(57)【要約】【課題】接触子が被測定穴に挿入される過程において、前記接触子が被測定穴に大きな負荷を掛けることなく、しかも自ら調芯するフローティングユニットの提供を目的とする。【解決手段】被測定穴の検査基準となる直径で形成した後端部および先絞りに形成した先端部からなる接触子１と、この接触子１の後端面に立設した把持パイプ７と、前記接触子１に軸支され前記把持パイプ７に挿通したシャフト２と、このシャフト２を付勢するばね４とからなり、前記把持パイプ７の中空穴７ａおよび前記シャフト２に径方向の隙間を設け、前記ばね４の付勢力により前記接触子１および前記把持パイプ７を常時当接状態に保つことを特徴とする。これにより、前記接触子１は、被測定穴に対して若干の位置ズレがあっても、その先端が被測定穴に案内され、前記後端面が前記把持パイプ７の端面を滑るように挿入方向に対して直交する方向に自在にフローティングする特徴がある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定穴の検査基準となる直径で形成した後端部および先絞りに形成した先端部からなる接触子と、この接触子の後端面に立設した把持パイプと、前記接触子に軸支され前記把持パイプに挿通したシャフトと、このシャフトを付勢するばねとからなり、前記把持パイプの中空穴および前記シャフトに径方向の隙間を設け、前記ばねの付勢力により前記接触子および前記把持パイプを常時当接状態に保つことを特徴とするフローティングユニット。
【請求項２】
前記シャフトの一端に前記把持パイプの中空穴を通過しないツバ部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフローティングユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークに穿設された被測定穴へ接触子を挿入して被測定穴の内径寸法を検査する際に用いるものであって、前記接触子を滑らかに挿入できるフローティングユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフローティングユニットは、特許文献１に示すものが公知となっており、図５を用いて以下に説明する。従来のフローティングユニット３０は、被測定穴（図示せず）に挿入して被測定穴の内径寸法を測定する測定ヘッド３４と、この測定ヘッド３４を六角ボルトにより一体に固定した可動部材３６と、ロボットハンド（図示せず）に把持される固定部３３と、この固定部３３および前記可動部材３６を連結する３本の支持棒３５とから構成される。また、前記支持棒３５は、前記固定部３３の軸線と平行に延びるようにかつ固定部３３の軸線を覆うように３等分された位置にそれぞれ固定されており、その両端部には小径にくびれたくびれ部３７，３７が形成されている。さらに、このくびれ部３７は、局部的に断面積が小さいため、支持棒３５がその軸線に対して垂直方向の負荷を受けると弾性変形可能である。これにより、従来のフローティングユニット３０は、前記測定ヘッド３４が前記被測定穴に対して多少位置ズレしていても、前記くびれ部３７の弾性変形により前記測定ヘッド３４が前記被測定穴の奥方に滑らかに挿入される特徴がある。また、前記固定部３３には、円筒形のケース３８が固定されており、このケース３８は、前述の３本の支持棒３５を覆うように配される。さらに、このケース３８の下部には、３本のねじ３９がそれぞれ放射状かつ３等分に配されており、前記ねじ３９のねじ部に配された２つのナット４０，４０により、前記ケース３８の内側へ抜けないように抜け止めされている。一方、前記ねじ３９の頭部座面と前記ケース３８の内壁面との間には、ばね４１が配されており、前記ねじ３９は、それぞれ前記ケース３８の中心に向かって常時付勢されている。これらねじ３９の頭頂は、前記可動部材３６の外周に設けられた穴の底面にそれぞれ当接して配される。つまり、従来のフローティングユニット３０は、常時であれば、前記ばね４１の付勢力および前記支持棒３５の剛性により、前記測定ヘッド３４を前記固定部３３の軸線とほぼ一致する中立位置に保つことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平05-87502号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のフローティングユニット３０は、前記固定部３３の軸線の外側つまり固定部３３の同心円上に３本の支持棒３５をそれぞれ３等分して配されるため、フローティングユニット３０自身の直径が大きくなる問題があった。また、前記測定ヘッド３４は、当初であれば傾くことなく垂直方向に延びているものの、前記測定ヘッド３４の先端が負荷を受けると前記くびれ部３７が弾性変形するため、測定ヘッド３４の傾きθは、前記弾性変形した量に応じて大きくなる。つまり、測定ヘッド３４および前記被測定穴の位置がズレていると、挿入される前記測定ヘッド３４は、前記被測定穴の導入部に当接して挿入方向に対して直交する方向に負荷を受けるため、前記くびれ部３７に弾性変形が生じる。これにより、前記測定ヘッド３４は、自身の前記傾きθが大きくなるため、当接する前記被測定穴の導入部が強く押されて広がる方向に変形する問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて創成されたものであり、コンパクトに仕上げることおよび接触子が被測定穴に挿入される過程において、前記接触子が被測定穴に大きな負荷を掛けることなく自ら調芯できることをそれぞれ実現可能なフローティングユニットの提供を目的とする。この目的を達成するために、本発明は、被測定穴の検査基準となる直径で形成した後端部および先絞りに形成した先端部からなる接触子と、この接触子の後端面に立設した把持パイプと、前記接触子に軸支され前記把持パイプに挿通したシャフトと、このシャフトを付勢するばねとからなり、前記把持パイプの中空穴および前記シャフトに径方向の隙間を設け、前記ばねの付勢力により前記接触子および前記把持パイプを常時当接状態に保つことを特徴とする。なお、前記シャフトの一端に前記把持パイプの中空穴を通過しないツバ部を備えることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明のフローティングユニット１０は、その最大径が前記接触子１の後端部の直径であるため、従来よりも小径の寸法で構成できる利点がある。また、フローティングユニット１０は、前記ばね４が従来の支持棒３５のくびれ部３７に相当しており、このばね４は、従来と比較するとその剛性が極めて小さいため、前記接触子１の挿入方向と直交する向きに負荷を受けるとその軸線が自在に湾曲する。つまり、前記接触子１が前記把持パイプ７の同心円上を滑るようにして平行に移動でき、しかもこのとき接触子１には前述の移動に抗する方向の力がほとんど作用しない。よって、本発明のフローティングユニット１０は、被測定穴に前記接触子１を傾けることなく挿入でき、しかも接触子１と当接した被測定穴１６が広がる方向に変形することなく確実に被測定穴１６の検査が行える利点もある。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係わる一実施例の断面図である。
【図２】本発明に係わる一実施例の使用例を示した一部切り欠き断面図である。
【図３】本発明に係わる動作説明図である。
【図４】本発明に係わる別の実施例を示した一部切り欠き断面図である。
【図５】従来の一部切り欠き断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
まず、図１ないし図４に基づき本発明の一実施例を以下に説明する。本発明のフローティングユニット１０は、ワーク１５に穿設された被測定穴１６に挿入される接触子１と、所定の座標へ移動自在な移載手段２０に把持される部位を備えた把持パイプ７と、この把持パイプ７および前記接触子１に挿通したシャフト２と、このシャフト２が接触子１から抜け落ちないようにシャフト２の先端に配したピン３と、このピン３および前記接触子１が常時当接するように付勢するばね４とから構成される。
【０００９】
前記接触子１は、略半球状に形成されており、その軸線に沿って延びる摺動穴１ａと、前記半球部の頭頂から設けられたザグリ穴１ｂとを備え、前記摺動穴１ａおよび前記ザグリ穴１ｂが連通してなる。前記摺動穴１ａの直径は、前記シャフト２の小径軸部２ｂを摺動可能な寸法に設定される一方、前記ザグリ穴１ｂの直径は、前記ピン３の全長よりも若干長い寸法に設定される。また、前記接触子１は、上述のように前記被測定穴１６に挿入されるため、滑らかに進入できるように球面側を先端にする一方、その後端部は、前記摺動穴１ａの軸線と直交する平坦な後端面が形成されている。なお、前記後端部は、図４に示すように、その外周にＲ（１ｃ）を形成してもよい。
【００１０】
前記把持パイプ７は、筒状に延びるパイプからなり、その軸線に一致する中空穴７ａを備え、前記中空穴７ａおよび前記摺動穴１ａがそれぞ連通するように前記後端面に立設するように配される。また、この把持パイプ７の外径は、前記接触子１の最大径よりも小さく設定される一方、前記中空穴７ａの直径は、前記摺動穴１ａの直径よりも大きく設定される。さらに、前記把持パイプ７は、図１ないし図３であれば、その一端を接合され一体に延びるように配された中空パイプ６と、この中空パイプ６の後端に嵌合可能に構成された蓋５とから構成され、後述するばね４の両端を前記蓋５および前記シャフト２にそれぞれ引っ掛けて配される。
【００１１】
前記シャフト２は、前記中空穴７ａおよび前記摺動穴１ａに挿通可能な直径からなる小径軸部２ｂと、その一端に一体に形成され前記中空穴７ａを通過不能な直径からなるツバ部２ａとから構成され、前記小径軸部２ｂの先端には、シャフト２の軸線に直交する横穴が設けられる。
【００１２】
前記ピン３は、前記シャフト２の前記横穴に挿入されており、前記ザグリ穴１ｂの底面に当接することで前記小径軸部２ｂから完全に抜けない。
【００１３】
前記ばね４は、図１であれば両端にフック部がそれぞれ形成された引っ張りばねで構成される一方、図４であれば圧縮ばねで構成されており、いずれも前記シャフト２を引っ張り上げる方向に常時付勢してなる。このばね４は、従来の支持棒３５よりも剛性が極めて低いため、その軸線は図３（ｂ）に示すように容易に反り自在に変形する。
【００１４】
このように構成されたフローティングユニット１０は、図２に示すように前記移載手段２０に固定されており、この移載手段２０は、圧縮エアの供給により伸縮するロッドを備えたエアシリンダ２１と、前記ロッドおよび前記把持パイプ７をそれぞれ連結した連結金具２２とから構成されている。また、前記移載手段２０は、図示しないロボットハンドに把持されており、このロボットハンドの作動により前記フローティングユニット１０を被測定穴１６の上空へ移載可能に構成される。
【００１５】
ところで、図４に示すフローティングユニットは、図１ないし図３に示すフローティングユニットの別の実施例である。この図４のフローティングユニット１０は、図１ないし図３に比べると全長が短い特徴を有する。また、図４のフローティングユニット１０は、前記中空穴７ａの端面に配された座金８を備えており、この座金８に上述のばね４つまり圧縮ばねが配されている。
【００１６】
よって、図１ないし図４に示すフローティングユニット１０は、前記ツバ部２ｂと前記中空穴７ａとがそれぞれ引き離される方向に付勢されているため、前記シャフト２が前記ピン３を介して前記接触子１を軸方向に常時引き上げている。つまり、前記接触子１の後端面および前記把持パイプ７の端面が常時当接状態であるとともに、前記中空穴７ａおよび前記小径軸部２ｂの隙間だけ前記接触子１が把持パイプ７に対してフローティング可能である。
【００１７】
次に本発明のフローティングユニット１０の作用について、図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて説明する。前記ロボットハンドは、図示しない制御装置の指令を受けてフローティングユニット１０を前記被測定穴１６の上空に移載する。前記エアシリンダ２１の前記ロッドは、前記制御装置の指令を受けて下降し、図３（ａ）に示すように前記接触子１を前記被測定穴１６に挿入する。このように、前記接触子１および前記被測定穴１６の軸線がそれぞれ一致しておらずズレ量εａだけオフセットしていると、先絞りされた前記接触子１の先端が前記被測定穴１６の入り口に当接する。さらに、前記ロッドの下降が進むと前記被測定穴１６に当接した前記接触子１は、前記シャフト２とともに挿入方向に対して直交する方向へ平行に移動するため、図３（ｂ）に示すように前記ズレ量εａがズレ量εｂへと小さくなる。また、前記被測定穴１６の合否は、前記ロッドの下降量に基づき判断されており、前記ロッドが所定の下降量に達すると前記ロッドが上昇し、前記フローティングユニット１０が前記被測定穴１６から引き抜かれて復帰する。このとき、例えば前記被測定穴１６および前記接触子１が引っ掛かった状態になると、前記把持パイプ７の上昇により前記中空穴７ａの端面および前記ツバ部２ｂが当接する。これにより、前記接触子１に作用する上昇方向の力は、前記ばね４の付勢力から前記エアシリンダ２１の出力に変わるため、引っ掛かった状態の接触子１は、前記被測定穴１６から確実に引き抜かれる。
【００１８】
以上説明したように、本発明のフローティングユニット１０は、前述のばね４の付勢により前記接触子１の後端面が前記把持パイプ７の端面と当接状態を保つ一方、前記接触子１が前記被測定穴１６の挿入方向に対して直交する方向へ押されると、前記中空穴７ａおよび前記小径軸部２ｂの隙間だけ前記把持パイプ７の端面に沿って滑るように移動する。つまり、前記接触子１は、前述のような負荷を受けると、前記後端面および前記把持パイプ７の当接状態を保ちつつ前記把持パイプ７の軸線に対して平行に移動でき、傾くことなくフローティングする。したがって、本発明のフローティングユニット１０は、前記把持パイプ７が前記被測定穴１６に当接しない程度のラフな位置合わせで被測定穴１６の検査が行える利点がある。また、前記ばね４は、前述のように極めて剛性が低いのため、ばね４の軸線が湾曲した状態であっても、前記接触子１には前記フローティングの方向に力がほとんど生じない。よって、本発明のフローティングユニット１０は、前記接触子１の軸線が前記被測定穴１６の軸線と一致しなくても、挿入後の接触子１によって前記被測定穴１６を押し広げない利点もある。さらに、前記フローティングユニット１０は、従来に比べて構成部品が少なく、しかも前記被測定穴１６の直径以下に小さくできる利点もある。また、前記被測定穴１６に挿入した前記接触子１を復帰する過程において、前述のように前記接触子１が被測定穴１６に引っ掛かっても、前記ツバ部２ｂおよび前記把持パイプ７の中空穴７ａの端面が当接するため、接触子１の上昇する力が大きくなり、前記接触子１が確実に復帰する利点もある。
【符号の説明】
【００１９】
１    接触子
１ａ  摺動穴
１ｂ  ザグリ穴
１ｃ  Ｒ
２    シャフト
２ａ  ツバ部
２ｂ  小径軸部
３    ピン
４    ばね
５    蓋
６    中空パイプ
７    把持パイプ
７ａ  中空穴
８    座金
１０    フローティングユニット（本発明）
１１    フローティングユニット（本発明）
１５    ワーク
１６    被測定穴
２０    移載手段
２１    エアシリンダ
２２    連結金具
３０    フローティングユニット（従来）
３３    固定部
３４    測定ヘッド
３５    支持棒
３６    可動部材
３７    くびれ部
３８    ケース
３９    ねじ
４０    ナット
４１    ばね
εａ    ズレ量
εｂ    ズレ量
θ      傾き
【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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