説明

機械部品の径方向寸法をチェックするためのゲージ

工作物(60)の径方向寸法、例えば研削作業中に軌道回転するクランクピンの直径をチェックするためのゲージ(1)は、ケーシングと、V形状基準装置(4)と、ケーシング(2)内で基準装置に対して移動できるロッドとを含み、ロッドの端部は、ケーシングから突出して、チェックされるべき工作物の表面と接触するためのフィーラ(20)を支持するとともに、フィーラの移動をトランスデューサ(22)に対して伝える。冷却媒体、塵埃、または、他の異物がケーシング内に入ることを防止するためのシールシステムは、圧縮空気をケーシングの内側から外側へ吹き出させることができるようにする空気管路(6)と、非作動状態で、ロッドをケーシングから突出させるための開口をシールする内部シールとを含む。有利な実施形態によれば、シールは、ロッドを案内するブシュ内に固定されるとともに、気密性を得るためにロッドの表面と協働する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、円筒面を特徴とする、工作物の径方向寸法をチェックするためのゲージであって、ケーシングと、ケーシングに結合され、工作物の円筒面と協働するようになっているV形状基準装置と、工作物の円筒面と接触し且つ略直線的な移動を行なうようになっているフィーラと、ケーシング内に移動可能に配置され、フィーラを支持する伝達要素と、V形状基準装置に対するフィーラの位置を示す信号を供給するようになっており、伝達要素に対して結合される可動要素を含むトランスデューサと、伝達要素とケーシングとの間のシールシステムとを含むゲージに関する。
【背景技術】
【0002】
前述した特徴を有するゲージは技術的に知られている。一例は、WO−A−9712724の番号を伴って発行された国際特許出願に示されており、この出願は、幾何学的な軸を中心とするクランクピンの軌道運動中にクランクピンの直径をチェックするための特定の装置について言及している。ゲージ(装置の一部であり且つ国際出願の図6,7に示されている)は、チェックされるべきピン上に載置するV形状基準装置と、管状のガイドケーシングとを含む。伝達ロッドが、ガイドケーシング内で軸方向に並進するとともに、チェックされるべきクランクピンの表面と接触するフィーラを支持する。ロッドの移動は、管状ケーシングと一体の第1の部分と伝達ロッドと一体で且つ伝達ロッドと共に移動できる第2の部分とを含む誘導トランスデューサを有する測定装置によって検出される。
【0003】
研削機上で加工されるクランクシャフトをチェックするための前述した国際特許出願に示される特定の用途において、ゲージの固定部品(管状ケーシングと、V形状基準装置と、誘導トランスデューサの一部とを含む)は、チェックされるべきピンが軌道運動をする間に当該ピンとの接触を保つために必要とされる移動をゲージ全体が行なうことができるようにする支持システムに対して結合される。
【0004】
管状ケーシングは開口を有しており、この開口を通じて、フィーラを支持する伝達ロッドの端部が突出する。シール装置がそのような開口を閉じ、それにより、冷却媒体および作業環境内に存在する他の異物がケーシング内に入ることが防止される。より具体的には、シール装置は、その端部がロッドおよびケーシングにそれぞれ固定される金属ベローズから形成されており、ロッドとケーシングとの間の軸回転を防止する機能も有し、そのため、フィーラが不適切な角度位置をとることを防止する。
【0005】
別の方法として、公知のゲージは、異なる形状及び/又は材料からなる管状の外部ガスケットを含み、これらのガスケットは、例えばゴムから形成されるとともに、ケーシングとフィーラを支持する可動要素との間に配置される。これらのガスケットは、シール作用を行なうが、回転防止が関与する限りにおいて実質的な役割を果たさない。
【0006】
最大限のコンパクト化を特徴付ける内燃機関の需要の増大は、益々小さい寸法を有する構成要素の製造をもたらす。そのような構成要素の1つは、極めて正確な寸法チェックを要するクランクシャフトである。
【0007】
非常に小さい公称寸法を特徴とする、クランクシャフトをチェックするために先に挙げられた特許公報WO−A−9712724に示される装置を使用することが困難となり或いは不可能となる可能性がある。例えば、チェックされるべきクランクピンが極めて小さい長さを有する場合には、結果として、V形状基準装置、フィーラ、ロッドおよびケーシングの対応する端部、および、シールシステムを含むゲージの部分の厚さを小さくする必要がある。実際に、ゲージのそのような部分は、チェック動作中、ピンの表面と接触し或いはピンの表面に非常に近接していなければならず、すなわち、ピンの端部にある互いに対向するチークの壁間に配置されていなければならない。利用可能な遊びが例えば8−10mmよりも小さいときには、シールシステムの寸法を減少させることが特に厄介である。実際に、適切な横方向サイズと、互いに移動できる部品の両方に対する安全な接続と、コンプライアンスおよび気密性に関して必要とされる特徴を確保する適正な特性とを特徴付ける金属ベローズまたは異なる管状ガスケットを得ることは厄介である。
【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、機械部品の径方向寸法のチェックにおいて優れた性能を保証しつつ、小さい全体寸法を特徴付け、そのため、チェックされるべき部品の遊びが制限される用途における公知のゲージの問題を克服するゲージ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、シールシステムが空気管路を含み、空気管路を通じて圧縮空気がケーシングの内側から外側へ吹き出される前述したゲージによって達せられる。
【0010】
本発明に係るゲージでは、外部管状ガスケットまたは金属ベローズを省くことができ、そのため、他の構成要素を適切に寸法付けることにより、接近手段が非常に小さい寸法を有する場合であってもチェック動作を行なうことができる。典型的な用途は、軸方向寸法が限られた軌道移動可能なクランクピンがチェックされ、ピンの寸法及び/又は用途の他の機械部品が8−10mmよりも大きい横方向サイズを有する構成要素の使用を妨げる既に記載された用途である。
【0011】
本発明の特定の実施形態は、ケーシングまたは伝達ロッドに対して実質的に固定される内部シールも特徴とし、また、ゲージの非作動状態であっても異物に対する非常に良好な気密性を保証することができる。この実施形態では、非作動状態で空気が流れ続けないで済むため、圧縮空気の消費量を積極的に制限することができる。
【0012】
ここで、例示的と見なされるべきであり限定的であると見なされるべきではない添付図面に示される好ましい実施形態を参照して、本発明について詳しく説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
図は、機械部品の径方向寸法をチェックするための本発明に係るゲージ1、より具体的には、いわゆる「スナップゲージ」を示している。ゲージ1は、長くて細い形状を有するケーシング2と、例えば図1では概略的に示され且つ参照符号3によって表わされるネジを用いてケーシング2の端部に対して調整可能に結合されるV形状基準装置4とを有する支持システムを含んでいる。V形状基準装置4は、角度を成し且つチェックされるべき工作物の表面上に載置するようになっている2つの接触面を含んでいる。ケーシング2は貫通軸孔6を有しており、この貫通軸孔6においては、ロッド8が収容されるとともに、ロッド8が第1のブシュ12および第2のブシュ14を有するガイド装置によって案内されて長手方向に移動できる。ロッド8の一端部10は、直径寸法が減少されており、軸孔6の端部でケーシング2から突出してV形状基準装置4に通じている。軸孔6は、反対側の端部へ向かって、異なる直径寸法を有する断面を特徴とする、拡大領域7を形成している。後述するようにチェックされるべき工作物の表面と接触して略直線的な移動を行なうようになっているフィーラ20がロッド8の端部10に対して固定され、また、誘導トランスデューサ22の可動要素またはコア23がステム21を介してロッド8の反対側の端部に結合される。また、トランスデューサ22は、軸孔6の前述した拡大領域7でケーシング2に結合され且つ内部でコア23が並進できる巻線を有する固定部品24も含んでいる。巻線(図1に示されていない)は、ケーブル26の電気配線を介して、図1に概略的に示され且つ参照符号25によって表わされる公知のタイプの処理・表示ユニットに対して結合される。
【0014】
ロッド8は、フィーラ20の略直線的な移動(チェックされるべき工作物の表面との接触の結果である移動)をトランスデューサ22のコア23に対して伝える伝達要素である。
【0015】
推力装置は、図1の例ではロッド8に固定されるフランジ29に作用し且つフィーラ20を支持する端部10を外側へ向けて押し出すことによりロッド8と軸孔6の拡大領域7の表面との間に軸推力を加える圧縮スプリング28を含んでいる。
【0016】
V形状基準装置4の近傍に配置され且つ図4,5,6に更に詳しく示される第2のブシュ14は、ロッド8の長手方向並進移動を案内するガイド部13と、更に幅広い直径寸法を有する内面を持つ拡大部15とを含んでおり、拡大部には円形キャビティ16が形成される。シール要素は、ケーシング2に結合される環状内部シール18、例えば、いわゆる「Oリング」を含んでおり、より具体的には、環状内部シールは、第2のブシュ14の円形キャビティ16内に部分的に収容される。
【0017】
環状シール18は、第2のブシュ14の内面から突出するとともに、直径寸法が減少される端部10に隣接するロッド8の結合領域9のほぼ近傍にあるロッド8の合わせ面と協働する。
【0018】
ガイド部13は、圧縮空気が流れることができるようにする互いに120度の角度間隔で離間される3つの更なる孔、より具体的には長手方向カット17を含んでいる。
【0019】
金属ベローズ30を有する回転防止装置は、ロッド8およびケーシング2に固定される端部を有するとともに、軸孔6の拡大領域7内に収容される。金属ベローズ30は、ロッド8とケーシング2との間の相互の軸回転を実質的に防止する役目のみを果たす。
【0020】
図面に概略的に示され且つ参照符号40で示される圧縮空気源は、ホース42を介して、軸孔6の拡大領域7を外部と連通させるケーシング2の側部貫通穴44に結合される。ケーシング2内には、横断穴46(図2および図3において見ることができる)が、前述した拡大領域7と、第1のブシュ12と第2のブシュ14との間にある軸孔6の中間領域との間に形成される。そのため、横断穴46および軸孔6の一部は、圧縮空気源40によって供給される圧縮空気の、ケーシング2内およびV形状基準装置4の開口へ向かう、通過を可能にするための空気管路を形成する。空気管路を通じて、圧縮空気をケーシング2の内側から外側へと吐き出すことができる。
【0021】
スナップケージ1は、例えば先に挙げられた特許公報WO−A−9712724に記載されて示され且つ軌道回転するクランクピンをチェックするための適用部分である可動構造体に類似する可動構造体を用いて、図1に概略的に示され且つ参照符号50により示される外部支持体に対して固定することができる。
【0022】
非作動状態において、ロッド8は、スプリング28の推力下で、図1および図5に示される位置に配置される。そのような位置は、スプリング28の推力によって互いに押し付けられる機械的な当接を含む公知の図示しない制限装置によって画定される。結合領域9の近傍では、ロッド8の合わせ面が環状シール18に対して押し付けられ、そのため、ゲージ1のシールが保証される。すなわち、孔6が閉じられ、流体または他の異物はケーシング2の内部に全く近づくことができない。
【0023】
チェック動作を行なうため、ゲージ1は、チーク62間に位置するチェックされるべき工作物60、例えば図7に部分的および概略的に示されるクランクシャフト66のクランクピンの円筒面と手動または自動で接触される。V形状基準装置4は、工作物の表面と接触した状態となり(図6)、挙げられた例によれば、例えば重力の作用により、工作物60の軌道回転中にそのような表面と接触した状態を保つ(これに関しては、先に挙げられた特許公報WO−A−9712724の記載を参照されたい)。
【0024】
スプリング28の推力に対抗する推力がフィーラ20に対して加えられ、その結果として起こるフィーラ20の移動がロッド8によってトランスデューサ22のコア23へ伝えられる。トランスデューサは、V形状基準装置4に対するフィーラ20の位置を示す信号を、信号を処理する処理・表示ユニット25へ与えるとともに、工作物60の寸法に関する表示を与える。ゲージが工具(より具体的には、研削機)での「工程間」チェックにおいて適用されると、そのような表示を使用して、クランクシャフト66の研削動作を制御することができる。
【0025】
圧縮空気源40によって供給され且つ側部穴44を通じてケーシング2の内部に吹き込まれる圧縮空気は、横断穴46によって形成される空気管路、軸孔6の隙間、長手方向カット17、および、第2のブシュ14の拡大部15においてケーシング2内を長手方向に通過する。フィーラ20と工作物60の表面との間の接触後、ロッド8の合わせ面が移動してシール18から離れると、空気が外部に出ることができる。外部へ流れる圧縮空気は、吹き出して、異物(場合により、フィーラ20と工作物60との間の接触領域の近傍にある)がケーシング2の内側へ入ることを防止し、そのため、シールシステムが達成される。気密性は、工具で加工されるべき部品が冷却媒体に当たって覆われる「工程間」用途においては特に重要であり、冷却媒体がケーシング2内に入ると、冷却媒体は、ゲージ1の機能に悪影響を与え、その構成要素、中でもトランスデューサ22を損傷させる場合がある。
【0026】
ゲージ1が工作物60から離れるように移動されると、スプリング28がロッド8の合わせ面を押し戻してシール18に接触させ、そのため、孔6がシールされる。結果として、圧縮空気源40からくる空気が加圧下でケーシング2内に残る。このようにして、空気の消費は、フィーラ20が移動する際、これらのチェック段階に有利に制限される。別の方法として、非作動状態において、圧縮空気の供給を中断することができる。
【0027】
本発明に係るゲージ1は、必要とされる性能を確保するために非常に小さいサイズを有することができないゴムまたは金属の管状ガスケットなどの外部シール装置を伴うことなく、優れた気密性を保証することができる。外部ガスケットを省くことができるため、チェックされるべき工作物と係合するようになる部品が非常に小さい横寸法を有するゲージを得ることができる。結果として、図7に概略的に示されるように互いに非常に近接する(例えば、8−10mm)2つの機械部品によって長手方向の範囲が定められるクランクピンなどの接近可能性が限られることを特徴とする、部品をチェックするための用途を与えることができる。
【0028】
また、内部シール18は、チェックされるべき部品に対してゲージ1が退避された位置にあるとき或いは例えば格納マガジン内に格納されるときにゲージ1の非作動状態で気密性を保証する。実際には、非作動状態はあまり重要ではないが、塵埃または他の異物がケーシング2の入口に積もって内側に入り込むのを防止するため、圧縮空気の消費量を大幅に増大させることが必要である。内部シール18は、圧縮空気をケーシング2内に保持することができ及び/又はゲージ1がチェック動作を何ら行なってはならないときに空気の生成を中断することができ、また、これは、ゲージ1の適切なシールを損なわない。
【0029】
本発明に係るゲージは、図示される前述したものに対して異なる実施形態を特徴付けることができる。
【0030】
第2のブシュ14での気密性は異なる方法で行なうことができ、この場合、例えば、シール18または同様の機能を有する要素がロッド8の適切な領域に結合されて当該領域と共に移動することができ、一方、シールと適合し且つゲージ1の非作動状態でシールを行なう合わせ面を画定するようにブシュ14の内面が適切に形成される。
【0031】
推力装置も、異なる実施形態を有することができるとともに、例えば磁気要素を伴う異なる形状および配置を有する機構を含むことができる。
【0032】
ガイド装置は、第1のブシュ12の代わりに、他の案内要素、例えばボールブシュを含むことができ、あるいは、例えば第2のブシュ14にほぼ対応する適切に寸法付けられた単一の要素を含むことができる。
【0033】
また、本発明の実施形態は、V形状基準装置4の接触面によって形成される角度に対するロッド8の並進方向の配置に関して、異なっていてもよい。より具体的には、フィーラ20を支持するロッド8の並進方向は、前述した角度の二等分線に沿ってほぼ合わせられてもよく、あるいは、二等分線に対して僅かに傾けられてもよい。
【0034】
また、誘導トランスデューサ22を、既に挙げた特許公報WO−A−9712724の図6および図7に実質的に示されるようなロッド8の端面と接触する可動部分を有する軸方向ゲージヘッドに置き換えることができる。他の公知のタイプのトランスデューサを使用することができる(例えば光変換器)。いずれにしても、フィーラ20の移動を検出するための回路から独立する、気密を得るためのニューマチック装置を使用するのが有益である。2つの回路を互いに独立に保つことにより、一方では、関連する特定の用途に基づいてトランスデューサを選択して最良の計量性能を得ることができ、他方では、極めて簡単で安価な方法で前述した空気シール回路を得ることができる。実際には、この空気回路は、圧力値を制御するために例えばスタビライザを必要とせず、むしろ、一般に作業場環境で他の作業のために利用できる空気(「工場空気」)を使用することができる。
【0035】
また、本発明に係るゲージは、異なるタイプの外部支持体に対して固定することができ、あるいは、例えば手動で、スタンドアロン装置として使用できる。
【図面の簡単な説明】
【0036】
【図1】幾つかの要素が断面されていない本発明の好ましい実施形態に係るゲージの長手方向断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿う図1のゲージの横断面図である。
【図3】図2のIII−III線に沿う図1および図2のゲージの断片的な長手方向断面図である。
【図4】図1のIV−IV線に沿う図1のゲージの横断面図である。
【図5】明確のために一部の構成要素が簡略化された非作動位置における図1のゲージの詳細の拡大長手方向断面図である。
【図6】明確のために一部の構成要素が簡略化された作動位置における図1のゲージの詳細の拡大長手方向断面図である。
【図7】クランクシャフトのクランクピンのチェック中における、幾つかの詳細部が断面化された図1のゲージの側面図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
円筒面を特徴とする、工作物(60)の径方向寸法をチェックするためのゲージ(1)であって、
・ケーシング(2)と、
・前記ケーシング(2)に結合され、前記工作物(60)の円筒面と協働するようになっているV形状基準装置(4)と、
・前記工作物(60)の円筒面と接触し且つ略直線的な移動を行なうようになっているフィーラ(20)と、
・前記ケーシング(2)内に移動可能に配置され、前記フィーラ(20)を支持する伝達要素(8)と、
・前記V形状基準装置(4)に対する前記フィーラ(20)の位置を示す信号を供給するようになっており、前記伝達要素(8)に対して結合される可動要素(23)を含むトランスデューサ(22)と、
・前記伝達要素(8)と前記ケーシング(2)との間のシールシステム(18,40−46)と、
を含むゲージ(1)において、
前記シールシステムが空気管路(6,42−46)を含み、当該空気管路を通じて圧縮空気が前記ケーシング(2)の内側から外側へと吹き出すことを特徴とする、ゲージ(1)。
【請求項2】
前記シールシステム(18,40−46)は、前記ケーシング(2)および前記伝達要素(8)のうちの一方に対して結合され且つ前記ケーシング(2)および前記伝達要素(8)のうちの他方の合わせ面と協働するようになっているシール要素(18)を含む、請求項1に記載のゲージ。
【請求項3】
前記伝達要素(8)に対して軸推力を加えるようになっている推力装置(28)を含み、前記軸推力は、前記シール要素(18)と前記合わせ面との間の相互の接触を保つようになっている、請求項2に記載のゲージ。
【請求項4】
前記推力装置は、前記ケーシング(2)と前記伝達要素(8)との間に配置されるスプリング(28)を含む、請求項3に記載のゲージ。
【請求項5】
前記伝達要素がロッド(8)を含み、前記ケーシング(2)が軸孔(6)を形成し、前記ロッド(8)が前記軸孔(6)内に収容されて軸方向に移動できる、請求項2〜4のいずれか一項に記載のゲージ。
【請求項6】
前記空気管路が前記軸孔(6)の少なくとも一部を含む、請求項5に記載のゲージ。
【請求項7】
前記軸孔(6)内での並進方向に沿う前記ロッド(8)の並進移動を案内するようになっているガイド装置(12,14)を含み、前記ガイド装置は、前記V形状基準装置(4)の近傍で前記ケーシング(2)に対して結合される少なくともブシュ(14)を含み、前記空気管路は、前記少なくとも1つのブシュ(14)の孔(17)を含む、請求項6に記載のゲージ。
【請求項8】
前記少なくとも1つのブシュ(14)が内面(13,15)を画定し、前記シール要素(18)が前記内面(13,15)に結合され、前記ロッド(8)が前記合わせ面を画定する、請求項7に記載のゲージ。
【請求項9】
前記V形状基準装置(4)が所定の角度を成す接触面を画定し、前記ロッド(8)の前記並進方向が前記角度の二等分線に沿ってほぼ合わせられて配置される、請求項7または8に記載のゲージ。
【請求項10】
前記シール要素が環状シール(18)を含む、請求項2〜9のいずれか一項に記載のゲージ。
【請求項11】
前記トランスデューサ(22)は、前記ケーシング(2)に結合される固定部品(24)を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載のゲージ。
【請求項12】
前記トランスデューサ(22)が誘導トランスデューサである、請求項11に記載のゲージ。
【請求項13】
前記ケーシング(2)内に収容され且つ前記伝達要素(8)および前記ケーシング(2)に対して固定される金属ベローズ(30)を有する回転防止装置を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載のゲージ。
【請求項14】
チェック動作中に、前記機械工作物(60)が軌道回転しており、前記V形状基準装置(4)が前記工作物(60)の円筒面と接触した状態を保つ、請求項1〜13のいずれか一項に記載のゲージの使用。
【請求項15】
工具での研削動作中にクランクシャフト(66)のクランクピン(60)をチェックするための、請求項14に記載のゲージの使用。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公表番号】特表2009−526979(P2009−526979A)
【公表日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−554767(P2008−554767)
【出願日】平成19年2月13日(2007.2.13)
【国際出願番号】PCT/EP2007/051405
【国際公開番号】WO2007/093606
【国際公開日】平成19年8月23日(2007.8.23)
【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)】