部品を検査するための支持デバイス

本発明は、小型の部品を測定又は検査するための支持デバイスに関する。これは、特に、回転又は回動する部品の心合わせをするために行われる。本発明の特定の応用分野は、腕時計機構の部品の測定又は検査に関する。

計時器アーバー及び車セットの測定におけるサンプルの位置合わせは、いずれの測定の不確かさも発生させずに行わなければならない。伝統的に、可動部品の幾何学的構成をすべて検査するためにいくつかの測定技術が使用される。これらの検査操作には、有能な人員と資材の点から相当な資源が必要となる。

検査されるいくつかの幾何学的構成を測定するために、視覚的な検査法を使用することができる。しかし、これらの方法は、部品を所定位置に保持することによって検査表面が隠れないということを確実にすることが困難である。さらに、回転する計時器の部品を支持するために、回転軸は、各部品の回転試験の間中、大きな振動なしで、絶えず平衡状態に維持されなければならない。

このような現在までに使用されてきた従来の測定技術は、車セットアーバーの2つの端の間の放射方向の距離にわたっての車セットの傾き誤りを100μm未満の精度で測定することができない。

本発明の目的は、正確で信頼性が高く実装するのに経済的であるmm規模以下の小型の部品を検査又は測定するための支持デバイスを提供することである。

本発明の特定の目的は、正確で信頼性が高く実装するのに経済的である小型の部品を見ることを可能にする装置を介して検査又は測定するための支持デバイスを提供することである。

本発明の特定の目的は、正確で信頼性が高く実装するのに経済的である小型の計時器機構の部品を見ることを可能にする装置を介して検査又は測定するための支持デバイスを提供することである。

本発明の特定の目的は、正確で信頼性が高く実装するのに経済的である計時器機構の部品のような小型の部品を見ることを可能にする装置を介して検査及び測定する支持デバイスを有する測定及び検査する装置を提供することである。

回転するメンバーのための非常に低摩耗な軸ベアリングを装備する支持デバイスを提供することは好ましい。

高効率な軸ベアリングを装備する支持デバイスを提供することは好ましい。

小型で堅牢性が高い支持デバイスを提供することは好ましい。

有能でないオペレーターによって測定又は検査される部品を迅速に適所にセットすることを確実にする支持デバイスを提供することは好ましい。

測定の間中に安定位置の回転する部品を保持することができる支持デバイスを提供することは好ましい。

静的及び動的な形状が検査される場合に、回転する部品の回転軸の配向方向を確実にすることができる支持デバイスを提供することは好ましい。

車とピニオンを有する長いアーバー、短いアーバー又は段付きアーバーのような様々な形状の部品を受けることができる測定装置及び他の計時器機構の部品を提供することは好ましい。

本発明の目的は、請求項1に記載の支持デバイスによって達成される。従属請求項は、本発明の好ましい態様について記載している。

本明細書は、本体を有する支持体と、前記支持体の表面に配置されたワーク面と、前記支持体のハウジングに取り付けられた変形例に応じて磁界及び/又は電界であるフィールド(磁界及び/又は電界)集中要素と、フィールド発生器とを有する支持デバイスについて記載している。前記フィールド集中要素は、ベース部と、前記ワーク面の近くに配置されたフィールド集束部とを有し、前記ベース部は、周囲の平均幅又は直径D2が軸方向端面上の前記集束部の直径D1よりも大きい軸方向ベース面を有する。前記ベース部は、曲面によって前記集束部に接続されている。

好ましくは、前記集中要素の曲面は、連続的形状を有する。一変形例では、前記曲面は、一定の曲率半径の円形状を有する。別の好ましい変形例において、前記曲面は、曲率半径が変化する円形状であり、その曲がった部分の半径は、前記集束部の側で大きい。前記曲面は、前記集束部と接線方向で連結していると好ましい。前記集束部は、円柱形の区画と、及び前記支持デバイスの軸に垂直な平坦又は実質的に平坦な軸方向端面とを有すると好ましい。

特定の実施形態において、集中要素の軸方向端面の直径D1は、0.15〜0.6mmであり、前記ベース部の直径又は幅D2は、2〜3mmであり、前記曲面の曲率半径は、1.5〜4mmである。

特定の実施形態において、前記フィールド集中要素の材料は、保磁力Hcが5kA/m以上であって最大透磁率が100以上である磁気的に軟鋼である。

特定の実施形態において、フィールド集中要素の材料は、誘電剛性率が10kV/mm以上である誘電体である。

特定の実施形態において、前記フィールド発生器は、1テスラを超える飽和磁界を有する希土類永久磁石である。

一実施形態では、前記フィールド発生器は、電気的キャパシターを有する。

前記フィールド発生器は、前記支持体の本体に形成される空洞に配置されていて、前記フィールド発生器は、前記フィールド集中要素の一部の軸方向ベース面に対して当接し又はこれに近傍にある。

ワーク面の材料は、高い硬度及び良好な摩擦特性を有するコランダム、ダイヤモンド及び他の貴重な石、及びセラミックス材料から選択することが好ましい。

前記ワーク面は、前記ハウジングを閉じる端壁で組み立てられた端片上に形成している。前記ハウジングは、円筒状の壁を有し、前記端壁は、前記端片を固定するための中央オリフィスを備える円形の円盤の形を実質的に有する。

本発明の目的は、請求項15に記載の小型の部品を測定又は検査する機器によって達成される。

本明細書において、第1の支持デバイス及びこれと相補的な第2の支持デバイスを支持するフレームを有する測定及び検査機器であって、前記第1の支持デバイスは、本体を有する支持体と、前記支持体の表面に配置されたワーク面と、前記支持体のハウジングに取り付けられたフィールド集中要素と、変形例に応じて磁界及び/又は電界を発生させるフィールド発生器とを有し、前記フィールド集中要素は、ベース部と、前記ワーク面の近くに配置された集束部とを有し、前記ベース部は、周囲の平均幅又は直径が軸方向端面上の前記集束部の直径よりも大きい軸方向ベース面を有し、前記2つの支持デバイスは、同じ軸線A上に整列しており、互いに対して反対方向に向いており、これらの支持デバイスの間に、測定又は検査されるメンバーを受けるように構成されている。

前記フレームは、異なる長さを有するメンバーを測定又は検査することを可能にするように、前記2つの支持デバイスの間の距離を変えるスライドデバイスを有することが好ましい。

好ましい一実施形態では、検査されるメンバーの第1の端が、前記第1の支持デバイスに当接し、その他方の端が、小空間によって前記相補的な支持デバイスから分けられている。この構成は、前記第1の支持デバイスによって与えられる磁気的及び/又は電気的な引力が、前記相補的な第2の支持デバイスによって与えられるものよりも大きいことによって得られる。

当該機器の支持デバイスは、上記のデバイスの一又は複数の特徴を有することが好ましい。

本発明の目的は、光学カメラを有し、測定又は検査機器を装備する光学的測定又は検査装置によっても達成される。

下記の請求の範囲、発明を実施するための形態、添付図面を読むことによって、他の本発明の好ましい目的及び態様が、明らかになるであろう。

図1は、本発明の一実施形態に係る測定機器についての図である。

図2aは、本発明の一実施形態に係る支持デバイスの断面図である。

図2bは、本発明の一実施形態に係る支持デバイスの正面図である。

図3aは、本発明の一実施形態に係る支持デバイスのフィールド集中要素の斜視図である。

図3bは、本発明の一実施形態に係る支持デバイスのフィールド集中要素の変形例の側面図である。

図4aは、検査されるメンバーの検査の間中に本発明の実施形態に係る装置を測定及び検査する装置の光学カメラによって撮影された写真であり、メンバー全体を示す。

図4bは、検査されるメンバーの検査の間中に本発明の実施形態に係る装置を測定及び検査する装置の光学カメラによって撮影された写真であり、メンバーの一端の詳細図である。

図を参照して、本発明の一実施形態に係る測定機器1は、支持デバイス2及び相補的な支持デバイス4を支えるフレーム9を有し、これらの2つの支持デバイス2、4は、同じ軸線A上に整列しており、これらの支持デバイス2、4は、互いに対して反対方向に向いており、測定又は検査されるメンバー3をこれらの支持デバイス2、4の間に受けるように構成されている。フレーム9は、異なる長さのメンバーを測定又は検査することを可能にするために、2つの支持デバイス2、4の間の距離を変化させるための他の取り除くことが可能な要素のスライドデバイスを有している。

支持デバイスは、磁界、又は一変形例においては、電界、又は一変形例においては、電界と磁界の組み合わせを集中させ配向させるように構成する。これによって、一変形例に従って、静磁場及び/又は静電場の力をメンバーに与えることによって、検査又は測定されるメンバー3を集中させる。

好ましい実施形態における図4aに示すように、検査されるメンバー3のアーバー5の第1の端7aが支持デバイス2の1つに当接し、他方の端7bが相補的な支持デバイス4の表面から小空間によって分離されるように測定機器が構成する。この構成は、(一変形例に従って)相補的な支持デバイス4によるものと比較して大きな静磁場及び/又は静電場の引力を支持デバイス2が与えることによって得ることができる。検査されるメンバー3が1つの端のみに当接することによって、摩擦力を減少させ、検査されるメンバーの正確な心合わせが確実になる。これは、検査されるメンバー3を貫通する2つの支持デバイス間の(変形例に依存して)磁界の磁束線及び/又は電界線に依存又はこれに主として依存する。フレーム9は、アーバー5の端7bと支持デバイス4の表面との間の自由空間を最適化するために、一方又は双方の支持デバイスの位置の細密調整を行う手段を有していてもよい。

好ましい一実施形態において、支持デバイスは、磁界を集中させ配向させるように構成する。計時器の運動・機構又は他の微小機械的な機構の回転するメンバーを測定又は検査する機器を測定又は検査する磁気的な部品を使用することは、好ましい。なぜなら、低摩擦を伴う相当に大きい局所的な力を発生させることができるからである。これによって、少なくとも1つの強磁性又は非常に透磁性のアーバーを有する回転する計時器の車セットが、互いに引力がはたらく2つの平行な磁気双極によって作られる磁界によって連続的な平衡状態に保持されることを可能にする。

相補的な支持デバイス4は、前記理由によってわずかに異なる電界強度を有すること以外は支持デバイス2と同じ原理に従う構造を有していてもよい。検査されるメンバー3の構造に起因して、検査されるメンバー3の一方の端が他方よりも強く引きつけられるような場合は、2つの表面デバイスも同一であることができる。

図2a及び2bを参照する。本発明の一実施形態に係る支持デバイス2は、支持体6、支持体6に取り付けられるフィールド集中要素10、及びフィールド発生器8を有する。好ましい一実施形態において、フィールド発生器は磁石を有する。この磁石も支持体6に取り付けられていてもよい。磁石の機能が完全に果たされることを前提に、支持体の幾何学的構成に依存して、磁石を支持体6の外に取り付けることもできる。すなわち、要求される強度の磁界をフィールド集中要素10に与えるように構成する。

支持体6は、フィールド発生器8又はその一部を収容し又はこのフィールド発生器8が挿入されるような空洞13を備えた本体12と、支持体におけるフィールド集中要素のアセンブリ及びポジショニングのために構成するハウジング15を有することができる。支持体6は、さらに、支持部16と、及びワーク面20を備える端片18とを有する端壁14を備え、ハウジング15へのアクセスを与える開口を閉じる端壁14を有することができる。

一変形例では、フィールド集中要素10のアセンブリのためのハウジング15へと、空洞13の側面を介してアクセス可能であることができる。この場合、端壁14は、本体12と一体成形されていてもよい。ワーク面20を、一変形例において、フィールド集中要素10の軸方向端面28に直接設けて一体成形されたものとすることができる。

好ましい一実施形態では、ハウジング15は円筒状の壁を有し、端壁14は、端片18を固定する中央オリフィスを有する実質的に円形の円盤の形に作られる。

ワーク面20の材料は、良好な機械的性質がある材料であって、特に高い硬度及び良好な摩擦特性を有する材料から選択される。これらの基準に適合する材料の例としては、コランダム、ダイヤモンド、及び他の貴重な結晶性の石、及び特定のセラミックス材料がある。端片18を形成するために、貴重な天然石を使用することができる。あるいは、変形例では、プラズマ蒸着又はCVD(化学蒸着)のような既知の堆積技術によって合成層を設けることができる。

磁石8は、永久磁石又は電磁石の形態で作られていてもよい。この第2の変形例において、本体12に形成される空洞13の外側に、誘導コイルを設けることができ、磁性材料で作られた挿入物によって磁界が形成される。磁性材料とは、すなわち、100以上の高い最大透磁率を有する材料である。挿入物は、空洞13内に収容され、フィールド集中要素のベース部22の軸方向ベース面26に当接し又はこれの近傍にある。

別の実施形態において、支持デバイス2は、磁石の代わりに、電界を与える電界発生器(例、電気的キャパシター)であってもよく、電界集中要素10が電界を集中させるために使用される。この実施形態では、非磁性のメンバー又は低透磁率のメンバーの測定又は検査のために、支持デバイスを使用することができる。別の実施形態において、支持デバイスは、測定又は検査されるメンバーを心合わせするための電界及び磁界を与えるための磁界発生器及び電界発生器の双方又は一方とすることができる。

測定装置は、磁界又は電界をオン又はオフに切り替え、場の強度を時間にわたって検査する検査システムを備えた電気回路を有していてもよい。

図2a、2b、図3a、3bを参照する。支持デバイス2は、ベース部22及び集束部24を有するフィールド集中要素10を有する。ベース部22は、その周囲30bで平均幅又は直径D2を有する軸方向ベース面26を有する。フィールド集中要素の他方の端において、集束部24は、直径D2よりも小さな直径D1を備えた軸方向端面28を有する。ベース部22は、曲面33によって集束部に接続されている。好ましい一実施形態において、曲面33には連続的形状がある。すなわち、不連続性がない。そして、特定の一実施形態において、この曲面は、実質的に円形状のレンズの形を有し、その曲率半径Rは一定であっても可変であってもよい。一変形例では、曲面33の輪郭は、楕円又は放物線の形であり、その曲がった部分の半径は、集束部24の側で大きくなっている。軸方向端面28とベース部22の間の距離を定義する軸方向高さHは、曲率半径Rよりも大きい。この部分に、集束部24を連結する曲面が接線方向で接続されていてもよい。一実施形態において、集束部24は円柱形の区画を有し、軸方向端面28は、支持デバイスの軸Aに垂直な平坦又は実質的に平坦な表面を有する。

ベース部22は、フィールド集中要素が支持体6に固定されることを可能にする軸方向の厚みを有する。ベース部22は、支持体に支持デバイスを固定するように構成する異なる形状とすることができる。図3aは、基板部分を有するフィールド集中要素10を示しており、基板部分は、フランジ34と、図2aに示すような相補的な形状のハウジングに埋め込まれた段部を形成する断面減少区画30aとを有する。フランジ34には、本体12におけるフィールド集中要素10の方向をセットするために、偏光部(例、平面部分38)を設けることができる。この偏光部の特徴は、ハウジング15にフィールド集中要素が置かれ、測定又は検査されるメンバー3の回転から発生する回転磁力に起因して、偏光素子がない状態においてフィールド集中要素が回転する可能性があるような変形例において有用である。曲面33及び集束部の円柱状の拡張部分によって、磁束の集束を特に最適化するが、高い点の局所的な飽和を防ぎながら、最適な方法で電界の集中をも最適化する。実際に、円環状又は実質的に円環状の形状によって、フィールド集中要素10の端部における非常に減少した直径D1に集束することが可能になる。この部分におけるフィールド線が、軸方向端面28に接近して軸方向端面28を軸線方向Aに整列し、測定又は制御されるメンバー3に対して軸線Aのまわりで集中し軸の方向に配向した高密度の磁界又は電界を与えることが可能になる。

特に計時器運動の可動アーバーを測定又は検査する装置のための好ましい一実施形態において、軸方向端面の直径D1が0.15〜0.6mmであり、ベース部22の直径又は幅D2が2〜3mmであり、曲率半径Rが1.5〜3mm、例えば、2mmであり、また、軸方向端面とベース部の間の高さHは、1〜2mm、例えば、1〜1.5mmである。

測定機器1は、例えば、人間の目に可視か不可視かにかかわらず電磁波スペクトルに対する光学カメラを有する光学的な検査又は測定装置に装備されていてもよい。これは、例えば、X線又は赤外線の装置である。また、測定機器1は、超音波などを使用して固体の形状を検知する他の手段に装備されていてもよい。好ましいことに、本発明に係る測定装置は、測定又は制御されるメンバーに障害物がない視野を提供することができる。

磁界を使用する特定の一実施形態において、AFK502軟鋼を磁界集中要素に、また、1テスラを超える飽和磁界の希土類磁石を磁界発生器に使用することができる。

電界を利用する特定の一実施形態において、磁石の代わりに電気的キャパシターを使用することができ、例えば、金めっきした材料のような導電材料によって、フィールド集中要素を形成したり、フィールド集中要素をカバーすることができる。

最後に、変形実施形態によれば、集束部が磁気的に不均質であって回転軸近くでは高い透磁率を有するものとすることができる。

本発明の利点は、次の特徴を含む。 −高い測定効率 −測定条件の再現性 −回転する計時器の車セット(プレート、アーバー、バランスバネなど)の傾き誤りの±0.15%までの正確な動的測定 −回転する計時器の車セット(プレート、アーバー、バランスバネなど)の集まり偏心誤りの±0.005mmまでの正確な動的測定 −磁気撮像装置の単純な較正及び検査 −控えめな大きさ −容易な運動 −各部分の非常に単純な実装 −パルス空気による作動される回転の可能性 −部品の幾何学的構成のいずれも支持体によって隠されない −傾き、重い計時器の部品の集まること、及び偏心誤りを測定できる可能性 −不均衡な計時器の部品の傾き、心合わせ、及び偏心誤りを測定できる可能性 −異なる部品構成に支持体を適応させるための端片の交換性

1 測定装置 2 支持デバイス 10 フィールド集中要素 22 ベース部 26 軸方向ベース面 38 偏光部 24 集束部 28 軸方向端面 33 曲面 6 支持体 12 本体 13 空洞 15 ハウジング 14 端壁 16 支持部 18 端片 20 ワーク面 8 フィールド発生器 磁石/電気的キャパシター 4 相補的な支持デバイス 3 測定又は検査されるメンバー 5 アーバー 7a 第1の端 7b 他方の端