(57)【要約】  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。
2009526979.tif 000002
【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。
【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。
【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】
2009526979.tif 000009
【国際調査報告】
2009526979.tif 000010
2009526979.tif 000011