伝達装置とその伝達装置をガイド面に押しつけるように付勢するばねとを備えたタッチプローブ
ケーシング（１）内に支持された可動アームセット（３）に結合されたアーム（１３）を備えたタッチプローブは、ケーシングに取り付けられたハウジング（３３）と、アームの変位を機械的に伝達する機械的伝達装置（６１）とを備えた電気的スイッチ（３１）を含み、その機械的伝達装置（６１）は、小さな導電性ボール（５１）を２つの導電性固定バー（４４、４５）から離れさせ、それによって、電気的検出回路を開く。機械的伝達装置の細長い機械的本体（６３）は、細長い機械的本体の変位を正確にかつクリアランスなしに案内するために、トラック（７１）に押しつけるように横方向に付勢される球状エレメント（６７）を含む。屈曲板ばね（７３）は、トラックに押しつける横方向スラストを実現し、かつ、細長い機械的本体の回転を阻止するために、球形伝達エレメントの平坦な部分に接触する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチプローブに関し、そのタッチプローブは、縦方向幾何軸を規定するケーシングと、縦方向対称軸を規定するケーシング内に収容された可動アームセットと、可動アームセットにしっかりと結合され、かつ、端部がケーシングから外へ突き出たアームと、アームの前記端部に結合されたフィーラーと、ケーシングに対する可動アームセットの変位を検出するように構成された電気的スイッチとを含み、その電気的スイッチは、ハウジングと、少なくとも１つの固定接点と、可動接点と、および、可動アームセットの変位を可動接点に伝達するように構成された機械的伝達装置とを含み、その機械的伝達装置は、可動アームセットと可動接点との間に配置され、実質的に縦方向に沿って配置されかつ移動することのできる細長い機械的本体と、細長い機械的本体と協働するガイドエレメントとを含む。
【背景技術】
【０００２】
機械加工された部材または機械加工されるべき部材、工具、工作台、などに検査を実施するために、フィーラーを備えた可動アームセットを有するタッチプローブが、座標測定器において、および、工作機械において、より詳細には、複合工作機械および旋盤において、使用されている。これらのプローブのそれぞれにおいて、フィーラーと例えば機械的部材との接触が、ケーシングに対する可動アームセットの特定の変位を検出しかつ機械の滑動部に取り付けられたトランスデューサの読み取りを制御する適切な装置によって、監視され、それらの装置は、基準点または原点に対する測定値を提供する。
【０００３】
プローブ検出監視装置は、電気回路およびそれに関連する（少なくとも１つの）スイッチを利用することを予見することができ、そのスイッチは、可動アームとケーシングとの間に発生する変位の結果として機械的に作動させられると、回路を閉じ、あるいは、より一般的には、回路を開く。
【０００４】
米国特許第５，２９９，３６０号は、請求項１の前文に記載されたプローブを開示しており、それらのプローブのそれぞれは、可動アームセットと協働する自由端を有するステムを備えたマイクロスイッチを含む。より詳細には、前記プローブのそれぞれにおいて、可動アームセットと固定ケーシングとの間の結合は、フィーラーの縦方向または横方向における変位に加えて、マイクロスイッチの近くに存在する可動アームセットの当接面を持ち上げ、その結果として、ステムを押し込み、接点を離れさせ、電気回路を開くことを発生させるような結合である。
【０００５】
タッチプローブが有するべききわめて重要な特性は、高い水準の繰り返し精度、すなわち、フィーラーによって得られる特定の位置と電気回路を開くこととの密接な相関関係である。
【０００６】
前記特性を改善するために、スイッチの構成部品同士の配置は、とりわけ、一般的には球形である可動接点とステムとのスラストばねの縦軸に沿った整列に関する限り、正確に規定される。しかしながら、米国特許第５，２９９，３６０号に開示されるプローブは、良好な繰り返し精度を保証するが、スイッチの構成部品同士をまったく申し分なく整列させることはできない。さらに、縦方向ガイドシステムにおけるクリアランスおよび／またはステムの軸を中心にしたステムの発生するかもしれない回転に起因するステムとマイクロスイッチのその他の構成部品とのお互いの位置の変動は、きわめて小さな存在ではあるが、プローブの繰り返し精度に悪影響を及ぼすことがある。このことは、繰り返し精度誤差が、とりわけ、小さく、１μｍよりも相当に小さいことが要求されるような最近の高精度な分野にとりわけ当てはまることである。
【０００７】
よく知られているプローブ、例えば、上述した米国特許第５，２９９，３６０号に開示されるものだけではなく、それに類似するようなプローブにおいて発生するその他の不都合は、マイクロスイッチの電気的接点の信頼性に関するものである。実際に、プローブは、様々な種類のガスケットによって保護されているが、それらのプローブは、一般的に、密閉されていると考えることはできない。より詳細には、ゴムガスケットは、酸素および水蒸気を完全には密閉しない。これらの２つの要素、すなわち、酸素および水蒸気は、一緒になって、あるいは、単独で、マイクロスイッチの電気的接点の酸化プロセスに協力し、それによって、誤動作を発生させ、その誤動作は、プローブの信頼性に悪影響を及ぼすことがある。これらの好ましくないプロセスが発生するのを回避するために、マイクロスイッチの内部において、接点を保護するための潤滑性流体（「油」）を使用することが知られている。しかしながら、油の存在は、接点の信頼性を相当に改善するが、プローブの度量衡学的性能を阻害し、とりわけ、プローブの信頼性に悪影響を及ぼすことがある。実際に、きわめて小さな電圧が印加された接点が開いたことが検出される瞬間は、油が接点に存在するために、予測不可能に変化することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、実質的に変更されないよく知られている構造を維持することによって、また、きわめて簡単かつ安価な手段を使用することによって、性能を改善し、かつ、とりわけ、きわめて高い水準の繰り返し精度を達成するタッチプローブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１に記載のプローブによって達成される。
【００１０】
本発明が提供する大きな利点は、きわめて簡単かつ安価な手段を使用することによって、プローブの性能を効果的に改善することであり、それによって、前記プローブによって制御される部材をより正確に機械加工することができる。
【００１１】
本発明のその他の有益な特徴が、添付の図面を参照して、限定するものではない例としての以下の詳細な説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示されるプローブは、縦方向幾何軸を規定するケーシング１を備えた支持手段と、ケーシング１内に収容および支持された可動アームセット３とを含み、そのケーシング１は、中空であり、実質的に円筒形であり、また、例えば、複数のお互いに組み立てられた部分からなる。ケーシング１は、可動アームセットのための２つの基準領域、より詳細には、実質的に円錐台である受座５と平坦な環状表面を備えた当接領域７とを含む。そして、可動アームセット３は、縦方向の対称軸を規定し、そして、球帯を規定する球台の形状を実質的に有する中央基準部分９と環状表面を備えた当接フランジ１１とを含む。アーム１３は、可動アームセット３に結合され、フィーラー１５が、アーム１３の自由端に取り付けられる。
【００１３】
コイルばね１７は、可動アームセット３およびケーシング１の一部である２つの平坦な表面にそれぞれ当接するそれの端部を有し、中央基準部分９を受座５に押しつけるように付勢する。
【００１４】
可動アームセット３が、ケーシング１によって規定される縦方向幾何軸に対して対称に配置された図１の非動作状態にあるとき、実質的に球帯である中央部分９は、お互いが実質的に円形に接触した状態で受座５に収容され、当接フランジ１１の環状表面は、ケーシング１の当接領域７から数ミクロンの距離を置いて離れている。図面では確認することのできないこのクリアランスの存在は、より詳細な説明を得るために参照されてもよい上述した米国特許第５，２９９，３６０号に要点が詳細に説明されるように、開示される実施形態によるヘッドの正確な動作を発生させる。
【００１５】
その代わりとして、以下の説明においてより詳細に開示される本発明の異なる実施形態は、プローブが、非動作状態にあるとき、当接フランジ１１が、ケーシング１の当接領域７に接触し、ばね１７のスラストによって付勢されることを予見していることに注意されたい。この場合、数ミクロンの半径方向のクリアランスが、可動アームセット３の中央部分９と受座５との間に存在する。
【００１６】
上述した縦方向対称軸を中心にした可動アームセット３の回転を防止するように構成された回転阻止装置は、アームセット３と、ケーシング１にしっかりと結合された（例えば、接着剤で接合された）適切な機械的結合エレメントまたはバケット２０とに取り付けられた金属ベローズ１９を含む。バケット２０は、軸に沿った開口２１を有し、そして、ベローズ１９の内部と連絡する凹部２２をケーシング１の内面とともに規定するような形で、ケーシング１に結合される。
【００１７】
２つの柔軟性のある保護密閉エレメント２３および２４が、アーム１３とケーシング１との間に配置される。
【００１８】
フィーラー１５と部材Ｗとの間に発生する接触は、縦方向における所定のプリストロークが完了した後に、あるいは、フィーラー１５が横方向に変位した場合に、例えば、ねじ込み継手３２およびリングガスケット（または、「Ｏ−リング」）３０によってプローブのケーシング１にしっかりと結合された電気的スイッチまたはマイクロスイッチ３１を含む検出装置によって、ケーシング１の幾何軸とアームセット３の対称軸との間の所定の角度で検出される。
【００１９】
図２および図３にも示されるマイクロスイッチ３１は、異なる径を有する２つの円筒形開口３４および３５を規定する縦方向の貫通孔を備えたハウジング３３を含む。絶縁材料からなる密閉プレート３７が、リベットまたはねじ４３によってハウジング３３に取り付けられ、そして、リングガスケット（または、「Ｏ−リング」）３６を適切な受座に押しつけることによって、開口３４に存在する貫通孔の端部を密閉する。プレート３７は、それの外面に、図２に断面図として概略的に示される導電性トラック３８および３９を備える。
【００２０】
例えば、プラスチックからなる円筒形の絶縁エレメント４１が、開口３４に挿入され、その開口３４に嵌め込まれ、縦方向幾何軸と実質的に同心をなす位置に結果的に配置される軸方向ガイドホール４２を規定する。
【００２１】
固定接点が、絶縁エレメント４１によって一部分が規定されかつ開口３４の内面によって一部分が規定された対応するお互いに平行な横方向受座４６および４７に挿入されかつ嵌め込まれた２つの円筒形の導電性バー４４および４５によって実現され、絶縁材料からなるディスクが、それらの間に配置され、そのディスクは、図２においては、太線によって概略的に示され、符号４９によって識別される。ディスク４９は、バー４４および４５をハウジング３３から電気的に絶縁し、そのハウジング３３は、導電性材料から製造される。
【００２２】
導電性材料からなる小さなボール５１は、可動接点を提供し、小さなクリアランスを備えて孔４２内に収容される。同様に孔４２内に挿入された圧縮ばね５３は、小さなボール５１をバー４４および４５に押しつけるようにして付勢する。小さなボール５１が、両方のバー４４および４５に接触しているときには、マイクロスイッチ３１は、閉じており、小さなボール５１が、バー４４および４５の少なくとも一方から離れているときには、マイクロスイッチ３１は、開いている。
【００２３】
図面には便宜上示されない電気的に導電性のエレメントまたはワイヤが、縦方向孔５５（図面には、一方が、示される）内に収容され、バー４４および４５を２つの導電性トラック３８および３９にそれぞれ電気的に接続し、そして、それらの導電性トラック３８および３９は、マイクロスイッチ３１を図示しないよく知られている制御計測検出ユニットに恐らくは無線送信装置、インターフェース装置等によって接続するために、図示しないケーブルからなるリード線に結合される。
【００２４】
さらに、マイクロスイッチ３１は、円筒形の開口３５内に実質的に収容されたアクチュエータまたは機械的伝達装置６１を含み、そのアクチュエータ６１は、可動アームセット３の変位を可動接点５１に伝達する。伝達装置６１の細長い機械的な本体６３は、実質的に縦方向に沿って配置され、開口３５の向かい合った端部から突き出た２つの当接端部を含み、２つの当接端部は、それぞれ、開口３４内の小さなボール５１と伝達ピン２５の端部と協働し、その伝達ピン２５は、可動アームセット３の一部であり、かつ、実質的に縦方向対称軸に沿って整列させられる。
【００２５】
細長い機械的本体６３は、押し込みステム６５と、実質的に球面を備えた伝達エレメント６７とを含み、その伝達エレメント６７は、例えば、接着剤によって、押し込みステム６５の端部に一体的に結合される。
【００２６】
また、機械的な伝達装置６１は、本体６３のためのガイドエレメントを含む。より詳細には、例えばサファイアから製造されたそれ自体がよく知られているブッシュ６９が、開口３４と開口３５との間の小さな径を備えた中間部分において、ハウジング３３の内部に取り付けられ、小さなボール５１の近傍におけるステム６５の縦方向の変位を限られたクリアランスで案内するのを助ける。開口３５の内面は、トラック７１を実現する実質的に縦方向のガイド面を規定し、前記ガイド面は、図示される実施形態においては、前記開口３５の内部に接着剤で接合され、かつ、並べて配置された一対の円筒形バー７０および７２からなる左右のバーである。円筒形バー７０および７２は、例えば、酸化ジルコニウムから製造され、その酸化ジルコニウムは、サファイアと同様に、導電性がなく、かつ、固有の硬度特性、小さな摩擦係数、および、大きな耐腐食性および耐摩耗性を有する材料である。
【００２７】
ガイドエレメントに加えて、弾性スラストエレメント、より詳細には、トラック７１を規定する表面の反対側の位置において開口３５内に同様に収容された屈曲板ばね７３が、存在する。より詳細には、ハウジング３３は、開口３５によって終端する部分において、縦方向スリット７５を含む。そのスリット７５内には、板ばね７３が、前記板ばね７３のより大きな端部７４がスリット７５から外へ横方向に突き出るような形で挿入される（図３）。環状固定エレメント７６（例えば、弾性部材）が、ハウジング３３の外面の適切な環状受座に配置され、板ばね７３の脱落を防止する。屈曲板ばね７３は、一方の側において、ハウジング３３と協働し（より大きな端部７４とスリット７５の壁との間の横方向スラスト）、また、他方の側において、別の部分は球状である伝達エレメント６７の表面の実質的に平坦な部分７７において、伝達エレメント６７と協働する。
【００２８】
板ばね７３は、エレメント６７の縦方向変位をクリアランスのないトラック７１の表面によって案内するに足るきわめて限られた力（例えば、ほんの数グラムの力）によって、伝達エレメント６７をトラック７１の表面に押しつけるように横方向へ付勢する。さらに、機械的な本体６３の特有の幾何学的特徴および配置は、ばね７３が伝達エレメント６７に加えるスラストのおかげで、トラック７１の反対側において、押し込みステム６５が、ブッシュ６９のガイド面の同一領域に繰り返し可能にもたれかかることを発生させ、それによって、本体６３の全体の縦方向変位が、規定された運動学的軌道に従って、クリアランスなしに、かつ、繰り返し可能に案内されることを実現する。
【００２９】
上述した伝達ピン２５は、可動アームセット３の中央部分に調節可能に結合される。より詳細には、ピン２５は、ねじ付きダウエル２６と一体であり、そして、そのねじ付きダウエル２６は、アームセット３の軸方向貫通孔２７の第１のねじ付き端部にねじ込まれる。貫通孔２７は、異なる径を有するいくつかの部分を有し、それらの中には、アーム１３を結合するための第２のねじ付き端部、および、密閉ねじ２８の本体を収容する中間ねじ付き領域がある。密閉ねじ２８の頭部は、リング状ガスケット（Ｏ−リング）２９を押しつけ、軸方向貫通孔２７を密閉する。
【００３０】
貫通孔２７のプローブの内面に面した部分、ベローズ１９によって規定される空間、凹部２２、および、マイクロスイッチ３１のハウジング３３の縦方向貫通孔（開口３４および３５）は、不活性ガス、より詳細には、窒素（Ｎ２）を満たされた密閉されたチャンバーを規定する。そのガスは、ねじ２８およびＯ−リング２９によって密閉される前に、孔２７を介してチャンバー内に挿入される。
【００３１】
上述したように、本発明によるプローブは、非動作状態にある可動アームセット３とケーシング１とのお互いの配置に関する限り、別の実施形態を予見することができる。非動作状態においてフランジ１１とケーシング１との間にクリアランスを備えた米国特許第５，２９９，３６０号に開示されているいくつかの特徴を含む実施形態（以下、「プローブＡ」と呼ぶ）に代わるものとして、前記非動作状態において当接フランジ１１がケーシング１の当接領域７上に着座する実施形態（以下、「プローブＢ」と呼ばれる実施形態）を予見することができる。図１は、第１の場合には当接フランジ１１と領域７との間に存在しまた第２の場合にはアームセット３の中央部分９とケーシング１の受座５との間に存在するマイクロメーターのクリアランスを確認することのできない両方の実施形態（プローブＡおよびプローブＢ）を表現しようとするものであることに注意されたい。
【００３２】
２つの実施形態によるプローブの動作は以下の通りである。
【００３３】
フィーラー１５と検査されるべき部材Ｗとが接触していないとき、可動アームセット３は、アームセット３の部分９と受座５との間（プローブＡ）に存在する円錐球型結合によってケーシング１内に支持され、または、当接フランジ１１と当接領域７との間（プローブＢ）において支持され、そして、機械的本体６３の端部は、それぞれ、小さなボール５１および伝達ピン２５の端部に面する。２つのエレメント（小さなボール５１およびピン２５）の少なくとも一方は、図面には便宜上示されないきわめて限られた量の間隔によって、本体６３の対応する端部から分離される。導電性バー４４、４５および小さなボール５１が含まれる電気回路は、閉じられる。
【００３４】
プローブと部材Ｗとのお互いの変位に加えて、また、フィーラー１５と部材Ｗの表面との接触に加えて、アーム１３およびアームセット３は、一体となって、ケーシング１に対して変位する。
【００３５】
縦方向（図１における矢印Ｚ）に沿ってフィーラー１４と部材Ｗとの間に接触が発生した場合、プローブＡおよびプローブＢのいずれの場合にも、可動アームセット３を、より詳細には、伝達ピン２５の端面を実質的に並進運動変位でもって持ち上げることが発生する。逆に、横方向（図１における矢印Ｘ）に沿ってフィーラー１５と部材Ｗとの間に発生した接触の場合、プローブＡの場合、一般的には、円錐球結合によって実現されるアームセット３の第１の限られた回転が発生し、実質的にフランジ１１の環状表面と領域７の環状表面との間の点においてなされる接触は、接触の前記点を中心にしてアームセット３を傾けることに加えて、ピン２５の端面を持ち上げること（換言すれば、縦方向成分を含む変位）を発生させる。
【００３６】
プローブＢの場合、横方向Ｘにおけるフィーラー１５と部材Ｗとの接触は、一般的には、中央部分９と受座５との間に存在するクリアランスによって実現されるアームセット３の第１の限られた並進運動、それに続く、フランジ１１の環状表面が領域７の表面から離れる変位を発生させ、２つの表面は、実質的にアームセット３がそれを中心にして傾く点において、接触を維持する。この場合もまた、アームセット３が、傾くことは、ピン２５の端面を持ち上げること（換言すれば、縦方向成分を含む変位）を発生させる。
【００３７】
簡単に説明したすべての場合において、ピン２５の端面は、伝達エレメント６７の球面に接触し、機械的本体６３を押し込み、その本体６３は、エレメント６７とトラック７１とが協働することによって、縦方向に並進運動し、かつ、クリアランスなしに案内される。エレメント６７およびトラック７１は、ばね７３のスラストによって、お互いを押しつけるようにして保持され、そのばね７３は、また、ステム６５が、ブッシュ６９のガイド面に横方向に繰り返し可能にもたれかかることを発生させる。プリストロークが完了すると、押し込みステム６５は、小さなボール５１を押し込み、ばね５３の作用に抗して電気回路を開く。電気回路が開くことは、それは、フィーラー１５と部材Ｗとの接触の発生を指示するが、制御計測検出ユニットにおいて監視される。
【００３８】
本体６３の縦方向並進運動変位は、以前に強調したクリアランスなしに案内されることに加えて、板ばね７３と伝達エレメント６７の実質的に平坦な部分７７との結合によって制約される。実際には、この結合は、本体６３がそれの軸を中心にして回転するのを実質的に制限し、より正確には、防止する。その結果として、一方において、最低限であるとはいえ避けることのできないマイクロスイッチ３１の縦軸に沿った構成部品（ステム６５、小さなボール５１の中心、および、バー４４とバー４５との中間点）のミスアライメント、および、他方においては、本体６３の端面の形状欠陥、製造欠陥、または、摩耗欠陥を組み合わせた作用による誤差を除去し、あるいは、少なくとも相当に減少させる。類似する形状欠陥は、本体６３の端面と小さなボール５１との間に存在する距離および本体６３の端面と伝達ピン２５との間に存在する距離それぞれの理論的な値に対するマイクロメータによる計測値の変動を発生させることがある。本体６３の軸回転を防止することによって、前記距離の値は、上述したミスアライメントおよび形状欠陥に依存することはなく、プローブの動作中に、実質的に変化することはない。このように、プローブの動作中、細長い本体６３を押し込むことによって、小さなボール５１を導電性バー４４および４５から引き離し、それによって、回路を開くことを発生させるために、ピン２５の表面が移動すべき距離は、実質的に不変である。
【００３９】
すべてのこれらの結果は、プローブの繰り返し精度特性における大きな改善である。
【００４０】
上述したように、マイクロスイッチ３１のハウジング３３は、窒素を充填された密閉されたチャンバーの一部である。これは、実質的に湿気および酸素のない環境に電気的な接点４４、４５、および、５１を保持することを可能にし、それによって、酸化による悪影響を防止し、時間が経過しても一定のままであるプローブの高い水準の繰り返し精度を保証する。他方において、窒素は、接点を酸化から保護するために油性流体を使用するよく知られている装置において発生することとは逆に、プローブの度量衡学的性能を阻害しない。
【００４１】
本発明によるプローブにおいては、窒素を異なる物質に、より詳細には、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）またはアルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスに置き換え、同一の結果を達成することができることを認識されたい。
【００４２】
さらに、不活性ガスの挿入、一般的には、取り扱いは、環境汚染の防止に関する限り、油性流体の取り扱いに比較して、大きな利点を提供する。なぜなら、不活性ガスは、明らかに「より清浄な」ものであることをもたらし、取り扱うのがそれほど面倒なものではないからである。
【００４３】
当然ながら、プローブの製造特徴は、より詳細には、様々な部品同士の結合および材料の選択に関する限り、本発明の範囲から逸脱することなく、図示されたものおよび上で説明されたものと異なってもよい。
【００４４】
さらに、マイクロスイッチ３１の構造は、上で図示および説明されたものとは異なる別の形態を有してもよい。例えば、バー４４および４５のどちらか一方だけが電気的な接触を提供し、他方は、非導電性材料から製造され、そして、小さなボール５１は、非動作状態において電気回路を閉じるために、また、小さなボール５１と導電性バー（４４または４５）との係合が解除されたときに回路が開くのを検出するのを可能にするために、孔５５内の導体に結合されることを予見することができる。
【００４５】
ここで説明された有益な特徴をいくつかでも備えたプローブは、本発明の範囲に存在する。より詳細には、図面に示されるマイクロスイッチ３１を備えたプローブは、密閉されたチャンバー内に窒素またはその他の不活性ガスを含んでもよく、あるいは、含まなくてもよい。
【００４６】
また、類似した電気的スイッチ検出装置を使用したプローブは、たとえそれらのプローブが例えばアームセット３をケーシング１内に支持することを考えることのできる図１に示される実施形態（プローブＡおよびプローブＢ）と異なる構造上の大きな相違点を有するにしても、本発明の範囲に存在する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるタッチプローブの縦断面図であり、いくつかの細かな部分が、正面図として示される。
【図２】図１に示されるプローブの構成要素の拡大縦断面図である。
【図３】図２に示される矢印ＩＩＩによって示される方向において底面から見た図２の構成要素を示す図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タッチプローブに関し、そのタッチプローブは、縦方向幾何軸を規定するケーシングと、縦方向対称軸を規定するケーシング内に収容された可動アームセットと、可動アームセットにしっかりと結合され、かつ、端部がケーシングから外へ突き出たアームと、アームの前記端部に結合されたフィーラーと、ケーシングに対する可動アームセットの変位を検出するように構成された電気的スイッチとを含み、その電気的スイッチは、ハウジングと、少なくとも１つの固定接点と、可動接点と、および、可動アームセットの変位を可動接点に伝達するように構成された機械的伝達装置とを含み、その機械的伝達装置は、可動アームセットと可動接点との間に配置され、実質的に縦方向に沿って配置されかつ移動することのできる細長い機械的本体と、細長い機械的本体と協働するガイドエレメントとを含む。
【背景技術】
【０００２】
機械加工された部材または機械加工されるべき部材、工具、工作台、などに検査を実施するために、フィーラーを備えた可動アームセットを有するタッチプローブが、座標測定器において、および、工作機械において、より詳細には、複合工作機械および旋盤において、使用されている。これらのプローブのそれぞれにおいて、フィーラーと例えば機械的部材との接触が、ケーシングに対する可動アームセットの特定の変位を検出しかつ機械の滑動部に取り付けられたトランスデューサの読み取りを制御する適切な装置によって、監視され、それらの装置は、基準点または原点に対する測定値を提供する。
【０００３】
プローブ検出監視装置は、電気回路およびそれに関連する（少なくとも１つの）スイッチを利用することを予見することができ、そのスイッチは、可動アームとケーシングとの間に発生する変位の結果として機械的に作動させられると、回路を閉じ、あるいは、より一般的には、回路を開く。
【０００４】
米国特許第５，２９９，３６０号は、請求項１の前文に記載されたプローブを開示しており、それらのプローブのそれぞれは、可動アームセットと協働する自由端を有するステムを備えたマイクロスイッチを含む。より詳細には、前記プローブのそれぞれにおいて、可動アームセットと固定ケーシングとの間の結合は、フィーラーの縦方向または横方向における変位に加えて、マイクロスイッチの近くに存在する可動アームセットの当接面を持ち上げ、その結果として、ステムを押し込み、接点を離れさせ、電気回路を開くことを発生させるような結合である。
【０００５】
タッチプローブが有するべききわめて重要な特性は、高い水準の繰り返し精度、すなわち、フィーラーによって得られる特定の位置と電気回路を開くこととの密接な相関関係である。
【０００６】
前記特性を改善するために、スイッチの構成部品同士の配置は、とりわけ、一般的には球形である可動接点とステムとのスラストばねの縦軸に沿った整列に関する限り、正確に規定される。しかしながら、米国特許第５，２９９，３６０号に開示されるプローブは、良好な繰り返し精度を保証するが、スイッチの構成部品同士をまったく申し分なく整列させることはできない。さらに、縦方向ガイドシステムにおけるクリアランスおよび／またはステムの軸を中心にしたステムの発生するかもしれない回転に起因するステムとマイクロスイッチのその他の構成部品とのお互いの位置の変動は、きわめて小さな存在ではあるが、プローブの繰り返し精度に悪影響を及ぼすことがある。このことは、繰り返し精度誤差が、とりわけ、小さく、１μｍよりも相当に小さいことが要求されるような最近の高精度な分野にとりわけ当てはまることである。
【０００７】
よく知られているプローブ、例えば、上述した米国特許第５，２９９，３６０号に開示されるものだけではなく、それに類似するようなプローブにおいて発生するその他の不都合は、マイクロスイッチの電気的接点の信頼性に関するものである。実際に、プローブは、様々な種類のガスケットによって保護されているが、それらのプローブは、一般的に、密閉されていると考えることはできない。より詳細には、ゴムガスケットは、酸素および水蒸気を完全には密閉しない。これらの２つの要素、すなわち、酸素および水蒸気は、一緒になって、あるいは、単独で、マイクロスイッチの電気的接点の酸化プロセスに協力し、それによって、誤動作を発生させ、その誤動作は、プローブの信頼性に悪影響を及ぼすことがある。これらの好ましくないプロセスが発生するのを回避するために、マイクロスイッチの内部において、接点を保護するための潤滑性流体（「油」）を使用することが知られている。しかしながら、油の存在は、接点の信頼性を相当に改善するが、プローブの度量衡学的性能を阻害し、とりわけ、プローブの信頼性に悪影響を及ぼすことがある。実際に、きわめて小さな電圧が印加された接点が開いたことが検出される瞬間は、油が接点に存在するために、予測不可能に変化することがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、実質的に変更されないよく知られている構造を維持することによって、また、きわめて簡単かつ安価な手段を使用することによって、性能を改善し、かつ、とりわけ、きわめて高い水準の繰り返し精度を達成するタッチプローブを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１に記載のプローブによって達成される。
【００１０】
本発明が提供する大きな利点は、きわめて簡単かつ安価な手段を使用することによって、プローブの性能を効果的に改善することであり、それによって、前記プローブによって制御される部材をより正確に機械加工することができる。
【００１１】
本発明のその他の有益な特徴が、添付の図面を参照して、限定するものではない例としての以下の詳細な説明から明らかとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示されるプローブは、縦方向幾何軸を規定するケーシング１を備えた支持手段と、ケーシング１内に収容および支持された可動アームセット３とを含み、そのケーシング１は、中空であり、実質的に円筒形であり、また、例えば、複数のお互いに組み立てられた部分からなる。ケーシング１は、可動アームセットのための２つの基準領域、より詳細には、実質的に円錐台である受座５と平坦な環状表面を備えた当接領域７とを含む。そして、可動アームセット３は、縦方向の対称軸を規定し、そして、球帯を規定する球台の形状を実質的に有する中央基準部分９と環状表面を備えた当接フランジ１１とを含む。アーム１３は、可動アームセット３に結合され、フィーラー１５が、アーム１３の自由端に取り付けられる。
【００１３】
コイルばね１７は、可動アームセット３およびケーシング１の一部である２つの平坦な表面にそれぞれ当接するそれの端部を有し、中央基準部分９を受座５に押しつけるように付勢する。
【００１４】
可動アームセット３が、ケーシング１によって規定される縦方向幾何軸に対して対称に配置された図１の非動作状態にあるとき、実質的に球帯である中央部分９は、お互いが実質的に円形に接触した状態で受座５に収容され、当接フランジ１１の環状表面は、ケーシング１の当接領域７から数ミクロンの距離を置いて離れている。図面では確認することのできないこのクリアランスの存在は、より詳細な説明を得るために参照されてもよい上述した米国特許第５，２９９，３６０号に要点が詳細に説明されるように、開示される実施形態によるヘッドの正確な動作を発生させる。
【００１５】
その代わりとして、以下の説明においてより詳細に開示される本発明の異なる実施形態は、プローブが、非動作状態にあるとき、当接フランジ１１が、ケーシング１の当接領域７に接触し、ばね１７のスラストによって付勢されることを予見していることに注意されたい。この場合、数ミクロンの半径方向のクリアランスが、可動アームセット３の中央部分９と受座５との間に存在する。
【００１６】
上述した縦方向対称軸を中心にした可動アームセット３の回転を防止するように構成された回転阻止装置は、アームセット３と、ケーシング１にしっかりと結合された（例えば、接着剤で接合された）適切な機械的結合エレメントまたはバケット２０とに取り付けられた金属ベローズ１９を含む。バケット２０は、軸に沿った開口２１を有し、そして、ベローズ１９の内部と連絡する凹部２２をケーシング１の内面とともに規定するような形で、ケーシング１に結合される。
【００１７】
２つの柔軟性のある保護密閉エレメント２３および２４が、アーム１３とケーシング１との間に配置される。
【００１８】
フィーラー１５と部材Ｗとの間に発生する接触は、縦方向における所定のプリストロークが完了した後に、あるいは、フィーラー１５が横方向に変位した場合に、例えば、ねじ込み継手３２およびリングガスケット（または、「Ｏ−リング」）３０によってプローブのケーシング１にしっかりと結合された電気的スイッチまたはマイクロスイッチ３１を含む検出装置によって、ケーシング１の幾何軸とアームセット３の対称軸との間の所定の角度で検出される。
【００１９】
図２および図３にも示されるマイクロスイッチ３１は、異なる径を有する２つの円筒形開口３４および３５を規定する縦方向の貫通孔を備えたハウジング３３を含む。絶縁材料からなる密閉プレート３７が、リベットまたはねじ４３によってハウジング３３に取り付けられ、そして、リングガスケット（または、「Ｏ−リング」）３６を適切な受座に押しつけることによって、開口３４に存在する貫通孔の端部を密閉する。プレート３７は、それの外面に、図２に断面図として概略的に示される導電性トラック３８および３９を備える。
【００２０】
例えば、プラスチックからなる円筒形の絶縁エレメント４１が、開口３４に挿入され、その開口３４に嵌め込まれ、縦方向幾何軸と実質的に同心をなす位置に結果的に配置される軸方向ガイドホール４２を規定する。
【００２１】
固定接点が、絶縁エレメント４１によって一部分が規定されかつ開口３４の内面によって一部分が規定された対応するお互いに平行な横方向受座４６および４７に挿入されかつ嵌め込まれた２つの円筒形の導電性バー４４および４５によって実現され、絶縁材料からなるディスクが、それらの間に配置され、そのディスクは、図２においては、太線によって概略的に示され、符号４９によって識別される。ディスク４９は、バー４４および４５をハウジング３３から電気的に絶縁し、そのハウジング３３は、導電性材料から製造される。
【００２２】
導電性材料からなる小さなボール５１は、可動接点を提供し、小さなクリアランスを備えて孔４２内に収容される。同様に孔４２内に挿入された圧縮ばね５３は、小さなボール５１をバー４４および４５に押しつけるようにして付勢する。小さなボール５１が、両方のバー４４および４５に接触しているときには、マイクロスイッチ３１は、閉じており、小さなボール５１が、バー４４および４５の少なくとも一方から離れているときには、マイクロスイッチ３１は、開いている。
【００２３】
図面には便宜上示されない電気的に導電性のエレメントまたはワイヤが、縦方向孔５５（図面には、一方が、示される）内に収容され、バー４４および４５を２つの導電性トラック３８および３９にそれぞれ電気的に接続し、そして、それらの導電性トラック３８および３９は、マイクロスイッチ３１を図示しないよく知られている制御計測検出ユニットに恐らくは無線送信装置、インターフェース装置等によって接続するために、図示しないケーブルからなるリード線に結合される。
【００２４】
さらに、マイクロスイッチ３１は、円筒形の開口３５内に実質的に収容されたアクチュエータまたは機械的伝達装置６１を含み、そのアクチュエータ６１は、可動アームセット３の変位を可動接点５１に伝達する。伝達装置６１の細長い機械的な本体６３は、実質的に縦方向に沿って配置され、開口３５の向かい合った端部から突き出た２つの当接端部を含み、２つの当接端部は、それぞれ、開口３４内の小さなボール５１と伝達ピン２５の端部と協働し、その伝達ピン２５は、可動アームセット３の一部であり、かつ、実質的に縦方向対称軸に沿って整列させられる。
【００２５】
細長い機械的本体６３は、押し込みステム６５と、実質的に球面を備えた伝達エレメント６７とを含み、その伝達エレメント６７は、例えば、接着剤によって、押し込みステム６５の端部に一体的に結合される。
【００２６】
また、機械的な伝達装置６１は、本体６３のためのガイドエレメントを含む。より詳細には、例えばサファイアから製造されたそれ自体がよく知られているブッシュ６９が、開口３４と開口３５との間の小さな径を備えた中間部分において、ハウジング３３の内部に取り付けられ、小さなボール５１の近傍におけるステム６５の縦方向の変位を限られたクリアランスで案内するのを助ける。開口３５の内面は、トラック７１を実現する実質的に縦方向のガイド面を規定し、前記ガイド面は、図示される実施形態においては、前記開口３５の内部に接着剤で接合され、かつ、並べて配置された一対の円筒形バー７０および７２からなる左右のバーである。円筒形バー７０および７２は、例えば、酸化ジルコニウムから製造され、その酸化ジルコニウムは、サファイアと同様に、導電性がなく、かつ、固有の硬度特性、小さな摩擦係数、および、大きな耐腐食性および耐摩耗性を有する材料である。
【００２７】
ガイドエレメントに加えて、弾性スラストエレメント、より詳細には、トラック７１を規定する表面の反対側の位置において開口３５内に同様に収容された屈曲板ばね７３が、存在する。より詳細には、ハウジング３３は、開口３５によって終端する部分において、縦方向スリット７５を含む。そのスリット７５内には、板ばね７３が、前記板ばね７３のより大きな端部７４がスリット７５から外へ横方向に突き出るような形で挿入される（図３）。環状固定エレメント７６（例えば、弾性部材）が、ハウジング３３の外面の適切な環状受座に配置され、板ばね７３の脱落を防止する。屈曲板ばね７３は、一方の側において、ハウジング３３と協働し（より大きな端部７４とスリット７５の壁との間の横方向スラスト）、また、他方の側において、別の部分は球状である伝達エレメント６７の表面の実質的に平坦な部分７７において、伝達エレメント６７と協働する。
【００２８】
板ばね７３は、エレメント６７の縦方向変位をクリアランスのないトラック７１の表面によって案内するに足るきわめて限られた力（例えば、ほんの数グラムの力）によって、伝達エレメント６７をトラック７１の表面に押しつけるように横方向へ付勢する。さらに、機械的な本体６３の特有の幾何学的特徴および配置は、ばね７３が伝達エレメント６７に加えるスラストのおかげで、トラック７１の反対側において、押し込みステム６５が、ブッシュ６９のガイド面の同一領域に繰り返し可能にもたれかかることを発生させ、それによって、本体６３の全体の縦方向変位が、規定された運動学的軌道に従って、クリアランスなしに、かつ、繰り返し可能に案内されることを実現する。
【００２９】
上述した伝達ピン２５は、可動アームセット３の中央部分に調節可能に結合される。より詳細には、ピン２５は、ねじ付きダウエル２６と一体であり、そして、そのねじ付きダウエル２６は、アームセット３の軸方向貫通孔２７の第１のねじ付き端部にねじ込まれる。貫通孔２７は、異なる径を有するいくつかの部分を有し、それらの中には、アーム１３を結合するための第２のねじ付き端部、および、密閉ねじ２８の本体を収容する中間ねじ付き領域がある。密閉ねじ２８の頭部は、リング状ガスケット（Ｏ−リング）２９を押しつけ、軸方向貫通孔２７を密閉する。
【００３０】
貫通孔２７のプローブの内面に面した部分、ベローズ１９によって規定される空間、凹部２２、および、マイクロスイッチ３１のハウジング３３の縦方向貫通孔（開口３４および３５）は、不活性ガス、より詳細には、窒素（Ｎ２）を満たされた密閉されたチャンバーを規定する。そのガスは、ねじ２８およびＯ−リング２９によって密閉される前に、孔２７を介してチャンバー内に挿入される。
【００３１】
上述したように、本発明によるプローブは、非動作状態にある可動アームセット３とケーシング１とのお互いの配置に関する限り、別の実施形態を予見することができる。非動作状態においてフランジ１１とケーシング１との間にクリアランスを備えた米国特許第５，２９９，３６０号に開示されているいくつかの特徴を含む実施形態（以下、「プローブＡ」と呼ぶ）に代わるものとして、前記非動作状態において当接フランジ１１がケーシング１の当接領域７上に着座する実施形態（以下、「プローブＢ」と呼ばれる実施形態）を予見することができる。図１は、第１の場合には当接フランジ１１と領域７との間に存在しまた第２の場合にはアームセット３の中央部分９とケーシング１の受座５との間に存在するマイクロメーターのクリアランスを確認することのできない両方の実施形態（プローブＡおよびプローブＢ）を表現しようとするものであることに注意されたい。
【００３２】
２つの実施形態によるプローブの動作は以下の通りである。
【００３３】
フィーラー１５と検査されるべき部材Ｗとが接触していないとき、可動アームセット３は、アームセット３の部分９と受座５との間（プローブＡ）に存在する円錐球型結合によってケーシング１内に支持され、または、当接フランジ１１と当接領域７との間（プローブＢ）において支持され、そして、機械的本体６３の端部は、それぞれ、小さなボール５１および伝達ピン２５の端部に面する。２つのエレメント（小さなボール５１およびピン２５）の少なくとも一方は、図面には便宜上示されないきわめて限られた量の間隔によって、本体６３の対応する端部から分離される。導電性バー４４、４５および小さなボール５１が含まれる電気回路は、閉じられる。
【００３４】
プローブと部材Ｗとのお互いの変位に加えて、また、フィーラー１５と部材Ｗの表面との接触に加えて、アーム１３およびアームセット３は、一体となって、ケーシング１に対して変位する。
【００３５】
縦方向（図１における矢印Ｚ）に沿ってフィーラー１４と部材Ｗとの間に接触が発生した場合、プローブＡおよびプローブＢのいずれの場合にも、可動アームセット３を、より詳細には、伝達ピン２５の端面を実質的に並進運動変位でもって持ち上げることが発生する。逆に、横方向（図１における矢印Ｘ）に沿ってフィーラー１５と部材Ｗとの間に発生した接触の場合、プローブＡの場合、一般的には、円錐球結合によって実現されるアームセット３の第１の限られた回転が発生し、実質的にフランジ１１の環状表面と領域７の環状表面との間の点においてなされる接触は、接触の前記点を中心にしてアームセット３を傾けることに加えて、ピン２５の端面を持ち上げること（換言すれば、縦方向成分を含む変位）を発生させる。
【００３６】
プローブＢの場合、横方向Ｘにおけるフィーラー１５と部材Ｗとの接触は、一般的には、中央部分９と受座５との間に存在するクリアランスによって実現されるアームセット３の第１の限られた並進運動、それに続く、フランジ１１の環状表面が領域７の表面から離れる変位を発生させ、２つの表面は、実質的にアームセット３がそれを中心にして傾く点において、接触を維持する。この場合もまた、アームセット３が、傾くことは、ピン２５の端面を持ち上げること（換言すれば、縦方向成分を含む変位）を発生させる。
【００３７】
簡単に説明したすべての場合において、ピン２５の端面は、伝達エレメント６７の球面に接触し、機械的本体６３を押し込み、その本体６３は、エレメント６７とトラック７１とが協働することによって、縦方向に並進運動し、かつ、クリアランスなしに案内される。エレメント６７およびトラック７１は、ばね７３のスラストによって、お互いを押しつけるようにして保持され、そのばね７３は、また、ステム６５が、ブッシュ６９のガイド面に横方向に繰り返し可能にもたれかかることを発生させる。プリストロークが完了すると、押し込みステム６５は、小さなボール５１を押し込み、ばね５３の作用に抗して電気回路を開く。電気回路が開くことは、それは、フィーラー１５と部材Ｗとの接触の発生を指示するが、制御計測検出ユニットにおいて監視される。
【００３８】
本体６３の縦方向並進運動変位は、以前に強調したクリアランスなしに案内されることに加えて、板ばね７３と伝達エレメント６７の実質的に平坦な部分７７との結合によって制約される。実際には、この結合は、本体６３がそれの軸を中心にして回転するのを実質的に制限し、より正確には、防止する。その結果として、一方において、最低限であるとはいえ避けることのできないマイクロスイッチ３１の縦軸に沿った構成部品（ステム６５、小さなボール５１の中心、および、バー４４とバー４５との中間点）のミスアライメント、および、他方においては、本体６３の端面の形状欠陥、製造欠陥、または、摩耗欠陥を組み合わせた作用による誤差を除去し、あるいは、少なくとも相当に減少させる。類似する形状欠陥は、本体６３の端面と小さなボール５１との間に存在する距離および本体６３の端面と伝達ピン２５との間に存在する距離それぞれの理論的な値に対するマイクロメータによる計測値の変動を発生させることがある。本体６３の軸回転を防止することによって、前記距離の値は、上述したミスアライメントおよび形状欠陥に依存することはなく、プローブの動作中に、実質的に変化することはない。このように、プローブの動作中、細長い本体６３を押し込むことによって、小さなボール５１を導電性バー４４および４５から引き離し、それによって、回路を開くことを発生させるために、ピン２５の表面が移動すべき距離は、実質的に不変である。
【００３９】
すべてのこれらの結果は、プローブの繰り返し精度特性における大きな改善である。
【００４０】
上述したように、マイクロスイッチ３１のハウジング３３は、窒素を充填された密閉されたチャンバーの一部である。これは、実質的に湿気および酸素のない環境に電気的な接点４４、４５、および、５１を保持することを可能にし、それによって、酸化による悪影響を防止し、時間が経過しても一定のままであるプローブの高い水準の繰り返し精度を保証する。他方において、窒素は、接点を酸化から保護するために油性流体を使用するよく知られている装置において発生することとは逆に、プローブの度量衡学的性能を阻害しない。
【００４１】
本発明によるプローブにおいては、窒素を異なる物質に、より詳細には、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）またはアルゴン（Ａｒ）のような不活性ガスに置き換え、同一の結果を達成することができることを認識されたい。
【００４２】
さらに、不活性ガスの挿入、一般的には、取り扱いは、環境汚染の防止に関する限り、油性流体の取り扱いに比較して、大きな利点を提供する。なぜなら、不活性ガスは、明らかに「より清浄な」ものであることをもたらし、取り扱うのがそれほど面倒なものではないからである。
【００４３】
当然ながら、プローブの製造特徴は、より詳細には、様々な部品同士の結合および材料の選択に関する限り、本発明の範囲から逸脱することなく、図示されたものおよび上で説明されたものと異なってもよい。
【００４４】
さらに、マイクロスイッチ３１の構造は、上で図示および説明されたものとは異なる別の形態を有してもよい。例えば、バー４４および４５のどちらか一方だけが電気的な接触を提供し、他方は、非導電性材料から製造され、そして、小さなボール５１は、非動作状態において電気回路を閉じるために、また、小さなボール５１と導電性バー（４４または４５）との係合が解除されたときに回路が開くのを検出するのを可能にするために、孔５５内の導体に結合されることを予見することができる。
【００４５】
ここで説明された有益な特徴をいくつかでも備えたプローブは、本発明の範囲に存在する。より詳細には、図面に示されるマイクロスイッチ３１を備えたプローブは、密閉されたチャンバー内に窒素またはその他の不活性ガスを含んでもよく、あるいは、含まなくてもよい。
【００４６】
また、類似した電気的スイッチ検出装置を使用したプローブは、たとえそれらのプローブが例えばアームセット３をケーシング１内に支持することを考えることのできる図１に示される実施形態（プローブＡおよびプローブＢ）と異なる構造上の大きな相違点を有するにしても、本発明の範囲に存在する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるタッチプローブの縦断面図であり、いくつかの細かな部分が、正面図として示される。
【図２】図１に示されるプローブの構成要素の拡大縦断面図である。
【図３】図２に示される矢印ＩＩＩによって示される方向において底面から見た図２の構成要素を示す図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タッチプローブが、
縦方向幾何軸を規定するケーシング（１）と、
ケーシング（１）内に収容され、かつ、縦方向対称軸を規定する可動アームセット（３）と、
可動アームセット（３）にしっかりと結合され、ケーシングから外へ突き出た端部を備えたアーム（１３）と、
アーム（１３）の前記端部に結合されたフィーラー（１５）と、
ケーシング（１）に対する可動アームセット（３）の変位を検出するように構成された電気的スイッチ（３１）と、を含み、
前記電気的スイッチ（３１）が、
ハウジング（３３）と、
少なくとも１つの固定接点（４４、４５）と、
可動接点（５１）と、
可動アームセット（３）の変位を可動接点（５１）に伝達するように構成された機械的伝達装置（６１）と、を含み、
前記機械的伝達装置（６１）が、
可動アームセット（３）と可動接点（５１）との間に配置され、実質的に縦方向に沿って配置されかつ移動することのできる細長い機械的本体（６３）と、
細長い機械的本体（６３）と協働するガイドエレメント（６９〜７３、７７）と、を含むタッチプローブであって、
ガイドエレメント（６９〜７３、７７）が、前記ハウジング（３３）と一体化された実質的に縦方向のガイド面（７０〜７２）と、細長い機械的本体（６３）を前記ガイド面（７０〜７２）に押しつけるように付勢する弾性スラストエレメント（７３）とを含む、
タッチプローブ。
【請求項２】
電気的スイッチ（３１）が、可動接点（５１）を前記少なくとも１つの固定接点（４４、４５）に押しつけるように付勢するばね（５３）を含む、請求項１に記載のタッチプローブ。
【請求項３】
前記電気的スイッチ（３１）が、少なくとも２つの固定接点（４４、４５）を含み、前記ばね（５３）が、可動接点（５１）を２つの固定接点（４４、４５）に押しつけるように付勢するように構成された、請求項２に記載のタッチプローブ。
【請求項４】
前記実質的に縦方向のガイド面（７０〜７２）が、トラック（７１）を実現し、細長い機械的本体（６３）が、前記弾性スラストエレメント（７３）によって横方向に沿って付勢される前記トラック（７１）と協働するように構成された適切な表面を含む、請求項１または３のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項５】
細長い機械的本体（６３）が、お互いに一体的に結合された押し込みステム（６５）と伝達エレメント（６７）とを含み、伝達エレメント（６７）が、トラック（７１）と協働するように構成された前記表面を規定する、請求項４に記載のタッチプローブ。
【請求項６】
弾性スラストエレメント（７３）が、前記ハウジング（３３）の表面と伝達エレメント（６７）の実質的に平坦な部分（７７）との間に配置され、伝達エレメント（６７）が、トラック（７１）と協働するように構成された実質的に球面を規定する、請求項５に記載のタッチプローブ。
【請求項７】
弾性スラストエレメントが、屈曲板ばね（７３）を含む、請求項６に記載のタッチプローブ。
【請求項８】
電気的スイッチ（３１）のハウジング（３３）が、縦方向スリット（７５）を含み、屈曲板ばね（７３）が、前記縦方向スリット（７５）内に少なくとも部分的に収容および固定された、請求項７に記載のタッチプローブ。
【請求項９】
屈曲板ばね（７３）が、前記縦方向スリット（７５）から部分的にかつ横方向にケーシング（３３）の外へ突き出た大きな端部（７４）を規定し、電気的スイッチ（３１）が、屈曲板ばね（７３）がハウジング（３３）から脱落するのを防止するためにハウジング（３３）の外面と協働するように構成された環状固定エレメント（７６）を含む、請求項８に記載のタッチプローブ。
【請求項１０】
ガイドエレメント（６９〜７３、７７）が、一対の円筒形バー（７０、７２）を含み、前記円筒形バー（７０、７２）が、前記トラック（７１）を実現するガイド面を規定する、請求項４から９のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１１】
可動アームセット（３）が、実質的に前記縦方向対称軸に沿って整列しかつ調節することのできる伝達ピン（２５）を含み、伝達ピン（２５）が、アーム（１３）の変位に加えて、電気的スイッチ（３１）の機械的伝達装置（６１）と協働するように構成された、請求項１から１０のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１２】
前記伝達ピン（２５）の端部が、アーム（１３）の変位に加えて、細長い機械的本体（６３）の伝達エレメント（６７）に接触するように構成された請求項５から９のいずれか一項に従属する、請求項１１に記載のタッチプローブ。
【請求項１３】
可動アームセット（３）が、円錐球結合（９、５）によって、ケーシング（１）内に支持され、可動アームセットおよびケーシングが、環状表面（７、１１）を規定し、それらの環状表面（７、１１）は、お互いに接触し、かつ、アーム（１３）の変位に加えて、可動アームセット（３）の縦方向変位を発生させるように構成され、その縦方向変位は、前記機械的伝達装置（６１）によって電気的スイッチ（３１）の可動接点（５１）に伝達されるのに適したものである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１４】
可動アームセット（３）が、平坦な環状表面（７、１１）同士の結合によって、ケーシング（１）内に支持され、可動アームセット（３）およびケーシング（１）が、それぞれ、実質的に球状の部分（９）および実質的に円錐台状の受座（５）を規定し、それらの球状部分（９）および円錐台状受座（５）は、お互いに接触し、かつ、アーム（１３）の変位に加えて、平坦な環状表面（７、１１）間の部分的な分離およびその結果としての可動アームセット（３）の縦方向変位を発生させるように構成され、その縦方向変位は、前記機械的伝達装置（６１）によって電気的スイッチ（３１）の可動接点（５１）に伝達されるのに適したものである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１５】
ケーシング（１）が、不活性ガスを充填された密閉されたチャンバー（１９、２２、３４、３５）を取り囲み、電気的スイッチ（３１）が、前記密閉されたチャンバー（１９、２２、３４、３５）内に配置された請求項１から１４のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１】
タッチプローブが、
縦方向幾何軸を規定するケーシング（１）と、
ケーシング（１）内に収容され、かつ、縦方向対称軸を規定する可動アームセット（３）と、
可動アームセット（３）にしっかりと結合され、ケーシングから外へ突き出た端部を備えたアーム（１３）と、
アーム（１３）の前記端部に結合されたフィーラー（１５）と、
ケーシング（１）に対する可動アームセット（３）の変位を検出するように構成された電気的スイッチ（３１）と、を含み、
前記電気的スイッチ（３１）が、
ハウジング（３３）と、
少なくとも１つの固定接点（４４、４５）と、
可動接点（５１）と、
可動アームセット（３）の変位を可動接点（５１）に伝達するように構成された機械的伝達装置（６１）と、を含み、
前記機械的伝達装置（６１）が、
可動アームセット（３）と可動接点（５１）との間に配置され、実質的に縦方向に沿って配置されかつ移動することのできる細長い機械的本体（６３）と、
細長い機械的本体（６３）と協働するガイドエレメント（６９〜７３、７７）と、を含むタッチプローブであって、
ガイドエレメント（６９〜７３、７７）が、前記ハウジング（３３）と一体化された実質的に縦方向のガイド面（７０〜７２）と、細長い機械的本体（６３）を前記ガイド面（７０〜７２）に押しつけるように付勢する弾性スラストエレメント（７３）とを含む、
タッチプローブ。
【請求項２】
電気的スイッチ（３１）が、可動接点（５１）を前記少なくとも１つの固定接点（４４、４５）に押しつけるように付勢するばね（５３）を含む、請求項１に記載のタッチプローブ。
【請求項３】
前記電気的スイッチ（３１）が、少なくとも２つの固定接点（４４、４５）を含み、前記ばね（５３）が、可動接点（５１）を２つの固定接点（４４、４５）に押しつけるように付勢するように構成された、請求項２に記載のタッチプローブ。
【請求項４】
前記実質的に縦方向のガイド面（７０〜７２）が、トラック（７１）を実現し、細長い機械的本体（６３）が、前記弾性スラストエレメント（７３）によって横方向に沿って付勢される前記トラック（７１）と協働するように構成された適切な表面を含む、請求項１または３のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項５】
細長い機械的本体（６３）が、お互いに一体的に結合された押し込みステム（６５）と伝達エレメント（６７）とを含み、伝達エレメント（６７）が、トラック（７１）と協働するように構成された前記表面を規定する、請求項４に記載のタッチプローブ。
【請求項６】
弾性スラストエレメント（７３）が、前記ハウジング（３３）の表面と伝達エレメント（６７）の実質的に平坦な部分（７７）との間に配置され、伝達エレメント（６７）が、トラック（７１）と協働するように構成された実質的に球面を規定する、請求項５に記載のタッチプローブ。
【請求項７】
弾性スラストエレメントが、屈曲板ばね（７３）を含む、請求項６に記載のタッチプローブ。
【請求項８】
電気的スイッチ（３１）のハウジング（３３）が、縦方向スリット（７５）を含み、屈曲板ばね（７３）が、前記縦方向スリット（７５）内に少なくとも部分的に収容および固定された、請求項７に記載のタッチプローブ。
【請求項９】
屈曲板ばね（７３）が、前記縦方向スリット（７５）から部分的にかつ横方向にケーシング（３３）の外へ突き出た大きな端部（７４）を規定し、電気的スイッチ（３１）が、屈曲板ばね（７３）がハウジング（３３）から脱落するのを防止するためにハウジング（３３）の外面と協働するように構成された環状固定エレメント（７６）を含む、請求項８に記載のタッチプローブ。
【請求項１０】
ガイドエレメント（６９〜７３、７７）が、一対の円筒形バー（７０、７２）を含み、前記円筒形バー（７０、７２）が、前記トラック（７１）を実現するガイド面を規定する、請求項４から９のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１１】
可動アームセット（３）が、実質的に前記縦方向対称軸に沿って整列しかつ調節することのできる伝達ピン（２５）を含み、伝達ピン（２５）が、アーム（１３）の変位に加えて、電気的スイッチ（３１）の機械的伝達装置（６１）と協働するように構成された、請求項１から１０のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１２】
前記伝達ピン（２５）の端部が、アーム（１３）の変位に加えて、細長い機械的本体（６３）の伝達エレメント（６７）に接触するように構成された請求項５から９のいずれか一項に従属する、請求項１１に記載のタッチプローブ。
【請求項１３】
可動アームセット（３）が、円錐球結合（９、５）によって、ケーシング（１）内に支持され、可動アームセットおよびケーシングが、環状表面（７、１１）を規定し、それらの環状表面（７、１１）は、お互いに接触し、かつ、アーム（１３）の変位に加えて、可動アームセット（３）の縦方向変位を発生させるように構成され、その縦方向変位は、前記機械的伝達装置（６１）によって電気的スイッチ（３１）の可動接点（５１）に伝達されるのに適したものである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１４】
可動アームセット（３）が、平坦な環状表面（７、１１）同士の結合によって、ケーシング（１）内に支持され、可動アームセット（３）およびケーシング（１）が、それぞれ、実質的に球状の部分（９）および実質的に円錐台状の受座（５）を規定し、それらの球状部分（９）および円錐台状受座（５）は、お互いに接触し、かつ、アーム（１３）の変位に加えて、平坦な環状表面（７、１１）間の部分的な分離およびその結果としての可動アームセット（３）の縦方向変位を発生させるように構成され、その縦方向変位は、前記機械的伝達装置（６１）によって電気的スイッチ（３１）の可動接点（５１）に伝達されるのに適したものである、請求項１から１２のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【請求項１５】
ケーシング（１）が、不活性ガスを充填された密閉されたチャンバー（１９、２２、３４、３５）を取り囲み、電気的スイッチ（３１）が、前記密閉されたチャンバー（１９、２２、３４、３５）内に配置された請求項１から１４のいずれか一項に記載のタッチプローブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公表番号】特表２００６−５０２３８０（Ｐ２００６−５０２３８０Ａ）
【公表日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５４０７４１（Ｐ２００４−５４０７４１）
【出願日】平成１５年９月２９日（２００３．９．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００３／０１０８０６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３１６８５
【国際公開日】平成１６年４月１５日（２００４．４．１５）
【出願人】（５００２００７０８）マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ (33)
【氏名又は名称原語表記】ＭＡＲＰＯＳＳ Ｓ．Ｐ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年９月２９日（２００３．９．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００３／０１０８０６
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０３１６８５
【国際公開日】平成１６年４月１５日（２００４．４．１５）
【出願人】（５００２００７０８）マーポス、ソチエタ、ペル、アツィオーニ (33)
【氏名又は名称原語表記】ＭＡＲＰＯＳＳ Ｓ．Ｐ．Ａ．
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]