(57)【要約】研削機における機械加工の過程で、クランクピン（４２）の直径および真円度を検査するための装置が、Ｖ字形の参照デバイス（７０）と、Ｖ字形のデバイス（７０）と関連付けられた可動フィーラ（６７）を有するゲージデバイスと、Ｖ字形の参照デバイスの可動支持（５、４０、４１、６０）デバイスとを含む。可動支持デバイスは、研削砥石スライド（１）に連結され（５）、加工状態において、Ｖ字形のデバイス（７０）が実質的に並進移動できる直列の２つの平行四辺形構造（４０、４１）を含む。２つの平行四辺形構造（４０、４１）の１つは、軸方向に可動なステム（３２）を含み、端部表面（３８、３９）は、加工状態において、ベアリング（１５、１９）の外面と接触することによって、平行四辺形（４０）の４つの頂点（１１、７、１４、１８）の２つを分離する距離を設定するのに対して、装置が載置位置にあるとき、前記端部表面（３８、３９）の少なくとも１つは、関連するベアリングの表面から分離される。検査中、フィーラ（６７）の変位方向は、実質的に変化しないままである。
2005529345.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾何学的回転軸（８）の周りを回転するピン（４２）の寸法および幾何学的特徴を検査する装置であって、
検査対象のピン（４２）と協働するように適応された載置および参照表面を規定するＶ字形の参照デバイス（７０）と、
前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）に連結され、前記検査対象のピン（４２）の表面と接触するように適応され、前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）の前記載置および参照表面の間にある測定方向（Ｄ）に沿って線形変位を実行するように適応されたフィーラ（６７）を含むゲージデバイス（６１）と、
固定支持要素（５）と、前記固定支持要素（５）と前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）との間にあり、前記装置が加工状態にあるとき、前記固定支持要素（５）に対して前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）が実質的に並進移動できるように適応された連結機構とを用いて、前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）および前記ゲージデバイス（６１）を支持するための支持デバイスと、前記連結機構が、
前記固定支持要素（５）に連結された第１のセクション（４０）と、
前記第１のセクション（４０）に連結された中間要素（１２）と、
前記中間要素（１２）に連結され、前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）および前記ゲージデバイス（６１）を保持する第２のセクション（４１）とを含み、
前記第１および第２のセクションの少なくとも１つが、前記加工状態において、前記幾何学的な回転軸（８）に平行な多数の回転軸（７、１１、１４、１８）として規定する４つの支点（６、１０、１３、１７）を有する第１の実質的に平行四辺形の構造（４０）と、隣接する回転軸（７、１１、１４、１８）を分離する距離を規定および設定するように適応された連結および制限要素（９、３２）とを含み、
載置位置から前記加工状態へ、およびその逆へ自動的に前記装置が変位できるようにする制御デバイス（８０から８３）とを備え、
前記第１の実質的に平行四辺形の構造（４０）が、２つの隣接する回転軸（１４、１８）を分離する距離を規定および設定するために、前記加工状態において、相互接触を保持するように適応され、前記装置の前記載置位置において、相互分離を維持するように適応された少なくとも１つの対の機械的当接（３８、１６）を含む、装置。
【請求項２】
前記第１の実質的に平行四辺形の構造（４０）が、前記加工状態において相互接触を保持するように適応された追加の対の機械的当接（３９、２０）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記連結および制限要素が、２つの隣接する支点（６、１０）の間に規定された少なくとも１つの細長い連結要素（９）と、前記加工状態において、他の２つの支点（１３、１７）の間に配設されたステム（３２）とを含み、前記ステム（３２）が、前記細長い要素（９）に連結され、前記細長い要素（９）に実質的に平行な方向に沿って軸方向に移動可能に配設され、前記ステム（３２）の端部（３８、３９）と要素（１５、１９）が、前記少なくとも１つおよび追加の対の機械的当接（３８、１６；３９、２０）を規定する前記他の２つの支点（１３、１７）と一体化される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記２つの支点（１３、１７）と一体化された前記要素が、前記少なくとも１つおよび追加の対の機械的当接を規定する関連付けられた外側円筒状表面（１６、２０）を有するベアリング（１５、１９）である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記連結および制限要素が、前記細長い連結要素（９）に固定され、ステム（３２）を収容しその変位を案内するように適応された、実質的に管状の支持およびガイド要素（３０）を含む、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記支持およびガイド要素（３０）に対する前記ステム（３２）の変位が、前記支持およびガイド要素（３０）の内部に規定された内側当接表面（３５、３６）によって制限され、装置が載置位置にあるとき、前記内側当接表面（３５、３６）を相互接触状態にするためのばね（３７）が与えられる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記支持およびガイド要素（３０）に対する前記ステム（３２）の変位が、前記支持およびガイド要素（３０）の外部で、前記ステム（３２）に調節可能に連結された当接リング（３４）によって制限される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記追加の対の前記機械的当接（３９、２０）が、前記装置が載置位置にあるとき、相互接触状態になるように適応された、請求項２から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１および第２のセクションの他方が、第２の実質的に平行四辺形の構造（４１）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の実質的に平行四辺形の構造（４１）が、２つの追加の連結要素（５４、５５）と、前記幾何学的回転軸（８）に平行な４つの回転軸（５２、５３、５８、５９）を規定する二対の支点（５０、５１、５６、５７）とを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記支持デバイスが、第１および第２のセクションの要素間に配置され、前記第１および第２のセクションの間に相互引き付け力をかけるように適応された弾性スラストデバイス（２２）を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記幾何学的な軸（８）を規定するワークテーブル（７３）と、研削砥石（４）を保持する研削砥石スライド（１）とを含む数値制御研削機における機械加工の過程で、幾何学的な回転軸（８）の周りを軌道回転するピン（４２）の直径および真円度を検査するための請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置であって、前記固定支持要素（５）が、研削砥石スライド（１）に連結される、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、幾何学的回転軸の周りを回転するピンの寸法および幾何学的特徴を検査する装置であって、検査対象のピンと協働するように適応された載置および参照表面を規定するＶ字形の参照デバイスと、Ｖ字形の参照デバイスに連結され、検査対象のピンの表面と接触するように適応され、Ｖ字形の参照デバイスの載置および参照表面の間にある測定方向に沿って線形変位を実行するように適応されたフィーラを含むゲージデバイスと、固定支持要素と、固定支持要素とＶ字形の参照デバイスとの間にあり、装置が加工状態にあるとき、固定支持要素に対してＶ字形の参照デバイスが実質的に並進移動できるように適応された連結機構とを用いて、Ｖ字形の参照デバイスおよびゲージデバイスを支持するための支持デバイスと、連結機構が、固定支持要素に連結された第１のセクションと、第１のセクションに連結された中間要素と、中間要素に連結され、Ｖ字形の参照デバイスおよびゲージデバイスを保持する第２のセクションとを含み、第１および第２のセクションの少なくとも１つが、加工状態において、幾何学的な回転軸に平行な多数の回転軸として規定する４つの支点を有する第１の実質的に平行四辺形の構造と、隣接する回転軸を分離する距離を規定および設定するように適応された連結および制限要素とを含み、載置位置から加工状態へ、およびその逆へ自動的に装置が変位できるようにする制御デバイスとを備える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願と同一の出願人により出願された国際公開第９７１２７２４号に、研削機における機械加工の過程で幾何学的な軸の周りを軌道運動で回転するクランク軸のクランクピン直径検査装置が開示されている。
【０００３】
さらに詳しく言えば、上記に記載した国際特許出願において図示および記載した実施形態によれば、これらの装置は、検査対象のクランクピン上に載り、実質的に重力によって、クランクピンの表面との正確な協働を維持するＶ字形の参照デバイスを有する。
【０００４】
上記に記載した国際特許出願に開示された実施形態では、優れた度量衡的結果および小さな慣性力が確保され、本願と同一の出願人によって製造されたこれらの特徴を備えた装置の性能基準は、応用の顕著な品質および信頼性に適合する。
【０００５】
さらに、クランク軸が組み立てられ、研削機上で回転している間、ピンの円筒状表面の真円度検査を実行するために、これらの公知の装置を利用することができる。
【０００６】
同様に本願と同一の出願人により出願された国際公開第０１６６３０６号は、研削機上での軌道回転においてクランクピンの真円度を検査するための装置および方法に関する。同国際特許出願には、クランク軸の回転中、所定の角度位置で、フィーラおよび部品上に載っているＶ字形の参照表面を含むゲージヘッドと、Ｖ字形の二等分線と一致するか、またはそれに対して僅かに傾斜する測定方向に沿ってフィーラの変位を検出するトランスデューサとによって、クランクピンの直径寸法を検出することが開示されている。
【０００７】
検出した寸法が処理されるのは、使用する特定のタイプのヘッドの幾何学的特徴が原因のゆがみを補償（参照Ｖ字形と接触している検査された表面の形状エラーの調整）するためと、クランクピンの表面上でヘッドが占める位置、詳しく言えば、支持要素とクランク軸との間の相対配置と、ヘッドを保持する支持デバイスが呈する特徴と結果的な構成とに依存する、既知の参照に対してフィーラの瞬間的な接触点の角度配置を考慮するための他の補償を実行するためである。図１ａおよび図１ｂは、円筒状のクランクピンの検査過程で研削機の研削砥石スライドに連結された、上記に記載した国際公開第０１６６３０６号に記載の装置のいくつかの部品を非常に簡潔な形で示している。フィーラＴによって規定される測定方向Ｄの角度配置が検査対象の部品と装置の連結領域との間の相互位置にどのように依存するかを明らかにするために、図１ａおよび図１ｂは、２つの異なる検査状態を示す。第１の状態（図１ａ）において、装置は、ピンが研削砥石に接触している間にピンを検査しており、第２の状態（図１ｂ）において、研削砥石スライドは、ピンから後退させられている。また、軌道運動中のピン（例えば、クランクピン）の検査過程において、支持デバイスの構成を変更すると、フィーラの角度配置が結果的に変動するということも考慮に入れなければならない。
【０００８】
国際公開第０１６６３０６号に記載の方法により、関連する機械的構成部品の理論的挙動に依存するさまざまな処理による避けられない近似値にかかわらず、優れた結果を得ることができる。
【０００９】
同様に本願と同一の出願人により出願された国際公開第０２０７０１９５号には、研削機上で軌道回転中のピンの寸法および真円度を検査するために利用可能であるとともに、本願明細書の導入部分で詳述した特徴を備える装置が図示および記載されている。さらに詳しく言えば、開示された装置は、支持要素に対してＶ字形のデバイスが実質的に並進移動可能である可動連結要素を備えた、Ｖ字形のデバイスを保持する連結機構を含む。
【００１０】
図２ａおよび図２ｂは、円筒状のクランクピンの検査過程で、研削機の研削砥石スライドに連結された、国際公開第０２０７０１９５号に記載の装置を簡潔な形で示している。フィーラＴが並進移動する測定方向Ｄの角度配置は、連結機構が呈する構成が変化するのに伴って変化せず、連結機構は、例えば、２つの平行四辺形構造を規定する連結要素を有することに着目できる。これにより、事前に、支持要素と検査対象のワークピースとの間の相互位置にかかわらず、フィーラが検査対象の部品の表面に触れる瞬間的な接触点の角度位置を知ることができる。このように、例えば、真円度検査を実行するための装置を利用することが要求される場合、例えば国際公開第０１６６３０６号に開示されている装置を用いて実行される検査に要求される検出値の処理の少なくとも一部が不要であり、これにより、特に、計算値の近似値を最小限に抑え、より高速かつ高信頼性の検査動作を達成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の目的は、国際公開第０２０７０１９５号に開示されている装置の機能的特徴、すなわち、精度と信頼性に関する限り優れた性能を保証する特徴のいくつかに加え、工作機械において機械加工している間の工程間検査において使用を特に簡単かつ有益にする製造態様を備えることで、特に、載置状態において、制限された全体的な寸法が確保される、円筒状の部品の寸法および幾何学的特徴の検査装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この目的および以下に開示する利点は、請求項１に記載の検査装置によって達成され獲得される。
【００１３】
以下、非制限的例によって与えられた添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態についてさらに詳細に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図３、図４、および図５を参照すると、クランク軸を研削するためのコンピュータ数値制御（「ＣＮＣ」）の研削機の研削砥石スライド１は、研削砥石４の回転軸３を規定するスピンドル２を支持する。研削砥石スライド１は、固定支持要素５と複数の連結要素を含む連結機構とを有する支持デバイスを保持する。さらに詳しく言えば、支持要素５は、第１の回転ピン６によって、第１の回転連結要素９を支持する。ピン６は、研削砥石４の回転軸３と、検査対象のクランク軸の幾何学的な回転軸８とに平行な第１の回転軸７を規定する。同様に、連結要素９は、軸３および８に平行な第２の回転軸１１を規定する第２の回転ピン１０によって、中間要素１２を支持する。第３の回転ピン１３が、支持要素５に対して固定された状態にあり、軸３、８、および１１と平行な第３の回転軸１４を規定し、外側円筒状表面１６を有する既知のタイプの第１のベアリング１５を支持する。第４の回転ピン１７が、中間要素１２に固定され、軸３、８、１１、および１３に平行な第４の回転軸１８を規定し、外側円筒状表面２０を有する第１のベアリング（１５）と同一の第２のベアリング１９を支持する。
【００１５】
制限デバイスが、ねじ３１によって第１の連結要素９に固定され、前記要素９に平行に配設された管状の支持ガイド要素３０と、管状要素３０の内部で部分的に収容された剛性の細長い要素またはステム３２とを含む。ステム３２は、第１の連結要素９に実質的に平行な方向に沿って、管状要素３０の内部に配設され、図６に示された２つのブッシング３３によって、軸方向の並進運動を実行するように案内される。さらに、図６は、ステム３２と管状要素３０との間の軸方向の並進運動量を一方向に制限する内側当接表面３５および３６と、外部応力がまったくない場合に表面３５および３６を互いに対して押し付け合う状態に維持するための圧縮ばね３７とを示す。また、ステム３２と管状要素３０との間の並進移動は、反対方向に、要素３０の外部にあるステム３２の領域に調節可能なように連結された当接リング３４によって制限される。ステム３２の端部の各々は、管状要素３０の外部の方へ突出し、ステム３２の軸に対して実質的に垂直な機械的当接平面３８（および３９）を有する。装置が、例えば、図４および図５に示すような加工状態にあるとき、二対の機械的当接は、ベアリング１５および１９の円筒状表面１６および２０のそれぞれと接触状態にある平面３８および３９によって規定されることによって、軸１４および１８間の距離を決定する。ベアリング１５および１９の寸法と、ステム３２の寸法は、そのように決定された距離が、第１の連結要素９によって規定される軸７および１１間の距離に等しくなるようなものである。実際、加工状態において、第１の連結要素９、固定支持要素５、中間要素１２、およびステム３２およびベアリング１５および１９を含む制限デバイスは、連結機構の第１のセクションを表す第１の平行四辺形構造４０を規定する。
【００１６】
第５の回転ピン５０および第６の回転ピン５１は、中間要素１２に固定連結され、前述した回転軸に平行な第５および第６の回転軸５２および５３のそれぞれを規定する。２つのさらなる連結要素５４および５５は、回転ピン５０および５１のそれぞれによって、中間要素１２と連結された端部を有する。可動支持体６０が、上記に詳述した回転軸に平行な第７および第８の回転軸５８および５９のそれぞれを規定する、第７の回転ピン５６および第８の回転ピン５７を保持し、回転ピン５６および５７に連結された端部を有する２つのさらなる連結要素５４および５５によって中間要素１２に連結される。
【００１７】
２つのさらなる連結要素５４および５５は、中間要素１２および可動支持体６０とともに、連結機構の第２のセクションを表す第２の平行四辺形構造４１を規定する。
【００１８】
戻し閉鎖ばね２２を備えた弾性スラストデバイスが、フック要素２３および２４に連結され、これらのフック要素は、第１の連結要素９および可動支持体６０のそれぞれに連結され、フック要素２３は、ばね２２の力を設定するために調節可能である。中間要素１２は、第１の当接表面（２５）および第２の当接表面（２６）を保持するのに対して、調節可能な当接要素２７および２８は、第１の連結要素９およびさらなる連結要素の１つ（５４）のそれぞれに連結される。調節可能な当接要素２７および２８と当接表面２５および２６との間の接触は、ばね２２の推力によって押し付けられ、さらに詳しく言えば、図３に示す載置位置で、連結機構の要素の間で相互回転移動の量を制限する。
【００１９】
当接突起部７４が、第１の連結要素９に固定して連結され、（図３）の載置位置を規定するための固定支持要素５の表面と協働できる。
【００２０】
可動支持体６０には、本願明細書では詳細に記載されていない本質的に公知の連結による調節可能な方法で、ガイドケース６５を含むゲージデバイス６１が固定連結され、検査対象のクランクピン４２の表面と接触するためのフィーラ６７を保持する伝達ロッドが軸方向に並進運動できる。ロッドの変位は、例えば、本質的に公知であり図示されていないＬＶＤＴタイプ（線形可変差動トランスデューサ）またはＨＢＴタイプ（ハーフブリッジトランスフォーマ）のトランスデューサによって検出される。ガイドケース６５の下端部に、検査対象のクランクピン４２の表面と係合するための載置および参照表面を有する、Ｖ字形の参照デバイス７０を支持する支持ブロック６９が連結されている。フィーラ６７および伝達ロッドは、測定方向Ｄ（図２ａおよび図２ｂ）に沿って実質的に移動可能であり、この測定方向Ｄは、Ｖ字形の参照デバイス７０の二等分線と一致するか、または、図３から図５に示す「非対称の」Ｖ字形の実施形態にあるように、二等分線に対してわずかに傾斜して変位するが、あらゆる場合において、関連する載置および参照表面間でＶ字形のデバイス７０と交差する。トランスデューサの信号は、図３に簡潔な形で示された研削機９０の数値制御に接続された処理表示デバイス８９に送信される。真円度検査を実行するための本発明に記載の装置において非対称のＶ字形のデバイス７０を使用すると、感度が高まることで、前述した国際公開第０１／６６３０６号にさらに詳細に記載されているように、広範囲のロービングの形状エラーを有する円筒状表面の検査が可能になるため、優れた利点を備えるものとなる。
【００２１】
検査対象のクランク軸が、スピンドルと心押し台との間のワークテーブル７３上に位置し、これらは図示していないが、クランク軸の主要な幾何学的な軸と一致する幾何学的な回転軸８を規定する。その結果、クランクピン４２は、軸８の周りを軌道回転する。クランクピン４２は、円形軌道を描くことによって、軸８の周りを偏心して回転するが、機械加工の過程での研削砥石スライド１に対するピンの軌道は、実際、図３に破線で示され、参照番号７５によって特定された弧によって表すことができる。
【００２２】
したがって、Ｖ字形の参照デバイス７０は、クランクピン４２上に載置されると、下から上へ上から下へと往復運動して、クランクピン４２の軌道運動のものに等しい周波数（毎分数十回転）で、同様の軌道を描く。これは、検査装置が、最新の数値制御研削機では、研削砥石が接地表面と接触した状態を維持するようにクランクピンを「追跡する」ことによって、軌道回転している間、クランクピンを機械加工する研削砥石スライド１によって保持されるということによる。ストック除去用の送り運動が、横「追跡」運動に追加されることは明らかである。したがって、検査装置を形成する要素の変位は、度量衡的性能、制限された摩耗、および装置の信頼性に有利になるように、比較的小さな慣性力を伴う。
【００２３】
図３に全体が示され、図４、図５、および図６に部分的に示された制御デバイスが、例えば、液圧タイプの複動シリンダ８０を含む。シリンダ８０は、研削砥石スライド１によって支持され、一端でシリンダ８０のピストンに連結され、他端で、回転ピン７９によって、可動要素の中間部分、さらに詳しく言えば、レバー８２に連結されたロッド８１を含み、レバー８２は、一端で、回転ピン６によって、支持要素５に連結される。シリンダ８０が、（図を参照して）右側へピストンを変位させ、ロッド８１を後退させるように作動されると、レバー８２は、ピン６の周りを（図を参照して）時計回りの方向に回転し、レバー８２の自由端が、第１の連結要素９に連結された当接ピン８３に接触すると、第１の連結要素９は、時計回りの方向に回転し、検査装置は、図３に示す載置位置に変位する。ねじりばね７７が、固定支持要素５に連結されたアンカーピン７８に巻き付けられ、自由湾曲端部を有する。載置位置の方へ装置を変位する過程で、ばね７７の湾曲端部は、第１の回転連結要素９と一体の、さらに詳しく言えば、当接突起部７４に固定された遊び歯車７６と接触し、図の配置にあるように、ばねを右側の方へ動かす。ピン７８に巻き付けられたばね７７は、前記変位の過程で負荷がかかり、装置が載置位置にあるとき、制御デバイスによって適用されたものと対抗する力を要素９に適用する。前記変位の過程において、当接表面２５および２６は、ばね２２の力によって、要素２７および２８に対して当接した状態になる。
【００２４】
さらに、ベアリング１９の円筒状表面２０は、ステム３２の平面３９上に載り（内面３５および３６の間の当接によって管状要素３０に対して制約され）、したがって、中間要素１２と連結要素９および５４のそれぞれとの間の角度の最小値が規定および設定される。
【００２５】
載置位置への検査装置の後退は、検査装置によって与えられた測定信号によって、クランクピン４２が要求された（直径）寸法に達したことを検出すると、研削機の数値制御によって通常制御される。その後、クランク軸の他の部品の機械加工が行われるか、または、クランク軸の機械加工が完了した場合、手動または自動で部品が取り外され、新しい部品がワークテーブル７３に装填される。
【００２６】
新しいクランクピンの機械加工が必要な場合、典型的には、ワークテーブル７３を変位させることによって、研削砥石４の前に運ばれ（１つの研削砥石を有する研削機の場合）、装置は、検査状態に変位する。これは、研削機の数値制御によって、シリンダ８０を制御することにより生じ、それによって、ロッド８１は、（図を参照して）左側の方へ変位する。したがって、レバー８２の自由端（回転ピン６の周りを反時計回りの方向に回転する）は、当接ピン８３に適用された力を解放し、ばね７７の推力が広がり、連結要素９および連結機構、参照デバイス７０、およびゲージデバイス６１を含むシステム全体が反時計回りの方向に回転する。ばね７７の推力が前記回転の過程で消失し、回転システムの重力の中心が、第１の軸７がある垂直平面を超えて移動すると、検査対象のクランクピン４２上でＶ字形のデバイス７０を変位する前記軸７の周りでの回転は、重力の結果として継続し、この力は、装置が加工状態にあるとき、すなわち、検査動作の過程にあるとき、デバイス７０およびクランクピン４２の表面が接触した状態を維持する力である。
【００２７】
載置位置からの変位の第１段階において、連結要素９および５４および５５は、ベアリング１９とステム３２との間のものと同様に、ばね２２が当接要素２７および２８と関連する表面２５および２６との間に保持する接触によって、回転軸７の周りで一体に回転する。前述したように、この段階において、管状要素３０におけるステム３２の位置は、ばね３７の推力によって押し進められる内側当接表面３５および３６の載置によって規定される。所定量の回転が生じ、支持ブロック６９が、クランクピン４２に、軌道運動で近付き、さらに、研削砥石４に近付くと、ステム３２の他の平面の機械的当接表面３８は、ベアリング１５の表面１６に触れ、このようにして、連結要素９が回転する軸７および１１の対と、相互距離がステム３２によって設定された軸１４および１８の対とを特徴とする第１の平行四辺形構造４０を規定する。軸７および１４の間の距離と、軸１８および１１の間の距離は、固定要素５上および中間要素１２上のそれぞれの関連するピン６、１３、および１７、１０の位置によって決定される。
【００２８】
支持デバイスの下降移動の継続に伴い、当接要素２７は、要素１２の表面２５から係合を解除し、Ｖ字形のデバイス７０が検査対象のクランクピン４２と接触すると、要素２８および表面２６も係合を解除する。
【００２９】
参照デバイス７０が検査対象のクランクピン４２と接触できなければ、研削砥石４の方への下降移動は、当接リング３４と管状要素３０の一端が接触することによって衝突が生じる前に停止される。実際、このような接触は、ステム３２と管状要素３０との間の相互滑動を制限し、このようにして、平行四辺形構造４０で生じている変位を停止する（第２の平行四辺形構造４１の変位は、表面２６に対する要素２８の当接によって、この段階ではまだ防止されない）。
【００３０】
図に示す装置の可能な修正によれば、ベアリング１５を保持するピン１３が、２つの異なる位置をとるために固定要素５に連結され、１つの位置から他方の位置へ切り換えるための自動式、例えば、空気圧式のデバイスが提供される。さらに詳しく言えば、この修正（図示せず）によれば、加工状態下で、ベアリング１５は、平行四辺形構造４０を規定するために、図に示された同じ位置にあり、本願明細書に前述した載置位置から加工状態への切り換えの過程で、ピン１３は、左側に移行する。（図３から図６に示す配置によれば）。このようにして、ゲージデバイス６１は、研削砥石４からさらに遠く離れた位置にあり、結果的に安全である軌道に沿って誘導されたクランクピン４２の方へと近付く。この可能な修正は、部品の寸法と支持デバイスの締め付け位置により、研削砥石４に対して可能的に衝突するゲージデバイス６１または装置の他の要素の危険が、クランクピン４２との間で往復移動する過程で潜在的に高い応用において特に有益である。
【００３１】
前述したように、クランクピン４２と参照デバイス７０との間の正確な協働は、検査段階の過程で、２つの平行四辺形構造４０および４１および中間要素１２を含む連結機構のさまざまな構成部品の変位によって保持される。これらの変位は、重力と、前記重力とは反対のクランクピン４２によって適応される推力とによって生じる。検査段階の過程で、管状要素３０の内部に位置するばね３７は、弾性特徴、装置の重量を動的に打ち消す傾向のある作用によって適用されることで、慣性力による可能な負の影響に対抗する。
【００３２】
平行四辺形構造により、ガイドケース６５およびそれに連結されたＶ字形の参照デバイス７０が実質的に並進移動でき、すなわち、連結機構のさまざまな構成部品によってとられる構成にかかわらず、フィーラ６７が変位する測定方向Ｄの角度配置が変わらないように維持することができる。
【００３３】
これにより、特に、軌道回転するクランクピンの真円度特徴の検査が容易になるのは、フィーラとピンの表面との間の瞬間的な接触点の角度配置が既知であり一定であるため（図２ａおよび図２ｂのスケッチで示すように）、ゲージデバイス６１によって検出された値が、本願明細書の第１の部分で記述した関連する補償を受ける必要がないためである。実際、検出値は、支持要素５と検査されたクランク軸との間の相対位置と、ゲージデバイス６１が連結された支持デバイスによる特徴および結果的な構成とに依存しない。
【００３４】
国際公開第０２０７０１９５号に開示された実施形態にすでに包含されているこれらの肯定的な態様に加えて、本発明に記載の装置の構造により、使用の柔軟性が高まり、機械工具でのプロセス過程での検査により簡単に適用できる。
【００３５】
実際、平行四辺形の辺が回転軸を達成する支点手段に接続された回転アセンブリを有する構成では、載置位置を規定するさいの多大な自由度を得ることができず、連結機構の変位の可能性を著しく制限してしまう（例えば、国際公開第０２０７０１９５号の図７による実施形態において、Ｖ字形の参照デバイスがとる位置のように）。
【００３６】
適切な制限デバイス（３０、３２）の機械的表面（１６、３８）の間からの変位とその間での接触によって、２つの平行四辺形構造の１つを安全かつ容易に、高速かつ自動で分解および組立てできることにより、装置が加工状態から載置位置へ、そしてその逆方向へ高速かつ自動で切り換えるということと、載置位置において小さなレイアウト寸法を有し、研削砥石４が部品を機械加工する領域から十分に距離があることで、ワークピースの装填／取外し動作を容易にし、検査システムのより繊細な部品に対してより十分な保護を与えることとが、どの程度重要であるかという点で多くの利点が得られる。
【００３７】
実際、本発明の範囲内にある他の実施形態は、例えば、支持デバイスの連結機構が、「直列」連結された２つの支持セクションを含み、２つのセクションの各々が、連結された部品間を平滑に相互並進移動できる制約を規定し、２つのセクションの少なくとも１つが、載置位置において接触せずに、加工状態において互いに接触して、平行四辺形構造を達成する機械的な当接の対を含むことが予測可能である。支持デバイスの他のセクションは、図に示すようなもの（４１）、または、例えば、国際公開第０２０７０１９５号に記載され例示されたもののような、上記に詳細に記述した特徴を有する異なる公知の軸継手のような平行四辺形構造であり得る（スライド、角度変位などを拘束するベルトによって相互接続されたプーリーを有する軸継手）。
【００３８】
また、本願明細書に記載および例示したものに対する他の可能な変形例は、制御デバイスの構造および配置、当接表面を備えた制限デバイスの使用（例えば、載置位置において、支持デバイスのさまざまな部品の中で相互回転を制限するため）、弾性スラストデバイスの異なる実施形態（例えば、ばね２２を変位させる２つ以上のばねによって、中間要素１２と異なる連結要素との間で連結される）などを考慮に入れることができる。
【００３９】
また、図示したものに対して、ピン４２の表面上にＶ字形の参照デバイス７０を平滑に導入するためのガイドまたは持上げ機構を追加することもできる。このような持上げ機構は、例えば、まずピン４２と接触状態になる載置および参照表面に近いＶ字形のデバイスの一端に連結されたローラを含む。
【００４０】
本発明による装置は、特に、軌道運動でクランクピンをプロセス過程で検査するのに適しているが、機械加工の前後に、軌道回転するピンの寸法または形状を検査するため、または、（機械加工の前、間、または後に）対称軸の周りを回転するピンを検査するために利用可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１ａ】２つの異なる加工状態下にある公知の装置の配置を簡潔な形で示す。
【図１ｂ】２つの異なる加工状態下にある公知の装置の配置を簡潔な形で示す。
【図２ａ】図１ａおよび図１ｂに示す２つの異なる加工状態下にある、本発明による機能的な態様のいくつかを含む異なる公知の装置の配置を簡潔な形で示す。
【図２ｂ】図１ａおよび図１ｂに示す２つの異なる加工状態下にある、本発明による機能的な態様のいくつかを含む異なる公知の装置の配置を簡潔な形で示す。
【図３】載置状態で示されたクランク軸研削機の研削砥石スライド上に取り付けられた、本発明の好ましい実施形態による検査装置の側面図である。
【図４】機械加工されている間、クランクピンの検査中に時間的に異なる瞬間にある、加工状態で示された図３の装置の部分および拡大側面図である。
【図５】機械加工されている間、クランクピンの検査中に時間的に異なる瞬間にある、加工状態で示された図３の装置の部分および拡大側面図である。
【図６】図５の装置のいくつかの構成部品の部分およびさらなる拡大側面図である。
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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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【手続補正書】
【提出日】平成16年6月1日(2004.6.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
幾何学的回転軸（８）の周りを回転するピン（４２）の寸法および幾何学的特徴を検査する装置であって、
検査対象のピン（４２）と協働するように適応された載置および参照表面を規定するＶ字形の参照デバイス（７０）と、
前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）に連結され、前記検査対象のピン（４２）の表面と接触するように適応され、前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）の前記載置および参照表面の間にある測定方向（Ｄ）に沿って線形変位を実行するように適応されたフィーラ（６７）を含むゲージデバイス（６１）と、
固定支持要素（５）と、前記固定支持要素（５）と前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）との間にあり、前記装置が加工状態にあるとき、前記固定支持要素（５）に対して前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）が実質的に並進移動できるように適応された連結機構とを用いて、前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）および前記ゲージデバイス（６１）を支持するための支持デバイスと、前記連結機構が、
前記固定支持要素（５）に連結された第１のセクション（４０）と、
前記第１のセクション（４０）に連結された中間要素（１２）と、
前記中間要素（１２）に連結され、前記Ｖ字形の参照デバイス（７０）および前記ゲージデバイス（６１）を保持する第２のセクション（４１）とを含み、
前記第１および第２のセクションの少なくとも１つが、前記加工状態において、前記幾何学的な回転軸（８）に平行な多数の回転軸（７、１１、１４、１８）として規定する４つの支点（６、１０、１３、１７）を有する第１の実質的に平行四辺形の構造（４０）と、隣接する回転軸（７、１１、１４、１８）を分離する距離を規定および設定するように適応された連結および制限要素（９、３２）とを含み、前記第１の実質的に平行四辺形の構造（４０）が、２つの隣接する回転軸（１４、１８）を分離する距離を規定および設定するために、前記加工状態において、相互接触を保持するように適応され、前記装置の前記載置位置において、相互分離を維持するように適応された少なくとも１つの対の機械的当接（３８、１６）を含み、
載置位置から前記加工状態へ、およびその逆へ自動的に前記装置が変位できるようにする制御デバイス（８０から８３）とを備える、装置。
【請求項２】
前記第１の実質的に平行四辺形の構造（４０）が、前記加工状態において相互接触を保持するように適応された追加の対の機械的当接（３９、２０）を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記連結および制限要素が、２つの隣接する支点（６、１０）の間に規定された少なくとも１つの細長い連結要素（９）と、前記加工状態において、他の２つの支点（１３、１７）の間に配設されたステム（３２）とを含み、前記ステム（３２）が、前記細長い要素（９）に連結され、前記細長い要素（９）に実質的に平行な方向に沿って軸方向に移動可能に配設され、前記ステム（３２）の端部（３８、３９）と要素（１５、１９）が、前記少なくとも１つおよび追加の対の機械的当接（３８、１６；３９、２０）を規定する前記他の２つの支点（１３、１７）と一体化される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記２つの支点（１３、１７）と一体化された前記要素が、前記少なくとも１つおよび追加の対の機械的当接を規定する関連付けられた外側円筒状表面（１６、２０）を有するベアリング（１５、１９）である、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記連結および制限要素が、前記細長い連結要素（９）に固定され、ステム（３２）を収容しその変位を案内するように適応された、実質的に管状の支持およびガイド要素（３０）を含む、請求項３または４に記載の装置。
【請求項６】
前記支持およびガイド要素（３０）に対する前記ステム（３２）の変位が、前記支持およびガイド要素（３０）の内部に規定された内側当接表面（３５、３６）によって制限され、装置が載置位置にあるとき、前記内側当接表面（３５、３６）を相互接触状態にするためのばね（３７）が与えられる、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記支持およびガイド要素（３０）に対する前記ステム（３２）の変位が、前記支持およびガイド要素（３０）の外部で、前記ステム（３２）に調節可能に連結された当接リング（３４）によって制限される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記追加の対の前記機械的当接（３９、２０）が、前記装置が載置位置にあるとき、相互接触状態になるように適応された、請求項２から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記第１および第２のセクションの他方が、第２の実質的に平行四辺形の構造（４１）を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記第２の実質的に平行四辺形の構造（４１）が、２つの追加の連結要素（５４、５５）と、前記幾何学的回転軸（８）に平行な４つの回転軸（５２、５３、５８、５９）を規定する二対の支点（５０、５１、５６、５７）とを含む、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記支持デバイスが、第１および第２のセクションの要素間に配置され、前記第１および第２のセクションの間に相互引き付け力をかけるように適応された弾性スラストデバイス（２２）を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記幾何学的な軸（８）を規定するワークテーブル（７３）と、研削砥石（４）を保持する研削砥石スライド（１）とを含む数値制御研削機における機械加工の過程で、幾何学的な回転軸（８）の周りを軌道回転するピン（４２）の直径および真円度を検査するための請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置であって、前記固定支持要素（５）が、研削砥石スライド（１）に連結される、装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、幾何学的回転軸の周りを回転するピンの寸法および幾何学的特徴を検査する装置であって、検査対象のピンと協働するように適応された載置および参照表面を規定するＶ字形の参照デバイスと、Ｖ字形の参照デバイスに連結され、検査対象のピンの表面と接触するように適応され、Ｖ字形の参照デバイスの載置および参照表面の間にある測定方向に沿って線形変位を実行するように適応されたフィーラを含むゲージデバイスと、固定支持要素と、固定支持要素とＶ字形の参照デバイスとの間にある連結機構とを用いて、Ｖ字形の参照デバイスおよびゲージデバイスを支持するための支持デバイスと、載置位置から加工状態へ、およびその逆へ自動的に装置が変位できるようにする制御デバイスとを備える装置に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
本願と同一の出願人により出願された国際公開第９７１２７２４号に、研削機における機械加工の過程で幾何学的な軸の周りを軌道運動で回転するクランク軸のクランクピン直径検査装置が開示されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
さらに詳しく言えば、上記に詳細に記載した国際特許出願において図示および記載した実施形態によれば、これらの装置は、検査対象のクランクピン上に載り、実質的に重力によって、クランクピンの表面との正確な協働を維持するＶ字形の参照デバイスを有する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
上記に詳細に記載した国際特許出願に開示された実施形態では、優れた度量衡的結果および小さな慣性力が確保され、本願と同一の出願人によって製造されたこれらの特徴を備えた装置の性能基準は、応用の顕著な品質および信頼性に適合する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
さらに、クランク軸が組み立てられ、研削機上で回転している間、ピンの円筒状表面の真円度検査を実行するために、これらの公知の装置を利用することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
同様に本願と同一の出願人により出願された国際公開第０１６６３０６号は、研削機上での軌道回転においてクランクピンの真円度を検査するための装置および方法に関する。同国際特許出願には、クランク軸の回転中、所定の角度位置で、フィーラおよび部品上に載っているＶ字形の参照表面を含むゲージヘッドと、Ｖ字形の二等分線と一致するか、またはそれに対して僅かに傾斜する測定方向に沿ってフィーラの変位を検出するトランスデューサとによって、クランクピンの直径寸法を検出することが開示されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
検出した寸法が処理されるのは、使用する特定のタイプのヘッドの幾何学的特徴が原因のゆがみを補償（参照Ｖ字形と接触している検査された表面の形状エラーの調整）するためと、クランクピンの表面上でヘッドが占める位置、詳しく言えば、支持要素とクランク軸との間の相対配置と、ヘッドを保持する支持デバイスが呈する特徴と結果的な構成とに依存する、既知の参照に対してフィーラの瞬間的な接触点の角度配置を考慮するための他の補償を実行するためである。図１ａおよび図１ｂは、円筒状のクランクピンの検査過程で研削機の研削砥石スライドに連結された、上記に詳細に記載した国際公開第０１６６３０６号に記載の装置のいくつかの部品を非常に簡潔な形で示している。フィーラＴによって規定される測定方向Ｄの角度配置が検査対象の部品と装置の連結領域との間の相互位置にどのように依存するかを明らかにするために、図１ａおよび図１ｂは、２つの異なる検査状態を示す。第１の状態（図１ａ）において、装置は、ピンが研削砥石に接触している間にピンを検査しており、第２の状態（図１ｂ）において、研削砥石スライドは、ピンから後退させられている。また、軌道運動中のピン（例えば、クランクピン）の検査過程において、支持デバイスの構成を変更すると、フィーラの角度配置が結果的に変動するということも考慮に入れなければならない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
国際公開第０１６６３０６号に記載の方法により、関連する機械的構成部品の理論的挙動に依存するさまざまな処理による避けられない近似値にかかわらず、優れた結果を得ることができる。


【国際調査報告】
2005529345.tif 000009
2005529345.tif 000010
2005529345.tif 000011