JP2016061682A - Contact type displacement gauge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、接触子を用いた接触式変位計に関する。 The present invention relates to a contact displacement meter using a contact.
一般に、接触式変位計は、対象物の表面に当接されるとともに一方向に直線的に移動可能な接触子を有する(例えば、特許文献1参照)。 In general, a contact displacement meter has a contact that is in contact with the surface of an object and is linearly movable in one direction (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1の測長センサ(接触式変位計)は、棒状の可動部およびホルダを含む。可動部の先端には、検査対象物に接触させる接触子が設けられる。ホルダは、可動部を挿抜可能に保持する。この測長センサにおいては、ホルダ内に設けられたコイルのインダクタンスの変化を利用して、ホルダに対する可動部の変位量が算出される。
The length measuring sensor (contact displacement meter) of
特許文献1の測長センサにおいては、一方向に伸縮可能な蛇腹状の樹脂部材からなるダストブーツが可動部に取り付けられている。ダストブーツにより塵埃等がホルダ内に入ることが防止されている。
In the length measurement sensor of
しかしながら、特許文献1に記載されているような蛇腹状のゴム部材は耐久性が低い。そのため、測長センサを長期間使用すると、ゴム部材が劣化する。特に、ホルダ内にエアを供給することにより可動部を変位させるように測長センサを構成する場合には、ゴム部材が破裂する可能性がある。
However, the bellows-like rubber member described in
本発明の目的は、耐久性が向上された接触式変位計を提供することである。 An object of the present invention is to provide a contact displacement meter with improved durability.
(1)本実施の形態に係る接触式変位計は、内部空間および開口部を有するケーシングと、ケーシングの内部空間から開口部を通してケーシングの外部に突出するとともに一方向に進退可能に設けられた接触子と、ケーシングの内面と接触子の外面との間に装着されるシール部材と、ケーシングの内部空間にエアを供給することにより接触子を押し出すように構成されたエア供給部とを備え、シール部材は、エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合に接触子の外面とケーシングの内面との間を封止し、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合に内部空間のエアを開口部を通して外部に放出させるように構成される。 (1) A contact displacement meter according to the present embodiment includes a casing having an internal space and an opening, and a contact that protrudes from the internal space of the casing through the opening to the outside of the casing and is capable of moving back and forth in one direction. And a seal member mounted between the inner surface of the casing and the outer surface of the contact, and an air supply unit configured to push out the contact by supplying air to the internal space of the casing. The member seals between the outer surface of the contact and the inner surface of the casing when air is not supplied from the air supply unit to the internal space, and the air in the internal space when air is supplied from the air supply unit to the internal space. Is released to the outside through the opening.
この接触式変位計においては、接触子がケーシングの内部空間から開口部を通してケーシングの外部に突出する。ケーシングの内面と接触子の外面との間にシール部材が装着される。エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合、接触子の外面とケーシングの内面との間がシール部材により封止される。一方、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合、接触子が一方向に押し出されるとともに、内部空間のエアが開口部を通して外部に放出される。 In this contact displacement meter, the contact protrudes from the internal space of the casing through the opening to the outside of the casing. A seal member is mounted between the inner surface of the casing and the outer surface of the contact. When air is not supplied from the air supply unit to the internal space, the space between the outer surface of the contact and the inner surface of the casing is sealed with a seal member. On the other hand, when air is supplied from the air supply unit to the internal space, the contact is pushed out in one direction, and the air in the internal space is released to the outside through the opening.
この場合、内部空間にエアが供給されないときには接触子の外面とケーシングの内面との間が封止されるので、ケーシングの内部空間にほとんど液体および粉塵が侵入しない。また、内部空間に液体および粉塵が僅かに侵入した場合でも、液体および粉塵は測定対象物の測定時に内部空間から放出されるエアにより内部空間の外部に排出される。これにより、内部空間に液体および粉塵が蓄積することが防止される。この構成によれば、内部空間に液体および粉塵が侵入することを防止するために耐久性が低い蛇腹状のゴム部材を接触式変位計に設けることが不要となる。その結果、接触式変位計の耐久性を向上させることができる。 In this case, when air is not supplied to the internal space, the space between the outer surface of the contact and the inner surface of the casing is sealed, so that almost no liquid and dust enter the internal space of the casing. Even when liquid and dust slightly enter the internal space, the liquid and dust are discharged to the outside of the internal space by the air released from the internal space when the measurement object is measured. This prevents liquid and dust from accumulating in the internal space. According to this configuration, it is not necessary to provide the contact displacement meter with a bellows-like rubber member having low durability in order to prevent liquid and dust from entering the internal space. As a result, the durability of the contact displacement meter can be improved.
(2)シール部材は、接触子の外面を取り囲むように形状復元力を有する弾性部材により形成され、接触子の外面に接触する内壁部と、ケーシングの内面に接触する外壁部とを有し、内壁部は、開口部側に位置する第1の端部と内部空間側に位置する第2の端部とを有し、外壁部は、開口部側に位置する第3の端部と内部空間側に位置する第4の端部とを有し、第1の端部と第3の端部とは離間し、第2の端部と第4の端部とは連結され、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合に第1の端部と第3の端部とが近づくことにより接触子の外面と内壁部との間およびケーシングの内面と外壁部との間の少なくとも一方に隙間が形成されてもよい。 (2) The seal member is formed of an elastic member having a shape restoring force so as to surround the outer surface of the contactor, and has an inner wall part that contacts the outer surface of the contactor, and an outer wall part that contacts the inner surface of the casing, The inner wall portion has a first end portion located on the opening portion side and a second end portion located on the inner space side, and the outer wall portion is a third end portion located on the opening portion side and the inner space. A fourth end portion located on the side, the first end portion and the third end portion are separated from each other, the second end portion and the fourth end portion are connected, and the air supply portion When air is supplied to the internal space, the first end and the third end approach each other, so that at least one between the outer surface and the inner wall portion of the contactor and between the inner surface and the outer wall portion of the casing. A gap may be formed.
この構成によれば、エア供給部から内部空間にエアが供給された場合には、エアの圧力によりシール部材の内壁部の第1の端部と外壁部の第3の端部とが近づく。それにより、接触子の外面と内壁部との間およびケーシングの内面と外壁部との間の少なくとも一方に隙間が形成される。一方、エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合には、シール部材の弾性部材の形状復元力により、内壁部の第1の端部と外壁部の第3の端部とが離間する。それにより、接触子の外面と内壁部とが接触し、ケーシングの内面と外壁部とが接触する。そのため、接触子の外面とケーシングの内面との間に隙間が形成された状態(以下、開放状態と呼ぶ)と、接触子の外面とケーシングの内面との間の封止状態とを簡単な構成で切り替えることができる。 According to this configuration, when air is supplied from the air supply unit to the internal space, the first end portion of the inner wall portion of the seal member and the third end portion of the outer wall portion approach each other due to the pressure of the air. Thereby, a clearance gap is formed in at least one between the outer surface and inner wall part of a contactor, and the inner surface and outer wall part of a casing. On the other hand, when air is not supplied from the air supply portion to the internal space, the first end portion of the inner wall portion and the third end portion of the outer wall portion are separated by the shape restoring force of the elastic member of the seal member. Thereby, the outer surface and inner wall part of a contactor contact, and the inner surface and outer wall part of a casing contact. Therefore, a simple configuration includes a state in which a gap is formed between the outer surface of the contact and the inner surface of the casing (hereinafter referred to as an open state) and a sealed state between the outer surface of the contact and the inner surface of the casing. Can be switched.
(3)内壁部および外壁部は、断面略U字形状または略V字形状をなしかつ環状開口および環状稜線を有するように一体的に形成され、シール部材は、環状開口が開口部を向きかつ環状稜線が内部空間に位置するように配置されてもよい。 (3) The inner wall portion and the outer wall portion are integrally formed so as to have a substantially U-shaped or substantially V-shaped cross section and have an annular opening and an annular ridgeline, and the seal member has an annular opening facing the opening and You may arrange | position so that a cyclic | annular ridgeline may be located in internal space.
この場合、シール部材は一体的に形成されるので、シール部材の形成、取り扱いおよびケーシングへの取り付けを容易に行なうことができる。 In this case, since the seal member is integrally formed, the seal member can be easily formed, handled, and attached to the casing.
(4)内壁部は、内部空間に面する傾斜面を有し、傾斜面は、第2の端部側から第1の端部側へ接触子に漸次近づくように傾斜してもよい。 (4) The inner wall portion may have an inclined surface facing the internal space, and the inclined surface may be inclined so as to gradually approach the contact from the second end portion side to the first end portion side.
この場合、エア供給部から内部空間にエアが供給されたときに、エアがシール部材の傾斜面を押すことにより内壁部の第1の端部と外壁部の第3の端部とが近づきやすくなる。これにより、シール部材をより容易に封止状態から開放状態にすることができる。 In this case, when air is supplied from the air supply portion to the internal space, the first end portion of the inner wall portion and the third end portion of the outer wall portion are likely to approach each other by pressing the inclined surface of the seal member. Become. Thereby, a sealing member can be made into an open state from a sealing state more easily.
(5)接触式変位計は、接触子をケーシングに引き込む方向に付勢する付勢部材をさらに備えてもよい。 (5) The contact displacement meter may further include an urging member that urges the contact in a direction in which the contact is drawn into the casing.
この場合、接触子が付勢部材により付勢される。それにより、エア供給部から内部空間にエアが供給されない場合に、簡単な構成で接触子をケーシングに引き込まれた位置に戻すことができる。 In this case, the contact is biased by the biasing member. Accordingly, when air is not supplied from the air supply unit to the internal space, the contact can be returned to the position where it is drawn into the casing with a simple configuration.
(6)接触式変位計は、ケーシングの内部において、シール部材と開口部との間に配置される粉塵捕獲用シールをさらに備えてもよい。 (6) The contact displacement meter may further include a dust capturing seal disposed between the seal member and the opening inside the casing.
この場合、開口部からケーシングの内部空間に侵入する粉塵が粉塵捕獲用シールにより捕獲される。そのため、内部空間に侵入する粉塵の量を低減することができる。 In this case, dust entering the internal space of the casing from the opening is captured by the dust trap. Therefore, the amount of dust that enters the internal space can be reduced.
(7)接触式変位計は、一方向に並ぶ複数の透光部を有し、接触子とともに一方向に移動可能に構成されたスケールと、スケールに非平行光を照射する投光部と、スケールの複数の透光部を透過した非平行光を受光し、受光信号を出力する受光部と、受光部の受光信号を処理する処理部とをさらに備え、ケーシングは、一端に開口部を有する筒形部材であり、投光部、スケールおよび受光部は、一方向と交差する方向に並ぶようにケーシングの内部空間に配置されてもよい。 (7) The contact-type displacement meter has a plurality of light-transmitting parts arranged in one direction, and a scale configured to be movable in one direction together with the contact, a light projecting part that irradiates the scale with non-parallel light, The casing further includes a light receiving section that receives non-parallel light transmitted through the plurality of light transmitting sections of the scale and outputs a light receiving signal, and a processing section that processes the light receiving signal of the light receiving section, and the casing has an opening at one end. It is a cylindrical member, and a light projection part, a scale, and a light-receiving part may be arrange | positioned in the internal space of a casing so that it may rank with the direction which cross | intersects one direction.
この場合、光を平行化するためのコリメータレンズ等の光学素子を投光部とスケールとの間に設ける必要がない。これにより、接触子の移動方向に直交する方向において接触式変位計を小型化することができる。 In this case, it is not necessary to provide an optical element such as a collimator lens for collimating the light between the light projecting unit and the scale. Thereby, a contact-type displacement meter can be reduced in the direction orthogonal to the moving direction of a contactor.
(8)接触式変位計は、ケーシングと処理部との間に接続されるケーブルをさらに備え、ケーブルは、受光部の受光信号を処理部に伝送する信号線と、エア供給部により供給されるエアをケーシング内に導く通路とを含んでもよい。 (8) The contact displacement meter further includes a cable connected between the casing and the processing unit, and the cable is supplied by a signal line that transmits a light reception signal of the light receiving unit to the processing unit and an air supply unit. And a passage for guiding air into the casing.
この場合、信号線およびエアの通路がケーブルに設けられるので、信号線およびエアの通路をコンパクトにまとめることができる。また、信号線およびエアの通路が複雑に絡まることが防止される。これにより、接触式変位計の取り扱い性を向上させることができる。 In this case, since the signal line and the air passage are provided in the cable, the signal line and the air passage can be combined in a compact manner. Further, it is possible to prevent the signal line and the air passage from being tangled. Thereby, the handleability of a contact-type displacement meter can be improved.
本発明によれば、接触式変位計の耐久性を向上することができる。 According to the present invention, the durability of the contact displacement meter can be improved.
(1)接触式変位計の構成
図1は、本発明の一実施の形態に係る接触式変位計の構成を示すブロック図である。図2は、図1の接触式変位計の測定ヘッドを示す図である。図2(a)は測定ヘッドの分解斜視図を示し、図2(b)は測定ヘッドのケーシング内の構成を示し、図2(c)は図2(b)のA部の拡大図を示す。以下、本実施の形態に係る接触式変位計100について、図1および図2を参照しながら説明する。
(1) Configuration of Contact Displacement Meter FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a contact displacement meter according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a measuring head of the contact displacement meter of FIG. 2A shows an exploded perspective view of the measuring head, FIG. 2B shows a configuration inside the casing of the measuring head, and FIG. 2C shows an enlarged view of a portion A in FIG. 2B. . Hereinafter, a
図1に示すように、接触式変位計100は、ケーシング10、接触子20、投光部30、受光部40、スケール50、制御部60、表示部70、中継部80およびケーブル90,91を含む。ケーシング10は、内部空間Vを有する筒形部材である。ケーシング10の一端には、開口部Hが形成される。ケーシング10、接触子20、投光部30、受光部40およびスケール50により測定ヘッド100Hが構成される。
As shown in FIG. 1, the
測定ヘッド100Hは、ケーブル90を介して中継部80に接続される。中継部80には、ケーシング10の内部空間Vにエアを供給するためのエア供給部86が設けられる。ケーブル90には、複数の信号線およびエアを内部空間Vに導く通路が含まれる。中継部80は、ケーブル91を介して表示部70に接続される。
The measuring
本例においては、中継部80に制御部60が設けられる。この場合、制御部60をケーシング10内に設ける必要がないので、ケーシング10を小型化することができる。また、制御部60を配置するための他の配置領域を設ける必要がない。これにより、接触式変位計100を小型化することができる。さらに、中継部80にエア供給部86が設けられているので、エア供給部86により供給されるエアにより制御部60を冷却することが可能になる。
In this example, the
測定ヘッド100Hにおいて、接触子20は、内部空間Vから開口部Hを通してケーシング10の外部に突出するとともに一方向に進退可能にケーシング10に取り付けられる。以下、一方向をX方向と呼ぶ。本例においては、ケーシング10は接触子20と略同程度の外径を有する。したがって、測定ヘッド100Hは、全体として細長い形状を有する。それにより、狭い空間を通して測定対象物の変位を測定することが可能となる。また、測定ヘッド100Hの保管および携帯を容易に行うことができる。
In the
図2(a),(b)に示すように、ケーシング10は、本体ケーシング10a、保持ケーシング10b、先端ケーシング10cおよびカバー10dを含む。また、ケーシング10には、シール部材1,11,12が設けられるとともに、図示しない防水用の他のシール部材が複数設けられる。本例では、シール部材1は例えばパッキンであり、シール部材11は例えばOリングであり、シール部材12は例えば粉塵捕獲用シール(ダストシール)である。
As shown in FIGS. 2A and 2B, the
本体ケーシング10aは、略円筒形状を有する。本体ケーシング10aの内側に図1の内部空間Vが形成される。本体ケーシング10aの内部空間Vには、スケール保持部13、光学系保持部14、バネ15、投光部30、受光部40およびスケール50が収納される。
The
保持ケーシング10bおよび先端ケーシング10cは、略円筒形状を有する。カバー10dは、底部に円形の開口部Hが形成されたカップ形状を有する。本例においては、本体ケーシング10aの内部空間Vの容積は、保持ケーシング10b、先端ケーシング10cおよびカバー10dの各々の内部の容積よりも大きい。
The holding
接触子20は、接触部21、シャフト部22およびベアリング部23を含む。以下、シャフト部22の一端を先端と呼び、シャフト部22他端を後端と呼ぶ。接触部21はシャフト部22の先端に取り付けられ、ベアリング部23はシャフト部22の略中央部に取り付けられる。シャフト部22には後端部からバネ15が嵌められるとともに、スケール保持部13が取り付けられる。バネ15は測定ヘッド100Hの後端に向けて接触子20を付勢するように設けられる。スケール50は、長尺状の板部材からなり、スケール保持部13により保持される。スケール50は、例えばガラスにより形成される。
The
本体ケーシング10aの内部から先端に突出するように保持ケーシング10bが取り付けられる。本体ケーシング10aの内部空間Vにスケール保持部13、光学系保持部14、バネ15、投光部30、受光部40およびスケール50が収容された状態で、シール部材11を介して保持ケーシング10bの先端に先端ケーシング10cが取り付けられる。シール部材11より保持ケーシング10bと先端ケーシング10cとの間が密封される。接触子20のシャフト部22の先端および接触部21は先端ケーシング10cの先端から突出する。先端ケーシング10cの内周面とシャフト部22の外周面との間にシール部材1が装着される。
The holding
カバー10dは、底部が測定ヘッド100Hの先端を向く状態で、先端ケーシング10cの先端に取り付けられる。接触子20のシャフト部22の先端および接触部21はカバー10dの底部の円形の開口部Hから突出する。カバー10dの内周面とシャフト部22の外周面との間にシール部材12が配置される。
The
本体ケーシング10aの後端にケーブル90が接続される。図1の中継部80からケーブル90の通路を通して本体ケーシング10aの内部空間Vにエアが供給される。供給されたエアの圧力により、接触部21が測定対象物に当接するまで接触子20およびスケール50がケーシング10に対して一体的にX方向に押し出される。
A
図2(c)に示すように、光学系保持部14は、接触子20に平行に延びる2つの支持片14a,14bを有する。光学系保持部14の一方の支持片14aの内側の面には、投光部30および電気回路31が取り付けられる。電気回路31は、投光部30に電力を供給する。一方、光学系保持部14の他方の支持片14bの内側の面には、図2(b)の回路基板41を介して受光部40が取り付けられる。光学系保持部14の2つの支持片14a,14b間にスケール50が配置される。
As shown in FIG. 2C, the optical
この状態で、スケール保持部13および光学系保持部14がケーシング10に収容される。これにより、ケーシング10内で投光部30および受光部40がスケール50を挟んで対向する。スケール50は、投光部30の光軸に略直交するように配置される。スケール50は複数のスリット51を有する。各スリット51には、固有の番号が付与されている。
In this state, the
投光部30は、例えばLED(発光ダイオード)である。投光部30は、LD(レーザダイオード)等の他の発光素子であってもよい。投光部30には、光を平行化するためのコリメータレンズ等の光学素子が設けられない。したがって、投光部30から出射された光は、所定の角度で広がりながらスケール50の一部のスリット51を通過して受光部40により受光される。
The
受光部40は、X方向に配列された複数の受光素子を有するラインセンサである。複数の受光素子が複数の画素を構成する。本例においては、各受光素子はCMOS(相補性金属酸化膜半導体)である。各受光素子は、CCD(電荷結合素子)等の他の素子であってもよい。
The
受光部40は、X方向に配列される複数の画素からなる受光面を有する。受光部40の受光面は、投光部30の光軸に略直交するように配置される。受光部40からは、受光面上での受光量分布を示すアナログの電気信号(以下、受光信号と呼ぶ)が回路基板41およびケーブル90を通して図1の中継部80に設けられた制御部60に出力される。
The
この構成によれば、光を平行化するためのコリメータレンズ等の光学素子を投光部30とスケール50との間に設ける必要がない。これにより、X方向において測定ヘッド100Hを小型化することができる。
According to this configuration, it is not necessary to provide an optical element such as a collimator lens for collimating light between the light projecting
図1に示すように、制御部60は、CPU(中央演算処理装置)61、メモリ62、A/D(アナログ/デジタル)変換器63を含む。受光部40から出力される受光信号は、A/D変換器63により一定のサンプリング周期でサンプリングされるとともにデジタル信号に変換される。
As shown in FIG. 1, the
A/D変換器63から出力されるデジタル信号は、受光量分布を示す受光データとしてメモリ62に順次蓄積される。また、メモリ62には、接触子20の変位を算出するための変位算出プログラムが記憶される。
The digital signal output from the A /
メモリ62に蓄積された受光データは、CPU61に与えられる。CPU61は、メモリ62により与えられた受光データに基づいて接触子20の変位算出プログラムを実行する。これにより、接触子20の変位を算出するための変位算出処理が実行される。表示部70は、例えば7セグメント表示器により構成される。表示部70はドットマトリクス表示器により構成されてもよい。CPU61は、ケーブル91を通して変位算出処理により算出された接触子20の変位を表示部70に表示させる。
The received light data stored in the
本例においては、一組のケーシング10、接触子20、投光部30、受光部40およびスケール50により一の測定ヘッド100Hが構成される。複数組のケーブル90,91および中継部80を用いて、複数の測定ヘッド100Hを一の表示部70にそれぞれ接続することが可能である。この構成によれば、測定対象物の複数の部分に複数の測定ヘッド100Hの複数の接触子20をそれぞれ当接させることにより、測定対象物の複数の部分の厚みを同時に測定することができる。また、複数の測定ヘッド100Hによる測定値に基づいて、測定対象物の厚みの最大値、最小値、平均値または平坦度等を評価値として得ることができる。
In this example, one set of the
測定値または評価値を示すデータは、メモリ62に記憶される。また、CPU61は、図示しないインタフェースを通してデータを外部に与えることができる。本例においては、CPU61は、BCD(Binary Corded Decimal)出力を外部のプログラマブルコントローラに与えることができる。また、CPU61は、外部のパーソナルコンピュータまたはプログラマブルコントローラとRS−232C規格に従うシリアル通信を行うことができる。
Data indicating the measurement value or the evaluation value is stored in the
(2)中継部
図3は、中継部80の分解斜視図である。図4は、中継部80の縦断面図である。図3および図4に示すように、中継部80は、筐体部81、蓋体部83およびエア供給部86を含む。
(2) Relay Unit FIG. 3 is an exploded perspective view of the
筐体部81は、底面部および4つの側面部を有し、上部に略矩形の開口81aを有する。筐体部81の1つの側面部には、円形の開口81bが形成される。筐体部81の底面部には、接続部82が形成される。ケーブル90は、シール部材を介して接続部82に接続される。
The
蓋体部83には、図1の制御部60が実装される回路基板84が設けられるとともに、図1のケーブル91が接続される接続部85が形成される。図3および図4の例では、2つの回路基板84が蓋体部83に設けられる。蓋体部83は、筐体部81の開口81aを閉塞するようにシール部材を介して筐体部81に取り付けられる。
1 is provided with a
蓋体部83が筐体部81に取り付けられることにより、回路基板84および制御部60が筐体部81内に収納される。ケーブル90は接続部82を通して筐体部81内の制御部60に接続される。これにより、ケーブル90内に設けられた複数の信号線96により測定ヘッド100Hと制御部60とが接続される。また、ケーブル91は接続部85を通して筐体部81内の制御部60に接続される。
By attaching the
エア供給部86は、閉塞部材86aおよび供給口86bを含む。供給口86bは閉塞部材86aに形成される。閉塞部材86aは、シール部材を介して筐体部81の開口81bを閉塞するように筐体部81の1つの側面部に取り付けられる。図4に示すように、閉塞部材86aには、供給口86bからのエアを開口81bに導く通気孔86hが形成される。
The
図4において、矢印で示すように、エア供給部86の供給口86bから閉塞部材86a内に流入したエアは、閉塞部材86aの通気孔86hおよび筐体部81の開口81bを通って筐体部81の内部に導かれる。筐体部81内のエアは、接続部82に接続されたケーブル90内の通路97を通って図1の測定ヘッド100Hに供給される。供給されたエアの圧力により、図1の接触子20が移動する。
In FIG. 4, as indicated by an arrow, the air that has flowed into the closing
この構成によれば、信号線96およびエアの通路97がケーブル90に設けられるので、信号線96およびエアの通路97をコンパクトにまとめることができる。また、信号線96およびエアの通路97が複雑に絡まることが防止される。これにより、接触式変位計100の取り扱い性を向上させることができる。
According to this configuration, since the
(3)防塵構造
図5は、エアが供給されていない状態における測定ヘッド100Hを示す図である。図5(a)は測定ヘッド100Hの側面図を示し、図5(b)は図5(a)の測定ヘッド100HのB−B線拡大断面図を示す。図6は、エアが供給されている状態における測定ヘッド100Hを示す図である。図6(a)は測定ヘッド100Hの側面図を示し、図6(b)は図6(b)の測定ヘッド100HのC−C線拡大断面図を示す。図7は、シール部材1の拡大断面図である。
(3) Dust-proof structure FIG. 5 is a diagram showing the
図5(b)および図6(b)に示すように、測定ヘッド100Hにおいては、シール部材12が先端ケーシング10cの先端の外面とカバー10dの底部の内面とにより狭持される。これにより、カバー10dの内周面とシャフト部22の外周面との間でシール部材12が固定される。
As shown in FIGS. 5B and 6B, in the measuring
シール部材12の内周面は、シャフト部22がX方向に摺動可能にシャフト部22の外周面と接触する。この状態で、シール部材12は、シャフト部22と先端ケーシング10cとの間を封止する。この場合、開口部Hからケーシング10に侵入する液体および粉塵が捕獲される。そのため、ケーシング10の内部空間Vに侵入する液体および粉塵の量を低減することができる。
The inner peripheral surface of the
シール部材1は、シャフト部22の外周面を取り囲むように配置される。シール部材1は、形状復元力を有する弾性部材(本例ではゴム)により形成される。図7に示すように、シール部材1は、内壁部2および外壁部3を有する。
The
内壁部2は端部E1,E2を有し、外壁部3は端部E3,E4を有する。端部E1と端部E3とは離間する。そのため、端部E1,E3間に環状開口4が形成される。端部E2と端部E4とは連結される。そのため、端部E2,E4間に環状稜線5が形成される。これにより、内壁部2および外壁部3は、断面略U字形状をなすように一体的に形成される。
The
図5(b),図6(b)および図7に示すように、シール部材1は、内壁部2がシャフト部22の外周面に接触し、外壁部3が先端ケーシング10cの内周面に接触するように配置される。本実施の形態においては、外壁部3は、先端ケーシング10cに固定される。
As shown in FIGS. 5B, 6B, and 7, the
ここで、端部E1,E3は開口部H側(先端側)に位置し、端部E2,E4は内部空間V側(後端側)に位置する。したがって、シール部材1は、環状開口4が先端を向きかつ環状稜線5が内部空間Vに位置するように配置される。内部空間Vに面する内壁部2の内周面2sは、端部E2側から端部E1側へシャフト部22に漸次近づくように傾斜する。
Here, the end portions E1 and E3 are located on the opening H side (front end side), and the end portions E2 and E4 are located on the inner space V side (rear end side). Therefore, the
図5(a),(b)における接触子20の位置を初期位置と呼ぶ。バネ15は、接触子20をケーシング10に引き込む方向に付勢する。そのため、測定ヘッド100Hにエアが供給されない場合には、図2(b)のバネ15の付勢力により、接触子20はケーシング10に引き込まれた初期位置に保持される。測定ヘッド100Hにエアが供給される。この場合、エアにより接触子20に与えられる圧力がバネ15により接触子20に与えられる付勢力よりも大きい。これにより、図6(a),(b)に示すように、接触部21が測定対象物に当接するまで接触子20が初期位置からX方向に移動する。
The position of the
図1のエア供給部86から内部空間Vにエアが供給されない場合には、図5(b)に示すように、シール部材1の内壁部2の内周面2sとシャフト部22の外周面とが接触する。この場合、シャフト部22の外周面と先端ケーシング10cの内周面との間がシール部材1により封止される。そのため、開口部Hから内部空間Vに、ほとんど液体および粉塵が侵入しない。シャフト部22の外周面と先端ケーシング10cの内周面とが封止された状態を封止状態と呼ぶ。
When air is not supplied from the
一方、エア供給部86から内部空間Vにエアが供給された場合には、図6(b)に示すように、当該エアの圧力により接触子20が移動する。また、供給されたエアがシール部材1の内壁部2の内周面2sに圧力を加える。これにより、内壁部2の端部E1が外壁部3の端部E3に近づく。本例では、内周面2sは傾斜しているので、エアが内周面2sを押すことにより内壁部2の端部E1と外壁部3の端部E3とがより近づきやすくなる。
On the other hand, when air is supplied from the
この場合、シャフト部22の外周面と内壁部2の内周面2sとの間に微小な隙間が形成される。これにより、図6(b)に矢印で示すように、内部空間Vのエアの一部が開口部Hを通して外部に放出される。シャフト部22の外周面と内壁部2の内周面2sとの間に隙間が形成された状態を開放状態と呼ぶ。
In this case, a minute gap is formed between the outer peripheral surface of the
エアの供給が停止された場合には、シール部材1の弾性部材の形状復元力により、シャフト部22の外周面と内壁部2の内周面2sとの間の状態が開放状態から封止状態に戻る。このように、開放状態と封止状態とを簡単な構成で切り替えることができる。
When the supply of air is stopped, the state between the outer peripheral surface of the
この構成によれば、ケーシング10の内部空間Vにほとんど液体および粉塵が侵入しない。また、内部空間Vに液体および粉塵が僅かに侵入した場合でも、液体および粉塵は測定対象物の測定時に内部空間Vから放出されるエアにより内部空間Vの外部に排出される。その結果、内部空間Vに液体および粉塵が蓄積することが防止される。
According to this configuration, almost no liquid and dust enter the internal space V of the
(4)効果
本実施の形態においては、接触子20がケーシング10の内部空間Vから開口部Hを通してケーシング10の外部に突出する。先端ケーシング10cの内周面とシャフト部22の外周面との間にシール部材1が装着される。エア供給部86から内部空間Vにエアが供給されない場合、シャフト部22の外周面と先端ケーシング10cの内周面との間がシール部材1により封止される。一方、エア供給部86から内部空間Vにエアが供給された場合、接触子20が一方向に押し出されるとともに、内部空間Vのエアが開口部Hを通して外部に放出される。
(4) Effect In the present embodiment, the
この場合、内部空間Vにエアが供給されないときにはシャフト部22の外周面と先端ケーシング10cの内周面との間が封止されるので、ケーシング10の内部空間Vにほとんど液体および粉塵が侵入しない。また、内部空間Vに液体および粉塵が僅かに侵入した場合でも、液体および粉塵は測定対象物の測定時に内部空間Vから放出されるエアにより内部空間Vの外部に排出される。これにより、内部空間Vに液体および粉塵が蓄積することが防止される。この構成によれば、内部空間Vに液体および粉塵が侵入することを防止するために耐久性が低い蛇腹状のゴム部材を接触式変位計100に設けることが不要となる。その結果、接触式変位計100の耐久性を向上させることができる。
In this case, when air is not supplied to the internal space V, the space between the outer peripheral surface of the
(5)他の実施の形態
(a)上記実施の形態において、本体ケーシング10aの内部空間Vへの液体および粉塵の侵入を防止するシール部材12が測定ヘッド100Hに設けられるが、これに限定されない。シール部材12が測定ヘッド100Hに設けられなくてもよい。この場合でも、測定対象物の測定時に本体ケーシング10aから放出されるエアにより内部空間Vの液体および粉塵が外部に排出される。そのため、内部空間Vに液体および粉塵が蓄積することが防止される。
(5) Other Embodiments (a) In the above embodiment, the
(b)上記実施の形態において、シール部材1は断面略U字形状を有するが、これに限定されない。シール部材1は断面略V字形状を有してもよいし、他の断面形状を有してもよい。
(B) In the said embodiment, although the sealing
(c)上記実施の形態において、測定ヘッド100Hの後端に向けて接触子20を加圧する付勢部材としてバネ15が用いられるが、これに限定されない。付勢部材として、ゴム等の弾性体が用いられてもよい。あるいは、付勢部材として磁性体が用いられ、磁力により接触子20がケーシング10に引き込まれてもよい。
(C) In the above embodiment, the
(d)上記実施の形態においては、接触式変位計100は、ケーシング10の内部空間Vにエアが供給されたときにシャフト部22の外周面とシール部材1の内壁部2との間に隙間が形成されるように構成されるが、これに限定されない。接触式変位計100は、ケーシング10の内部空間Vにエアが供給されたときに先端ケーシング10cの内周面とシール部材1の外壁部3との間に隙間が形成されるように構成されてもよい。
(D) In the above embodiment, the
(e)上記実施の形態において、制御部60は、中継部80に設けられるが、これに限定されない。ケーシング10が十分に大きい収容空間を有する場合には、制御部60はケーシング10に収容されてもよい。あるいは、制御部60はケーシング10とは異なるケーシングに収容されてもよい。
(E) In the above embodiment, the
(6)請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
(6) Correspondence between each component of claim and each part of embodiment The following describes an example of a correspondence between each component of the claim and each part of the embodiment. It is not limited.
上記実施の形態においては、内部空間Vが内部空間の例であり、開口部Hが開口部の例であり、ケーシング10がケーシングの例であり、接触子20が接触子の例であり、シール部材1がシール部材の例である。エア供給部86がエア供給部の例であり、接触式変位計100が接触式変位計の例であり、内壁部2が内壁部の例であり、外壁部3が外壁部の例であり、端部E1〜E4がそれぞれ第1〜第4の端部の例である。
In the above embodiment, the internal space V is an example of an internal space, the opening H is an example of an opening, the
環状開口4が環状開口の例であり、環状稜線5が環状稜線の例であり、内周面2sが傾斜面の例であり、バネ15が付勢部材の例であり、シール部材12が粉塵捕獲用シールの例であり、スケール50がスケールの例である。投光部30が投光部の例であり、スリット51が透光部の例であり、受光部40が受光部の例であり、制御部60が処理部の例であり、ケーブル90がケーブルの例であり、信号線96が信号線の例であり、通路97が通路の例である。
The
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 As each constituent element in the claims, various other elements having configurations or functions described in the claims can be used.
本発明は、種々の接触式変位計に有効に利用することができる。 The present invention can be effectively used for various contact displacement meters.
シール部材1,11,12
2 内壁部
2s 傾斜面
3 外壁部
4 環状開口
5 環状稜線
10 ケーシング
10a 本体ケーシング
10b 保持ケーシング
10c 先端ケーシング
10d カバー
13 スケール保持部
14 光学系保持部
14a,14b 支持片
15 バネ
20 接触子
21 接触部
22 シャフト部
23 ベアリング部
30 投光部
30o 光軸
31 電気回路
40 受光部
41,84 回路基板
50 スケール
51 スリット
60 制御部
61 CPU
62 メモリ
63 A/D変換器
70 表示部
80 中継部
81 筐体部
81a,81b 開口
82,85 接続部
83 蓋体部
86 エア供給部
86a 閉塞部材
86b 供給口
86h 通気孔
90,91 ケーブル
96 信号線
97 通路
100 接触式変位計
100H 測定ヘッド
E1〜E4 端部
H 開口部
V 内部空間
DESCRIPTION OF
62 Memory 63 A /
Claims (8)
前記ケーシングの内部空間から前記開口部を通して前記ケーシングの外部に突出するとともに一方向に進退可能に設けられた接触子と、
前記ケーシングの内面と前記接触子の外面との間に装着されるシール部材と、
前記ケーシングの前記内部空間にエアを供給することにより前記接触子を押し出すように構成されたエア供給部とを備え、
前記シール部材は、前記エア供給部から前記内部空間にエアが供給されない場合に前記接触子の外面と前記ケーシングの内面との間を封止し、前記エア供給部から前記内部空間にエアが供給された場合に前記内部空間のエアを前記開口部を通して外部に放出させるように構成される、接触式変位計。 A casing having an internal space and an opening;
A contact provided to protrude from the internal space of the casing to the outside of the casing through the opening and to be able to advance and retreat in one direction;
A seal member mounted between the inner surface of the casing and the outer surface of the contact;
An air supply unit configured to push out the contact by supplying air to the internal space of the casing;
The seal member seals between the outer surface of the contact and the inner surface of the casing when air is not supplied from the air supply unit to the internal space, and air is supplied from the air supply unit to the internal space. A contact displacement meter configured to release air in the internal space to the outside through the opening when it is applied.
前記内壁部は、前記開口部側に位置する第1の端部と前記内部空間側に位置する第2の端部とを有し、前記外壁部は、前記開口部側に位置する第3の端部と前記内部空間側に位置する第4の端部とを有し、前記第1の端部と前記第3の端部とは離間し、前記第2の端部と前記第4の端部とは連結され、
前記エア供給部から前記内部空間にエアが供給された場合に前記第1の端部と前記第3の端部とが近づくことにより前記接触子の外面と前記内壁部との間および前記ケーシングの内面と前記外壁部との間の少なくとも一方に隙間が形成される、請求項1記載の接触式変位計。 The seal member is formed of an elastic member having a shape restoring force so as to surround the outer surface of the contact, and has an inner wall portion that contacts the outer surface of the contact, and an outer wall portion that contacts the inner surface of the casing. ,
The inner wall has a first end located on the opening side and a second end located on the inner space side, and the outer wall is a third end located on the opening side. An end portion and a fourth end portion located on the inner space side, wherein the first end portion and the third end portion are separated from each other, and the second end portion and the fourth end portion Are connected to
When air is supplied from the air supply unit to the internal space, the first end and the third end approach each other, so that the contact between the outer surface of the contact and the inner wall and the casing The contact displacement meter according to claim 1, wherein a gap is formed in at least one of an inner surface and the outer wall portion.
前記スケールに非平行光を照射する投光部と、
前記スケールの前記複数の透光部を透過した前記非平行光を受光し、受光信号を出力する受光部と、
前記受光部の受光信号を処理する処理部とをさらに備え、
前記ケーシングは、一端に前記開口部を有する筒形部材であり、
前記投光部、前記スケールおよび前記受光部は、前記一方向と交差する方向に並ぶように前記ケーシングの前記内部空間に配置される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の接触式変位計。 A scale having a plurality of light-transmitting portions arranged in the one direction, and configured to be movable in the one direction together with the contact;
A light projecting unit for irradiating the scale with non-parallel light;
A light receiving unit that receives the non-parallel light transmitted through the plurality of light transmitting units of the scale and outputs a light reception signal;
A processing unit for processing a light reception signal of the light receiving unit,
The casing is a cylindrical member having the opening at one end,
The contact type according to any one of claims 1 to 6, wherein the light projecting unit, the scale, and the light receiving unit are arranged in the internal space of the casing so as to be aligned in a direction intersecting the one direction. Displacement meter.
前記ケーブルは、前記受光部の受光信号を前記処理部に伝送する信号線と、前記エア供給部により供給されるエアを前記ケーシング内に導く通路とを含む、請求項7記載の接触式変位計。 A cable connected between the casing and the processing unit;
The contact displacement meter according to claim 7, wherein the cable includes a signal line that transmits a light reception signal of the light receiving unit to the processing unit, and a passage that guides the air supplied by the air supply unit into the casing. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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-
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