(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定部材（２０）と、
固定部材に相対的に回動自在な回転部材（１０、３２）と、
回転部材の回動中の割り出し位置を定め回転部材のその割り出し位置を越える回転を妨げる、固定部材および回転部材間のストッパ（４８，５２，５６）と、
回転部材が割り出し位置にあるとき前記ストッパ位置において回転部材を固定部材に係合さすべく周方向に偏倚する手段（３４、４０）と、
を備え、
前記ストッパは、回転部材上の周方向に離間された３つの位置における要素（４８，５６）と、固定部材上の対応する周方向に離間された３つの位置における要素（５２，４８）とを備え、
前記位置のそれぞれにおいて固定部材および回転部材上の前記要素（４８，５２，５６）は、偏倚手段（３４、４０）により周方向に共に付勢され、
前記要素は回転部材の自由度をカイネマチック的に拘束し回転部材の割り出し位置を精確に定めるよう互いに協働していることを特徴とする回転機構。
【請求項２】
前記固定部材および回転部材の一方の前記位置の１つにおける前記要素（５２、５６）は、周方向において互いに収束する表面を定めていることを特徴とする請求項１に記載の回転機構。
【請求項３】
前記互いに収束している表面（５２、５６）は軸線方向に互いに向き合っていることを特徴とする請求項２に記載の回転機構。
【請求項４】
前記互いに収束する表面を定めている要素は、一対のボール（５２）、またはＶ溝（５６）、または一対のシリンダを備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の回転機構。
【請求項５】
前記偏倚手段（３４、４０）は回転部材が割り出し位置にあるとき反復可能な偏倚力を与えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の回転機構。
【請求項６】
前記偏倚手段は回転部材が割り出し位置にあるとき反復可能な量伸張される少なくとも１つのスプリング（３４、４０）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の回転機構。
【請求項７】
係合されたとき前記少なくとも１つの反復可能な伸張量を定めるさらなるストッパ（４８、５６）を含むことを特徴とする請求項６に記載の回転機構。
【請求項８】
前記偏倚手段は前記回転部材（１０）が割り出し位置に到達した後、反復可能な量回転するさらなる回転部材（３２）に取り付けられており、さらなる回転部材の前記反復可能な回転は前記反復可能な偏倚力をもたらすことを特徴とする請求項５、または６、または７に記載の回転機構。
【請求項９】
前記回転部材（１０、３２）を固定部材に相対的に回転させるモータ（２６）を含んでいることを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の回転機構。
【請求項１０】
回転部材が割り出し位置に到達したときモータを停止するスイッチ（６６）を含むことを特徴とする請求項９に記載の回転機構。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の回転機構を含み、前記機構の回転部材（１０）はプローブ（１４）を保持するアーム部材（１２）を備えていることを特徴とする工作機械のプローブアーム。
【請求項１２】
工作機械への取り付け用の固定ベース部材（２０）と、
プローブ（１４）を保持する可動アーム部材（１０、１２）と、
可動部材の運動中の作動位置を定め可動部材のその作動位置を越える動きを妨げる、固定部材および可動部材間のストッパ（４８、５２、５６）と、
可動部材が作動位置にあるとき前記ストッパ位置において可動部材を固定部材に係合さすべく偏倚する手段（３４、４０）と、
を備え、
前記ストッパは、可動部材上および固定部材上に偏倚手段によって共に付勢される要素（４８、５２、５６）を備え、
前記要素は可動部材の自由度をカイネマチック的に拘束し可動部材の作動位置を精確に定めるよう互いに協働し、
前記偏倚手段は前記可動部材が作動位置にあるとき反復可能な偏倚力を与えることを特徴とする工作機械のプローブアーム。
【請求項１３】
前記偏倚手段は可動部材が作動位置にあるとき反復可能な量伸張される少なくとも１つのスプリング（３４、４０）を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の工作機械のプローブアーム。
【請求項１４】
係合されたとき前記少なくとも１つの反復可能な伸張量を定めるさらなるストッパ（４８、５６）を含むことを特徴とする請求項１３に記載の工作機械のプローブアーム。
【請求項１５】
前記偏倚手段は前記可動部材（１０、１２）が作動位置に到達した後、反復可能な量回転するさらなる可動部材（３２）に取り付けられており、さらなる可動部材の前記反復可能な動きは前記反復可能な偏倚力をもたらすことを特徴とする請求項１２、または１３、または１４に記載の工作機械のプローブアーム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、定められた回転位置に割り付けるための機構に関する。それは、工作機械においてプローブを保持するアームに対し用いることができる。
【０００２】
なお、本明細書の記述は本件出願の優先権の基礎たる英国特許出願第９３０８３６４．０号）の明細書の記載に基づくものであって、当該英国特許出願の番号を参照することによって当該英国特許出願の明細書の記載内容が本明細書の一部分を構成するものとする。
【０００３】
【従来の技術】
工作機械において、工具セット用プローブを取り付けることは知られている。プローブは、切削工具が移動されプローブに接触できるように、工作機械のベッドまたはテーブルに取り付けられている。これは、工作機械の数値制御によって用いられる工具に関連するオフセットを設定するために、工具の切削チップの位置が確立されることを可能にする。
【０００４】
多くの機械では、工具セット用プローブが所要の位置に恒久的に取り付けられたなら邪魔となろう。従って、機械のベッドに取り付けられている可動アームに、それを取り付けることは知られている。一つの市販の装置においては、アームはモータ駆動され、作動位置と非作動位置との間において自動的に割り付けされ得る。この装置においては、モータは、作動位置を定めている固定のストッパにアームを単に駆動している。しかしながら、固定のストッパは反復的にはその位置を定めることはできず、それでプローブの使用によって測定されるオフセットの反復性において、相当する誤差が存在する。
【０００５】
その他の市販の装置は、レニショウ社の高精度アーム（Ｈｉｇｈ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ａｒｍ：ＨＰＡ）であり、これはベース上の作動位置にカイネマチック（ｋｉｎｅｍａｔｉｃ）支持装置を介して取り付け可能なアームを備えている。このカイネマチック支持装置は、アーム（ひいては、プローブ）が反復性の高い方法によって位置決めされ、その結果、オフセットが反復的に決定されることを確実にする。アームは、アームをベース上にもたらして正しく締結することによって手動で取り付けられ、また、手動で取り外される。それ故、アームは作動および非作動位置の間において割り出しができない。
【０００６】
レニショウ社の高精度アームに用いられているように、カイネマチック支持装置はアーム上に複数の要素を備えており、この要素はベース上の複数の要素と協同すべく配置されて、高反復性の位置決めをもたらす。特に、ベース上の要素は、３つの離間された位置のそれぞれにおいて、互いに収束する表面の対をもたらすべく配置されており、結果として、アーム上の要素と接触する合計６つの点をもたらす。これは、ベースに対するアームの６つの可能な自由度を拘束する。６つの接触点は全て同一面に存在し、収束表面はその面に垂直な方向に収束している。
【０００７】
かかるカイネマチック支持装置は、ボーイ支持装置（Ｂｏｙｓ  ｓｕｐｐｏｒｔ）として時に知られており、例えば、Ｈ．Ｊ．Ｊ．Ｂｒａｄｄｉｃｋ著、「Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ」、１９６０年、Ｃｈａｐｍａｎ  ＆  Ｈａｌｌ、ロンドン、発行、の第１１ー３０頁に記載されている。Ｂｒａｄｄｉｃ  はまた機能的に均等で、時にケルビン支持装置（Ｋｅｌｖｉｎ  ｓｕｐｐｏｒｔ）として知られているカイネマチック支持装置を記載している。このケルビン支持装置では、６つの接触点、すなわち、拘束が、第１の位置における３つと第２の離間された位置における２つと第３の離間された位置における１つとでもたらされる。この明細書で用いられるとき、「カイネマチック」、「カイネマチック的に拘束された」の用語および同様の用語は、ボーイ支持装置、ケルビン支持装置、およびその他のカイネマチック支持装置、および半ないしは準カイネマチック形式の支持装置を包含するものとする。
【０００８】
米国特許第５，０８８，３３７号は、座標測定装置においてプローブを取り付けるためのヘッドを記載している。このヘッドは、各々がカイネマチック支持装置によって定められる多数の割り出し位置のいずれかに、プローブを手動で回転させることを可能としている。カイネマチック支持装置を構成している要素は軸線方向に付勢されて係合し、各回転運動の前後において軸線方向の力をアンロックおよびロックするための比較的複雑な機構を必要としている。同様なヘッドが市販されており、これは割り出し位置間でプローブを自動的に回転させるモータを保有している。この例としては、レニショウ社のＰＨ１０Ｍプローブヘッドがあげられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の広い一形態は、定められた回転位置への割り出しが可能で、その位置を定める新規なカイネマチック支持装置を有する機構を提供する。
【００１０】
本発明の他の形態は、作動および非作動位置間で動くことができ、および作動位置にあるときにカイネマチック的に支持されるアームに関する。
【００１１】
さらに他の形態では、本発明は位置決めの反復性を改善するためにアームが反復可能な力でもってカイネマチック支持装置にクランプされるのを確実とする手段を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の一形態の回転機構は、固定部材と、固定部材に相対的に回動自在な回転部材と、回転部材の回動中の割り出し位置を定め回転部材のその割り出し位置を越える回転を妨げる、固定部材および回転部材間のストッパと、回転部材が割り出し位置にあるとき前記ストッパ位置において回転部材を固定部材に係合さすべく周方向に偏倚する手段と、を備え、前記ストッパは、回転部材上の周方向に離間された３つの位置における要素と、固定部材上の対応する周方向に離間された３つの位置における要素とを備え、前記位置のそれぞれにおいて固定部材および回転部材上の前記要素は、偏倚手段により周方向に共に付勢され、前記要素は回転部材の自由度をカイネマチック的に拘束し回転部材の割り出し位置を精確に定めるよう互いに協働していることを特徴とする。
【００１３】
前記固定部材および回転部材の一方の前記位置の１つにおける前記要素は、周方向において互いに収束する表面を定めてもよい。
【００１４】
前記互いに収束している表面は軸線方向に互いに向き合っていることが好ましい。
【００１５】
また、前記互いに収束する表面を定めている要素は、一対のボール、またはＶ溝、または一対のシリンダを備えていてもよい。
【００１６】
前記偏倚手段は回転部材が割り出し位置にあるとき反復可能な偏倚力を与えることが好ましい。
【００１７】
さらに、前記偏倚手段は回転部材が割り出し位置にあるとき反復可能な量伸張される少なくとも１つのスプリングを備えていることが好ましい。
【００１８】
また、係合されたとき前記少なくとも１つの反復可能な伸張量を定めるさらなるストッパを含む。
【００１９】
さらに、前記偏倚手段は前記回転部材が割り出し位置に到達した後、反復可能な量回転するさらなる回転部材に取り付けられており、さらなる回転部材の前記反復可能な回転は前記反復可能な偏倚力をもたらすのがこのましい。
【００２０】
前記回転部材を固定部材に相対的に回転させるモータを含んでいてもよい。
【００２１】
また、回転部材が割り出し位置に到達したときモータを停止するスイッチを含むことが好ましい。
【００２２】
本発明の一形態の工作機械のプローブアームは、上記回転機構を含み、前記機構の回転部材はプローブを保持するアーム部材を備えていることを特徴とする。本発明の一形態の工作機械のプローブアームは、工作機械への取り付け用の固定ベース部材と、プローブを保持する可動アーム部材と、可動部材の運動中の作動位置を定め可動部材のその作動位置を越える動きを妨げる、固定部材および可動部材間のストッパと、可動部材が作動位置にあるとき前記ストッパ位置において可動部材を固定部材に係合さすべく偏倚する手段と、を備え、前記ストッパは、可動部材上および固定部材上に偏倚手段によって共に付勢される要素とを備え、前記要素は可動部材の自由度をカイネマチック的に拘束し可動部材の作動位置を精確に定めるよう互いに協働し、前記偏倚手段は前記可動部材が作動位置にあるとき反復可能な偏倚力を与えることを特徴とする。
【００２３】
前記偏倚手段は可動部材が作動位置にあるとき反復可能な量伸張される少なくとも１つのスプリングを備えていてもよい。
【００２４】
また、係合されたとき前記少なくとも１つの反復可能な伸張量を定めるさらなるストッパを含むことが好ましい。
【００２５】
さらに、前記偏倚手段は前記可動部材が作動位置に到達した後、反復可能な量回転するさらなる可動部材に取り付けられており、さらなる可動部材の前記反復可能な動きは前記反復可能な偏倚力をもたらすことが好ましい。
【００２６】
【作用】
プローブを保持する回転部材としてのアームは作動位置および非作動位置間で回動自在である。作動位置は作動位置を越えるさらなる回転運動に対するストッパを形成する要素によって定められる。これら要素はカイネマチック支持装置として配列されており、その結果、作動位置は精確に反復可能な方法により定められる。偏倚手段はこれら要素を共に付勢している。アームが作動位置にあるとき、これら偏倚手段は反復可能な量だけ伸張され、その結果、作動位置の精確さを増大するために反復可能な力を与える。
【００２７】
【実施例】
図１に示された装置は、半径方向に突出するアーム１２を保持している回転自在なハブ１０を備えている。プローブ１４はアーム１２の自由端に取り付けられ、撓み可能なスタイラス１６を有している。プローブ１４は、例えば、米国特許第４，１５３，９９８号に記載された形式の接触トリガープローブであってもよい。そのスタイラス１６は、図示のように通常の球状チップ１８を有してもよく、あるいは、チップ１８は通常の工具セットチップ、例えば、立方体状であってもよい。
【００２８】
ハブ１０は、その軸線１０Ａ回りに回転自在とすべく、後述の方法でハウジング２０内に取り付けられている。ハウジング２０は、旋盤、研磨機、または他の工作機械のベッドのような都合のよい固定構造体２２に取り付けられている。
【００２９】
図２から分かるように、ハブ１０内には、ウオーム駆動装置２８の出力ピニオン上に取り付けられた同心ロータ２４が設けられている。ウオーム駆動装置２８はまたハブ１０内にモータ２６を有している。スペースの制限によって必要であれば、モータ２６はアーム１２内に配置されてもよい。ハブ１０およびロータ２４は、ウオーム駆動装置２８を介して作動するモータ２６によって、軸線１０Ａの回りに互いに相対回転可能である。
【００３０】
ロータ２４は、ロータと共に回転するロータディスク３０を保持している。ロータ２４はまた、ロータに対しブッシング３１上を相対回転可能な中間ディスク３２を保持している。これは中間ディスク３２が半径方向および軸線方向の両方に、ある量の遊びを有することを許容している。中間ディスク３２は止め輪３３でもって保持されている。ブッシング３１および止め輪３３は主に組立を手助けするために設けられており、もし望むなら、省略され得る。そこで中間ディスク３２は以下に説明するように、スプリングによってのみ保持されるであろう。
【００３１】
図３をもまた参照するに、ロータディスク３０および中間ディスク３２は４つの引張スプリング３４のシステムによって連係されている。ロータディスク３０は２つの垂下ポスト３６を有し、一方、中間ディスク３２は２つの直立ポスト３８を有している。各スプリング３４は垂下ポスト３６の１つを隣接する直立ポスト３８に連係し、かくて、スプリングが全て等しく引っ張られているようなディスクの回転位置のときに、スプリングは名目上正方形形態を形成する。
【００３２】
図２に部分的に見られるように、４つの引張スプリング４０からなる同様のシステムが中間ディスク３２をハウジング２０のフロア２０Ａに連係している。中間ディスク３２は２つの垂下ポスト４２を有し、一方、ハウジングのフロア２０Ａは２つの直立ポスト４４を有しており、スプリング４０はこれらのポストを連係している。そして、再度、スプリング４０が全て等しく引っ張られているような中間ディスク３２の回転位置のときに、スプリングは名目上正方形形態を形成する。簡便化のために、各垂下ポスト４２は、中間ディスク３２を貫通するペグによって直立ポスト３８の１つと一体的に形成されてもよい。
【００３３】
図２および４を参照するに、ハブ１０はハウジング２０の直立壁２０Ｂ内に回動自在に嵌合する垂下スカート４６を含んでいる。このスカート４６は、半径方向の内外方に突出し軸線１０Ａの回りに１２０度の角度で互いに等しく離間されている３つのシリンダ（柱状体）４８を保持している。
【００３４】
ハブ１０およびハウジング２０の間の回転自在な取り付けは、以下に述べる理由により、意図的にいくらか緩く行われている。回転自在な取り付けが達成される１つの方法は、外方に突出している各シリンダ４８の端部を、ハウジングの壁２０Ｂの内側の環状の溝５０内に入れ込ませることである。
【００３５】
軸線１０Ａの回りで等しく離間された３つの位置において、溝５０は軸線方向に離間されたボール５２の対によって中断されている。各ボールの対は、周方向に互いに収束し、かつ、軸線方向に互いに向き合っている表面の対を形成している。ハブ１０が回転されたとき、３つのシリンダ４８の外方突出部は、最終的には３つのボール対５２に係合し、合計で６つの接触点をもたらす。この６つの接触点は、ハブ１０がこの位置に回転されたとき、ハウジング２０に対する、ハブ１０、アーム１２およびプローブ１４の位置をカイネマチック的に定める。これが作動位置であり、この位置において、工具のセットあるいは測定の目的のためにプローブ１４が用いられる。この位置においては、ハブ１０およびハウジング２０の間の回転自在な取り付けは重大な他の拘束を何等もたらすべきではなく、これが上述したいくらか緩く取り付ける理由である。
【００３６】
もちろん、ハブ１０がこのカイネマチック的に定められた位置にないときには、滑らかな動きを与えるために回転自在な取り付けは緩みを少なくしてもよく、例えば、シリンダ４８の自由端と溝５０との間が密に嵌まり合うようにしてもよい。これを達成する１つの方法が、図６との関連において以下に説明される。他の回転自在取り付け配列も可能であり、もしも、溝５０がないのであれば、ボール５２は壁２０Ｂの内面の３つの突出部に設けられてもよい。
【００３７】
中間ディスク３２は３つの半径方向突出部５４を有している。これは図４に最もよく表されているが、簡略化のため図３では省略されている。これらの突出部は、シリンダ４８の内方に突出している端部に係合することができる。
【００３８】
突出部５４は、中間ディスク３２およびハブ１０間に完全なカイネマチック位置を与えるべく、ボール５２と同様なボール対を保持することもできよう。しかしながら、これは一般に不必要に複雑である。中間ディスク３２とハブ１０との間の定められた関係に対してはある要件が存在するが、これはハブ１０とハウジング２０との間のそれよりも少ない。従って、半あるいは準カイネマチック支持装置でこの場合は十分である。これを達成するために、各突出部５４は簡単な、半径方向に向けられたＶ溝５６を有しており、この溝の側部は周方向に互いに収束し、かつ、軸線方向に互いに向かい合う表面を形成している。これらの表面はシリンダ４８の内方突出端に係合することができる。ロータ２４上の中間ディスク３２の半径方向および軸線方向の遊びは、積極的な係合を促進する。もし望むなら、この係合はより簡単にすることができ、突出部５４にＶ溝５６の代わりにシリンダ４８と係合する平坦な当接部ないしはストッパが設けられる。しかしながら、後者の場合、中間ディスク３２とロータ２４との間には実質的に遊びがあってはならない。
【００３９】
次に、この装置の作動につき説明する。
【００４０】
アーム１２が非作動位置にあるとき、ハブ１０の回転位置は、シリンダ４８が図４に４８’において破線で示された位置にある。そこで、モータ２６が作動され、ウオーム駆動装置２８を介してロータ２４に作用する。ロータ２４は、（ディスク３０、３２およびスプリング３４、４０を介して）ハウジング２０に接続されているので、最初は、ロータ２４は静止して留まり、モータ２６の作動はハブ１０およびアーム１２の、図４における矢印６０の方向への回転を生じさせる。これはシリンダ４８をそれぞれのボール対５２に向けて動かす。
【００４１】
シリンダ４８およびボール５２が係合したとき、これはハブ１０およびアーム１２をカイネマチック的に作動位置に位置させ、明らかにそれらはさらに回転することができない。。それ故、モータ２６の継続作動はロータ２４およびロータディスク３０の逆の意味での回転を生じさせる。中間ディスク３２もまたロータディスク３０と共に、図４に矢印６２で示されるように、少しではあるが回転する。中間ディスク３２が回転するにつれ、スプリング４０の対向している対は伸ばされそれらの引っ張り力を増大し、一方、残りの２つのスプリング４０は弛まされそれらの引っ張り力を減少する。その結果は、中間ディスク３２およびハウジング２０間に及ぼされるトルクとなる。同様に、スプリング３４の引っ張り力はそれぞれ増大および減少されディスク３０および３２間に同様なトルクを与える。
【００４２】
中間ディスク３２がある量回転した後に、突出部５４のＶ溝５６はシリンダ４８の内方端部に係合する。それらはスプリング３４によってもたらされているトルクによって係合状態に保持される。このトルクは増大し続ける。というのも、ロータディスク３０は中間ディスク３２（今や、静止状態にある）に相対的に回転を継続しているからである。最終的に、ディスク３０の継続する回転は、（ディスク３０に取り付けられている）ロータアーム６４がハウジングに取り付けられている光電スイッチ６６の光ビームを遮ることを生じさせる。これはモータ２６を停止し、ロータ２４およびロータディスク３０を停止に至らしめる。もし望むなら、スイッチ６６に代えて、電気ー機械式のマイクロスイッチを用いることができる。
【００４３】
アーム１２は今や以下のように、カイネマチック的に定められた作動位置にクランプ状態に保たれている。スプリング３４によってもたらされているトルクは、スプリング４０によってもたらされているトルクを凌ぎ、これにより中間ディスク３２のＶ溝５６のシリンダ４８の内方端部との接触を保っている。しかしながら、スプリング３４からのトルクは、ロータ２４およびハブ１０を含むがシリンダ４８とボール５２との間のカイネマチック配置を含まない閉鎖ループを介して作用する。結果的に、スプリング３４によってもたらされる（いくらか予測できない）トルクはカイネマチック配置に悪影響を与えない。
【００４４】
シリンダ４８をボール５２にクランプしている力は、中間ディスク３２およびハウジング２０間に作用しているスプリング４０のトルクによってのみ与えられている。このトルクはハウジング２０に対する中間ディスク３２の定められた回転量によって発生され、Ｖ溝５６とシリンダ４８の係合の位置によって決定される。これは所定の量スプリング４０を伸張および弛緩させるが、この量はシステムの幾何学的配列によってのみ支配される。従って、シリンダ４８およびボール５２間のクランプ力は極めて反復性の高いものである。すなわち、同じクランプ力が装置が作動するごとに適用される。これは、もしも力が予測できなければ、カイネマチック支持ないしは取り付けによってもたらされる精確な配置に悪影響を与えるであろうから、重要である。
【００４５】
かくて、クランプ力の反復性はカイネマチック配置の反復性を確実とする。順に、これはプローブ１４が作動位置のときその反復的位置決めを確実にし、かくて、プローブ、ないしはそのために用いられる他の測定法により測定される工具設定のオフセットの反復性を確実とする。
【００４６】
上述の説明では、ロータ２４およびロータディスク３０がユニットとして一緒に回転するものとした。通常の場合はそうである。しかしながら、好ましくは、この２つの間にクラッチが設けられる。図２に示すように、これはロータ２４およびディスク３０の２つのフランジ間に挟まれている摩擦材の環帯６８を備え、スプリングワッシャ７０でもって互いの向きに付勢されている。これは、光電スイッチ６６が何らかの理由でモータ２６を停止し損なったとき、安全装置として働く。ロータディスク３０およびハブ１０間にストッパ（不図示）が設けられてもよく、ストッパが係合するやいなや、クラッチ６８が滑り出す。これはスプリング３４の過剰な伸張およびモータ２６のストールを防止する。
【００４７】
もちろん、この安全配列は変形が可能である。一つの変形例においては、ディスク３０およびハブ１０の間にストッパが存在せず、クラッチ６８はスプリング３４によってもたらされるトルクがある閾値を越えたとき単に滑る。他の変形例においては、光電スイッチ６６およびロータアーム６４が省かれてもよく、モータ２６は電流監視装置によって、スプリング３４のトルクが増大するにつれ、あるいはディスク３０とハブ１０との間のストッパが係合しモータ電流がある値を超えたときに停止される。代わりに、モータ２６が十分に強靭であれば、ストールすることが単に許容されてもよい。
【００４８】
もし望むなら、上述の装置はスプリング３４を省いて簡素化されうる。２つのディスク３０、３２に代えて、ロータ２４と共に回転し突出部５４を有する単一のディスクが、今、設けられている。突出部５４がシリンダ４８の内方端部と係合したとき、これらはモータ２６の継続する回転によって係合状態を保たれ、クラッチ６８はこの状態で継続して滑っている。
【００４９】
代わりに、クラッチ６８が省かれることもでき、モータ２６がストールするよう許容されるか、あるいは電流監視装置によって停止されることもできる。突出部５４をシリンダ４８との係合状態に保つためには、ディスクのトルクは今やウオーム駆動装置のつっかかえによって維持される。しかしながら、これらの配列はいずれも好ましくない。
【００５０】
図５はいくらか簡単な配列を示し、妥当な場合、図２で用いられたのと同じ参照番号が用いられている。ディスク３０，３２は、ウオーム駆動装置２８の出力ピニオンに取り付けられた単一なディスク７５によって置き換えられている。上述のように、スプリング３４は省かれており、ディスク７５はハウジングのフロア２０Ａにポスト４２，４４および４つの引張スプリング４０を介して接続されている。この現配列では、突出部５４およびＶ溝５６もまた省かれており、かつ、シリンダ４８もスカート４６から内方に突出していない。
【００５１】
モータ２６が作動すると、まず前実施例と同様にハブ１０が、シリンダ４８がボールの対５２にカイネマチック的に係合するまで回転する。次に、ディスク７５がハブ１０に対し逆の意味で回転し、増大するトルクがスプリング４０によって加えられるようにする。これはアーム６４が光電スイッチ６６に遭遇しモータを停止するまで続く。前例と同様に、スイッチ６６は望むなら電気ー機械式のマイクロスイッチによって置き換えられ得る。
【００５２】
シリンダ４８は、ディスク７５が休止位置に至ったときのスプリング４０のトルクによって設定された力により、ボール対内にいまやクランプされている。このトルクはスイッチ６６、モータ２６およびウオーム駆動装置の特性、およびシステムの慣性力に依存する。しかしながら、アーム１２のカイネマチックな位置決めが多くの目的のために十分に繰り返し可能であることを確実にすべく、それは今なお適正に反復され得る。
【００５３】
図６は図２ないし図４の装置の更なる変形例を示し、ここにおいて、各シリンダ４８は一対のシリンダ４８Ａ，４８Ｂによって置き換えられている。これらは両者ともハブ１０のスカート４６に取り付けられており、かつ、両者間にプラスチックのユニット８０が保持されている。
【００５４】
シリンダ４８Ａは前と同様にボール５２に係合する。このシリンダおよびボールの両者は、信頼性の高いカイネマチック配置のためにタングステンカーバイドから作られてもよい。シリンダ４８Ｂのみが突出部５４のＶ溝５６に係合すべく内方に突出しており、このシリンダはその役割が低いのでスチールから作ることができる。プラスチックユニット８０の外縁は図示のように湾曲しており、かつ、溝５０の底５０Ａとの間に微少なクリアランスを有し、ハウジング２０内でのハブ１０の滑らかな回転をもたらしている。同様に、ユニット８０の上面および下面は湾曲され溝５０の対向する側部との間に微少なクリアランスを有してもよい。ユニット８０は、ＰＴＦＥのごとき低摩擦材から作られてもよい。シリンダ４８Ａとボール５２とがカイネマチック的に係合されるときに不当に拘束されないように、溝５０の底５０Ａはボール５２の領域において破線８４で示すように僅かに切除されてもよく、および溝５０の側部もこの領域において同様に削除されてもよい。
【００５５】
シリンダ４８およびボール５２によって形成されるカイネマチック支持装置に対する種々の変形は当業者にとっては明らかであろう。
【００５６】
一つの可能な変形例では、３つのシリンダ４８は３つのボールに置き換えられ得、これらボールは周方向に面するようにスカート４６からの半径方向突出部に取り付けられる。それで、これらはそれぞれ半径方向に向いている３つのＶ溝と協働する。このＶ溝は周方向に向きＶ溝５６と同様に収束する表面を有しているが、ボール対５２の代わりにハウジング２０に形成されている。これらＶ溝のそれぞれは、半径方向に延在し軸線方向に離間されている平行なシリンダの対によって置き換えられてもよい。
【００５７】
さらに、３つのこのようなＶ溝に代えて、スカート４６上のボールの１つがハウジング上の平坦な表面と、１つが半径方向のＶ溝またはシリンダの対と、１つが三面または円錐の穴、あるいはハウジング２０上の３つのボールのネストと協働する。これらの要素の各面は適正なカイネマチック拘束を確実とすべく適切な方向に向けられている。この配列はケルビン支持装置の変形とみなすことができ、一方、シリンダ４８およびボール５２はボーイ支持装置の変形とみなすことができる。
【００５８】
シリンダ４８およびボール５２に対しては、シリンダ４８がハウジング上に、およびボール５２がスカート上に存する、逆の配列をもたらすこともまた可能である。上述した種々のカイネマチック支持装置の変形例に対しても、同様な逆配列が可能である。
【００５９】
上記実施例ではカイネマチック支持装置の要素を周方向に偏倚し互いに係合させるのに引張スプリングが用いられた。もちろん、捻りスプリング、または適当な磁石配列のような他の偏倚手段が用いられてもよい。
【００６０】
上述のように、装置は旋盤あるいは研磨機のベッドのような、工作機械の固定構造体に取り付けられるので、プローブ１４は工具設定プローブとして作用する。しかしながら、その他にも、この装置は工作機械の動構造体、例えば、マシニングセンタのスピンドル、旋盤のタレット、または研磨機の研磨ホイールを保持するキャリッジに取り付けることも可能である。プローブはそれから、工作機械に取り付けられているワークピースの測定のために作動位置に揺動されてもよい。例えば、研磨機においては、これは研磨されるべきワークピースの特徴部を配置することを含んでもよく、この後、それらの特徴部の正確な研磨を許容すべくアーム１２が非作動位置に揺動される。旋盤においては、アーム１２が作動位置にあるとき、それはタレットへの延長部を効果的に与えてもよく、タレットが通常とどかないワークピースの裏側のプロービングを可能とする。これは、例えば、旋盤チャックの中心線とタレットとの間に熱変化（ｔｈｅｒｍａｌ  ｄｒｉｆｔ）が生じていないかを決定するために、旋盤のチャックに静止して保持されているワークピースの直径の測定を可能とする。かかる熱変化は、加工されるべき直径の過大あるいは過小寸法を生じさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プローブ保持アームおよびそれを自動的に回動する装置の側面図である。
【図２】図１に示された装置の部分の拡大された断面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】図２におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
【図５】図２と同様であるが、変形された装置の断面図である。
【図６】図４と同じ線であるが、他の変形された装置の部分を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  ハブ
１２  アーム
１４  プローブ
２０  ハウジング
２４  ロータ
２６  モータ
２８  ウオーム駆動装置
３０  ロータディスク
３２  中間ディスク
３４，４０  引張スプリング
３６，３８，４２，４４  ポスト
４６  スカート
４８  シリンダ
５０  溝
５２  ボール
５４  突出部
５６  Ｖ溝
６６  光電スイッチ
６８  クラッチ
８０  プラスチックユニット
【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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