記第２可動部品（２２０）の角度位置を示すための、一つまたは複数の窓を含んでいることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第１４に、
前記可動部品（２１０）に対するアクチュエータ（３００）の作用が、可動部品（２１０）に対して弾性手段によってかけられた力にほぼ軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
第１５に、
前記第２可動部品（２２０）に対する第２アクチュエータ（４００）の作用が、前記第２可動部品（２２０）に対して前記第２弾性手段（２２５）によってかけられた力にほぼ軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、上記第５に記載の探触子。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、位置決め誤差のおそれなしに信頼できる仕方で位置決めを実施することができる、割り出しされた複数の方向に向けることのできるトリガ付探触子を提案することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるトリガ付探触子の一つの実施態様の斜視図である。
【図２】図１に示した本発明によるトリガ付探触子の縦断面図である。
【図３】図１に示した本発明によるトリガ付探触子から第２水平軸を解除するのに用いられる、割出および減速機構を有するアクチュエータの正面図である。
【図４】図３に示すアクチュエータの位置をずらして見た正面図である。
【図５】図５は、固定部品の斜視図である。
【図６】図１のトリガ付探触子の軸の周囲の可動部品を示す斜視図である。
【図７】図１のトリガ付探触子から軸を解除するのに用いられる、割出および減速機構を有するアクチュエータの正面図である。機構を有するアクチュエータの斜視図である。
【図８】トリガ付探触子の組立の一過程における、割出および減速機構を有するアクチュエータと測定探触体の斜視図である。
【図９】ロック位置での図１のトリガ付探触子の縦断面図である。
【図１０】解除位置での図１のトリガ付探触子の縦断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
２０ トリガ付探触子
３０ 接触ロッド
４１ 窓
４７ スケール
５０ パイロットランプ
２１０ 可動部品
２１１ 第１軸
２１２ 第２軸
２１４ ロッド
２１７ 割出部品
２１８ ネジ
２１９ ロッド
２２０ 第２可動部品
２２５ 圧縮バネ
２２６ 割出ボール
２３５ 円筒状バネ
２５０ 固定部品
２５１ 支持ロッド
２５６ ボール
３００ アクチュエータ
３０４ 旋回軸
３０６ レバー
３０７ ローラ
３１０ 押ボタン
３１３ 軸受
３１４ 支持リング
３３０ 環状保護膜
３３６ 戻バネ
４００ 第２アクチュエータ
４１０ ボタン
４１１ ボタン
４３０ レバー
４４０ アーム
４５０ レバー
４６０ ロッド
４６１ ピン
４７０ 部品
４７５ 第２バネ
【実施例】
【００１９】
本発明は、付属の図面を参照して、例として挙げられた、下記の説明を読むことによっていっそう明らかになるものである。
【００２０】
図１に示した本発明の第１実施態様は、固定部品２５０を含むトリガ付探触子２０であり、該固定部品２５０は、支持ロッドであるネジ付ロッド２５１または別の既知の固定手段によって測定機械の可動アームに固定するためのものである。
固定部品２５０の詳細は、図５に示されている。
【００２１】
固定部品２５０は、下面に割出部品としてのボール２５６を有しており、該ボール２５６は円周に沿って規則的に配置され、かつ部分的に下方に突出している。
ボール２５６は、後述のごとく、探触子２０の第１軸２１１に対して割り出され、１５度で離隔された、２４の位置を画定している。
割り出し位置の所望の数にしたがって、異なる数のボールを用いてよいことは明らかである。
【００２２】
用途に応じて、本発明の探触子２０は、空間内の任意の方向で用いることができる。
便宜上、図２を参照して、探触子２０の幾何的軸に相当する、探触子の第１回転軸である第１軸２１１を指すのに「垂直」という用語を、それに直交する第２軸回転軸である第２軸２１２を指すのに「水平」という用語を今後用いることにする。
これらの用語は、図において用いられる図示方向、とくに２本の第１軸２１１および第２軸２１２が示されている図２において用いられる図示方向を指すものとする。
【００２３】
便宜上、探触子の２本の軸とさまざまな部品とを、今後「第１」と「第２」という用語で指すものとする。
しかしながら、これらの用語を本発明が二つの軸を備えた装置に限定されるという意味で理解してはならず、本発明は、１本、３本または任意の数の回転軸を備えた探触子も含むものである。
さらに、「第１」と「第２」という用語は、部品間のなんらかの順序または従属関係を意味するものではなく、本発明の装置の部品を区別するための単なる指標としてここで用いられるものである。
【００２４】
図６および図８に示した、可動部品２１０は、その上面に３本の円筒状ピンによる割出部品２１７を具備している。
図９に示す、弾性手段としての円筒状バネ２３５は、ロッド２１９によって、可動部品２１０を固定部品２５０に対して引き寄せている。
この状況において、割出部品２１７のそれぞれは、ボール２５６の二つに押し付けられており、これにより生じた６つの接触点が、正確かつ再現可能な仕方で固定部品２５０と可動部品２１０との相対的な位置を決定している。
【００２５】
固定部品２５０は回転対称であるため、可動部品２１０は、探触子の幾何的軸に相当する、第１軸２１１の周囲に、相互に１５度で離隔された、２４の割り出し位置を取ることができる。
他の同等の配置によって、例えば、ボールを可動部品に配置し、ピンを固定部品に配置することによっても、もしくはピンまたはボールの球状または円筒状の表面を斜面に代えることによっても、またはさらにそれぞれがボールの一つと一つの接触点しか持たない６本の円筒状ピンを用いても、同じ結果を得ることができるだろう。
円筒状バネ２３５を、同等の弾性手段、例えば、板バネあるいは弾性合成材料で製作された部品に代えることもできるだろう。
【００２６】
図７、図８、図９ならびに図１０に示した解除機構であるアクチュエータ３００は、第１軸２１１の周囲での可動部品２１０の回転を可能にする。
アクチュエータ３００は、４つのレバー３０６を備え、該レバーは、図７に示した、４つの押ボタン３１０と４つのローラ３０７によって駆動される。
【００２７】
対向する二つの押ボタン３１０を押すと、レバー３０６は、旋回軸３０４の周囲を回転し、図９のロック位置を解除して、図１０に示したような、ほぼ垂直の位置を取るまでになるのであり、図１０は、解除位置にある第１軸２１１の割り出し機構を示すものである。
【００２８】
解除位置において、ローラ３０７は、支持リング３１４を押し、玉軸受である軸受３１３によって、可動部品２１０から固定部品２５０を軸方向に離隔する。
離隔位置において、図９および図１０に示したボール２５６は、割出部品２１７に触れることなしにピンの上を越え、第１軸２１１の周囲の回転が可能になる。
【００２９】
ボール２５６に対する割出部品２１７の押し付け力は、測定の間に可動部品２１０が不意に動くのを防止するために十分な程度大きい必要がある。
この特定の実施態様において、割出バネである円筒状バネ２３５を、例えば、およそ３０Ｎの全押し付け力に、すなわち６つの接触点のそれぞれについて約１０Ｎに現寸決定するのだが、なぜなら押し付けは軸に対して６０度で実施されるからである。
【００３０】
３０Ｎの力を押ボタン３１０に直接かけることは困難であろう。
この理由のために、レバー３０６の寸法と、旋回軸３０４の位置は、押ボタン３１０にかかる放射状方向の力と円筒状バネ２３５の弾性に対抗する軸方向の力との間に十分な減速比を与えるように選択される。
例えば、１：２の減速比は、押ボタン３１０にかかる操作力が約１５Ｎであること、すなわち、およそ１．５Ｋｇｆであることを意味し、この力は、使用者がたいした困難なしにかけることができるものである。
押ボタン３１０の行程は、この減速比で、数ミリメートルに抑えられる。
【００３１】
上述の数値は、説明した実施態様にとくに適した例として解釈しなければならない。
状況に応じて、例えば、探触子の質量と寸法に応じて、異なる値を選択することも可能であろう。
【００３２】
第１軸２１１の周囲の可動部品２１０の解除を確実に行うためには、対抗する二つの押ボタン３１０を同時に操作することが必要である。
このようにして、探触子にかけられたこれらの外力はほぼ対抗し、第１軸２１１に対して垂直であり、合成力と合成トルクはほぼゼロであり、探触子の一切の予想外の運動が防止される。
【００３３】
押ボタン３１０が放射状方向に沿って押されている間、操作員は接線方向に同じボタンを操作して、第１軸２１１の周囲で可動部品２１０を回転させることができる。
この操作は直感的なものであり、片手の２本の指で実現できる。
この条件において、ボール２５６と割出部品２１７との間の離隔は、割出表面の一切の接触や摩擦を防止するのに十分な程度あり、それによって割出位置での位置決めの正確さが守られる。
したがって、探触子の解除から回転に移行し、ついで探触子を再度ロックするために押ボタン３１０を緩める必要はない。
【００３４】
減速比と使用する材料の摩擦係数は、アクチュエータ３００が逆転可能で、押ボタン３１０への圧力が除かれると、可動部品２１０が自然に割出位置に復帰するように選択され、それによって自由位置で不意に使用されることが防止される。
【００３５】
アクチュエータ３００によって発生する、固定部品２５０と可動部品２１０との間の離隔力は、自由位置での摩擦のない回転を確実に行うように、割出バネである円筒状バネ２３５によってかけられロッド２１４およびロッド２１９によって伝達される力にほぼ軸合わせされ、かつ対抗している。
【００３６】
有利には、例えば、スラスト玉軸受などの軸受３１３を、第１軸２１１の周囲での回転の際の摩擦を減じるように、固定部品２５０と可動部品２１０との間に導入する。
例えば、玉軸受またはころ軸受などの、別のタイプの軸受もスラスト玉軸受の代わりに用いることができるだろう。
【００３７】
図９に示す、ロック位置において、ローラ３０７は、復帰装置である戻バネ３３６によって、支持リング３１４から離されている。
わずかな遊び（図示せず）がローラ３０７と支持リング３１４との間に存在するが、これは空間内の探触子の方向にかかわらず存在する。
【００３８】
このようにして、静止位置で、ボール２５６と割出部品２１７との間の６つの接触点だけが、割出バネである円筒状バネ２３５の作用に対する反作用を構成する。
正確さにとっては当然マイナスになるような何らかの応力を生じる可能性のある、他の一切の部品は、固定部品２５０と可動部品２１０との間で接触したままにならない。
【００３９】
他方で、割出バネの力は、正確に前記６つの接触点の重心に、かつ第１軸２１１に対応して、ロッド２１４およびロッド２１９によってかけられ、最適な押し付けを確実に行うようになっている。
【００４０】
割出バネである円筒状バネ２３５は、支持ロッド２５１の内部に好適には収納されることで、きわめて長く、したがって、ばね定数の低いバネが使えるようになっており、それによって作業工程全体にわたって一定の牽引力が保証される。
割り出し力は、ロッド２１４の末端のネジ２１８の使用によって、または別の同等の手段によって、容易に調節することができる。
例えば、キャップを開けるだけで、探触子を分解することなしに、外部から容易に、ネジ２１８に手が届く。
【００４１】
可動部品２１０は、第１軸２１１に垂直な回転軸である第２軸２１２の周囲を回転することができるようになっている、第２可動部品２２０に接続されており、該可動部品２２０には、図２に示すごとく、既知のタイプの測定探触体としての接触ロッド３０が固定されている。
【００４２】
第２可動部品２２０は、第２弾性手段としての圧縮バネ２２５によって、第２軸２１２により画定された軸方向に、可動部品２１０に対して押し付けられる。
割出ボール２２６のクラウンが、第２可動部品２２０の垂直面の上に実現され、可動部品２１０の隣接する面に配置された３本の円筒状ピン（図示せず）と相互作用することで、可動部品２１０の回転について先に説明したのと同様に、正確に再現可能な所定の数の割出位置を画定する。
【００４３】
可能な変形例において、それぞれが一つの接触点しか持たない六本の円筒状ピンを用いることができる。
【００４４】
第２可動部品２２０の解除回転システムである第２アクチュエータ４００は、図３および図４に示されている。
解除は、二つのボタン４１０およびボタン４１１を押すことで実施される。
ボタン４１０にかけられた軸方向の力は、部品４７０の周囲を軸方向に摺動することができ、２本のレバー４３０およびレバー４５０、ならびに水平方向のアーム４４０によって伝達され、倍増され、ピン４６１およびロッド４６０によって圧縮バネ２２５にかけられて、圧縮バネ２２５を圧縮するようになっており、それによって第２可動部品２２０と可動部品２１０との間の接触力がなくなる。
この実施態様において、可動部品２１０の場合のように、例えば、１：２の操作力の減速比を得るように、レバー４３０、レバー４５０のアームの寸法を選択する。
ボタン４１０と部品４７０との間に位置する、第２バネ４７５は、第２可動部品２２０を図２では右に向かって軸方向に押して、その回転を可能にする。
【００４５】
ボタン４１０を押すと、第２可動部品２２０は図２の右に移動するため、ピンと割出ボール２２６はもはや接触し合うことはなく、第２可動部品２２０は第２軸２１２の周囲を回転することができる。
回転は、図示されていないピンによって部品４７０に角度が一体化された、ボタン４１０を介して操作員によって行われる。
【００４６】
ボタン４１０に対向するボタン４１１は、ボタン４１０にかかる力に対抗する力をかけるために指に受面を提供することと、２本の指で第２可動部品２２０の回転を容易にすることの二重の役割がある。
ボタン４１１は、実際、第２可動部品２２０と角度が一体化され、それと共に回転駆動される。
ほぼ対抗する二つの力を用いることによって、探触子の支えに応力を伝達して探触子全体を動かすことを防止する。
【００４７】
ロッド４６０を介した、第２可動部品２２０に対するボタン４１０の作用は、圧縮バネ２２５によってかかる力にほぼ軸合わせされ、かつ対抗しているので、停止のない、直進運動が保証される。
【００４８】
接触ロッド３０によって発生した電気信号は、発光ダイオードによるパイロットランプ５０（図１参照）によって発せられた光信号の形で使用者に送られるか、または機械の制御ソフトウェアに送られ、そこで測定システムのデータを用いて、所与の座標系における接触点の座標を決定する。
【００４９】
第２可動部品２２０は、この実施態様において、９０度の全角度に対して、相互に１５度で離隔された７つの割出位置を取ることができる。
この角度は、可動部品２１０について可能な３６０度の回転と組み合わせて、半空間内に均一に配分された一定数の方向に接触ロッド３０を向けることを可能にする。
しかしながら、一般的な数の割出位置とそれらの相互間の任意の離隔とをもって、本発明の装置を実現することも可能である。
【００５０】
次に図１０を参照しつつ説明すると、押ボタン３１０は、ゴム製またはエラストマ製の環状保護膜３３０に囲まれており、この膜の役割は、内部の機構を汚れや埃から保護するだけでなく、操作員の手の熱が内部の割出機構に伝達されないようにもすることである。
熱伝導は、割り出しの精度に悪影響を及ぼすことがある。
同じ目的のために、第２軸２１２の回転および解除に用いられる、ボタン４１０およびボタン４１１も、好適には断熱特性の優れた合成材料で実現することが望ましい。
【００５１】
図１および図８に示すごとく、固定部品２５０に窓４１が備えられていることにより、可動部品２１０に刻印または印刷されたスケール４７上の、第１軸２１１に対する相対的回転角を読み取ることができるようになっている。
【００５２】
第２軸２１２に対する相対的回転角は、ボタン４１１の外部クラウンに開けられた二つの窓で読み取ることができる。
探触子の可能なあらゆる方向で、最適な見やすさを可能にするために、この場合少なくとも二つの窓が必要である。
【００５３】
接触ロッド３０は、測定対象物の表面に少しでも接触すると反応し、電気パルスを発生する。
パルスは、測定機械の制御装置と接続するために、図示していない電子処理回路およびコネクタを介して、パイロットランプ５０に伝達される。
この実施態様において、パイロットランプは発光ダイオードを含んでいるが、例えば、シート状または糸状の電気発光部品のような、代案として既知の他の発光材を含むこともできる。
発光ダイオードには光の光学拡散器がかぶせられていることにより、発せられた光を広い観察角度範囲で知覚できるようになっている。
【００５４】
本発明の一つの代替実施態様において、パイロットランプ５０を、考えられるそれぞれの観察角度から少なくとも一つのランプが見えるように、探触子の異なる場所に配置された、複数個のランプに代えることができる。
【００５５】
本発明の装置のもう一つの変形例において、パイロットランプ５０は一つまたは複数の光の導体を含んでいて、探触子の表面の異なる場所から一つまたは複数の光源によって発生した光を発することで、光表示が考えられるそれぞれの観察角度から見えるようになっている。
【００５６】
本発明はまた、軸の回転および解除が、例えば、モーターおよび／または電気ソレノイドなどの自動アクチュエータによって作動される実施態様も含んでいる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定装置に対して測定探触体を方向付けるための配向自在なトリガ付探触子であって、
固定部品と、
固定部品に対して第１軸の周囲を回転可能である、固定部品に接続された可動部品と、
可動部品の回転を禁止する固定位置に、可動部品を維持するための、軸方向の弾性手段と、
可動部品が固定位置にあるときに、可動部品の所定の再現可能な複数の角度位置を画定するための、固定部品と可動部品との間に６つの接触点を画定している割出部品と、
固定部品から可動部品を解除することにより、第１軸の周囲で可動部品が回転することを可能にするための、弾性手段に対抗しているアクチュエータとを含んでおり、
前記可動部品が、固定位置にあるときに、６つの接触点と弾性手段との接続を除いて、固定部品と可動部品との間に、接触箇所が存在しないことを特徴とする、トリガ付探触子。
【請求項２】
前記固定部品が、測定探触体を測定装置に固定するための支持ロッドを含み、
前記弾性手段が、支持ロッドの内部空間内に軸方向に配置され、かつ、第１軸と芯出しされたロッドによって可動部品に接続されている円筒状のバネを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項３】
前記固定部品に対して前記可動部品を回転させるために、固定部品と可動部品との間に、軸受を介在させたことを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記可動部品と一体化しており、
可動部品が固定位置にあるとき、固定部品からアクチュエータを復帰させるために復帰装置を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項５】
前記可動部品に対して第２可動部品を回転させるための第２軸によって、可動部品に接続された、第２可動部品と、
第２可動部品の回転を禁止する固定位置に第２可動部品を維持するための、前記弾性手段とは独立して作動可能な第２弾性手段とを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項６】
前記可動部品および／または前記第２可動部品の解除が、第１軸または第２軸の方向への移動によって実施されることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項７】
前記第２可動部品に固定された測定探触体を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項８】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、アクチュエータまたは第２アクチュエータにかけられた、対称で対抗する二つの外力の作用によって、可動部品または第２可動部品を解除することを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項９】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、アクチュエータまたは第２アクチュエータにかけられた外力のトルクの作用によって、可動部品または第２可動部品を回転駆動することを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１０】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、対称で対抗する二つの外力が停止すると、その作用を停止するようになっていることを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１１】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、可動部品または第２可動部品を解除するのに必要な力の強さを減じるために、減速機構を含んでいることを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１２】
前記二つの外力が、第１軸に対して垂直な方向を有し、前記二つの外力を受けるのが、第１軸に対して直径方向に対抗する位置で前記探触子に配置された、少なくとも二つのボタンによるものであることを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１３】
前記可動部品または前記第２可動部品の角度位置を示すための、一つまたは複数の窓を含んでいることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項１４】
前記可動部品に対するアクチュエータの作用が、可動部品に対して弾性手段によってかけられた力に軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項１５】
前記第２可動部品に対する第２アクチュエータの作用が、前記第２可動部品に対して前記第２弾性手段によってかけられた力に軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項１】
測定装置に対して測定探触体を方向付けるための配向自在なトリガ付探触子であって、
固定部品と、
固定部品に対して第１軸の周囲を回転可能である、固定部品に接続された可動部品と、
可動部品の回転を禁止する固定位置に、可動部品を維持するための、軸方向の弾性手段と、
可動部品が固定位置にあるときに、可動部品の所定の再現可能な複数の角度位置を画定するための、固定部品と可動部品との間に６つの接触点を画定している割出部品と、
固定部品から可動部品を解除することにより、第１軸の周囲で可動部品が回転することを可能にするための、弾性手段に対抗しているアクチュエータとを含んでおり、
前記可動部品が、固定位置にあるときに、６つの接触点と弾性手段との接続を除いて、固定部品と可動部品との間に、接触箇所が存在しないことを特徴とする、トリガ付探触子。
【請求項２】
前記固定部品が、測定探触体を測定装置に固定するための支持ロッドを含み、
前記弾性手段が、支持ロッドの内部空間内に軸方向に配置され、かつ、第１軸と芯出しされたロッドによって可動部品に接続されている円筒状のバネを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項３】
前記固定部品に対して前記可動部品を回転させるために、固定部品と可動部品との間に、軸受を介在させたことを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項４】
前記アクチュエータが、前記可動部品と一体化しており、
可動部品が固定位置にあるとき、固定部品からアクチュエータを復帰させるために復帰装置を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項５】
前記可動部品に対して第２可動部品を回転させるための第２軸によって、可動部品に接続された、第２可動部品と、
第２可動部品の回転を禁止する固定位置に第２可動部品を維持するための、前記弾性手段とは独立して作動可能な第２弾性手段とを含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項６】
前記可動部品および／または前記第２可動部品の解除が、第１軸または第２軸の方向への移動によって実施されることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項７】
前記第２可動部品に固定された測定探触体を含んでいることを特徴とする、請求項１に記載の探触子。
【請求項８】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、アクチュエータまたは第２アクチュエータにかけられた、対称で対抗する二つの外力の作用によって、可動部品または第２可動部品を解除することを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項９】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、アクチュエータまたは第２アクチュエータにかけられた外力のトルクの作用によって、可動部品または第２可動部品を回転駆動することを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１０】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、対称で対抗する二つの外力が停止すると、その作用を停止するようになっていることを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１１】
アクチュエータおよび／または第２アクチュエータが、可動部品または第２可動部品を解除するのに必要な力の強さを減じるために、減速機構を含んでいることを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１２】
前記二つの外力が、第１軸に対して垂直な方向を有し、前記二つの外力を受けるのが、第１軸に対して直径方向に対抗する位置で前記探触子に配置された、少なくとも二つのボタンによるものであることを特徴とする、請求項８に記載の探触子。
【請求項１３】
前記可動部品または前記第２可動部品の角度位置を示すための、一つまたは複数の窓を含んでいることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項１４】
前記可動部品に対するアクチュエータの作用が、可動部品に対して弾性手段によってかけられた力に軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【請求項１５】
前記第２可動部品に対する第２アクチュエータの作用が、前記第２可動部品に対して前記第２弾性手段によってかけられた力に軸合わせされ、かつ相対していることを特徴とする、請求項５に記載の探触子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−３０１８６（Ｐ２００６−３０１８６Ａ）
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１９９８９２（Ｐ２００５−１９９８９２）
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（５０３３９５７９３）
【氏名又は名称原語表記】ＴＥＳＡ Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年２月２日（２００６．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月８日（２００５．７．８）
【出願人】（５０３３９５７９３）
【氏名又は名称原語表記】ＴＥＳＡ Ｓ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
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