JP3000202B2 - シグナルゲージ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、部品の形状寸法な
どを自動計測するシグナルゲージの関する。

【０００２】

【従来の技術】同一出願人より出願された特願平４−３
５９７０４号（特公平７−８１８０９号）の発明を更に
改良した発明である。

【０００３】図６および図７は上記特願平４−３５９７
０４号（特公平７−８１８０９号）の図１および図２に
相当し、図６は２つの回路のスイッチ機構を有するシグ
ナルゲージの正面断面図を示しており、図７は図６のＡ
−Ｂ断面を示している。６１はハウシング、６２は測定
軸で、測定軸６２はハウジング６１の右端部の軸受と、
左側内部に固定された軸受板６３の軸受とで摺動自在に
軸受されている。測定軸６２には絶縁体よりなるスイッ
チ本体６４が固定されており、スイッチ本体６４には測
定軸６２の対称位置に測定軸６２の軸心に平行する２個
の穴６５ａ、６５ｂが穿かれており、それぞれ、その左
端部には導電線が図６の紙面で垂直方向に打ち込まれて
固定接点６６ａ，６６ｂを形成し、更に穴６５ａ、６５
ｂには、それぞれボール６７ａ、６７ｂが摺動自在に嵌
合し、更にボールばね６８ａ、６８ｂを圧縮状態で挿入
した上で導電性材料よりなる蓋６９がスイッチ本体６４
に固定されている。

【０００４】ハウジング６１の左端部には調整部本体７
０が固定され、調整部本体７０のめねじ７１ａ、７１ｂ
には、それぞれ調整軸７２ａ，７２ｂがねじ込まれ、調
整軸７２ａ，７２ｂの右端部は絶縁筒７３ａ、７３ｂを
介して調整ピン７４ａ，７４ｂが固定されており、ボー
ル６７ａ，６７ｂに対向している。なお、図７におい
て、７５ａ、７５ｂは蓋６９と軸受板６３間に設けたボ
ール６７ａ、６７ｂの導通用の圧縮コイルばねであり、
７６ａ、７６ｂはスイッチ本体６４と軸受板６３間に設
けた固定接点６６ａ、６６ｂの導通用の圧縮コイルばね
である。

【０００５】次に動作を説明すると、図６において、移
動する被測定物に測定軸６２が接触して、測定軸６２が
圧縮コイルばね７５ａ、７５ｂおよび７６ａ、７６ｂの
圧力に反して図６で左方に変位すれば、測定軸６２と共
にスイッチ本体６４も右方に移動し、ボール６７ａが調
整ピン７４ａで押されて、固定接点６６ａより離間した
瞬間に第一の回路が断たれて第一のＯＦＦ信号を出力す
る。更に、測定軸６２、すなわちスイッチ本体６４が左
方に移動し、ボール６７ｂが調整ピン７４ｂに押され
て、固定接点６６ｂより離間した瞬間に第二の回路が断
たれて第二のＯＦＦ信号を出力する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記構成において、ボ
ール６７ａの穴６５ａへの嵌合に隙間が多いと、ボール
６７ａが固定接点６６ａに当接する位置が繰り返される
度に微少ではあるが変化し、ボール６７ａが調整ピン７
４ａで押されて、固定接点６６ａより離間する位置も変
化するので、第一のＯＦＦ信号が出力する位置精度が低
下する。このために、ボール６７ａの穴６５ａへの嵌合
は隙間を極力少なくする必要があるが、熱変形や経年変
化でボール６７の動きが悪化するおそれがあった。ボー
ル６７ｂと穴６５ｂとの関係でも上記と全く同様の課題
を有した。

【０００７】また、穴６５ａの穿たれるスイッチ本体６
４の材料は通常合成樹脂が使用されるので、使用回数が
増大するとボール６７ａとの摩耗による穴径の拡大も上
記と同じ理由により第一のＯＦＦ信号が出力する位置精
度が低下する要因となった。ボール６７ｂと穴６５ｂと
の関係でも上記と全く同様の課題を有した。

【０００８】更にまた、上記構成ではボール６７ａ、６
７ｂの導通用圧縮コイルばね７５ａ、７５ｂおよび固定
接点６６ａ、６６ｂの導通用圧縮コイルばね７６ａ、７
６ｂと、圧縮コイルのばねの数が多く必要のために、限
られたハウジング断面積内で更に回路数を増加すること
が困難であった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本シグナルゲージは、ハウジングに設けた軸受によ
り摺動自在に軸受され、上記ハウジングの一端より突出
する方向に付勢された測定軸と、上記ハウジング内に上
記測定軸と一体的に設けたスイッチ本体と、上記スイッ
チ本体に上記測定軸と平行に少なくとも一つの貫通穴を
穿ち、上記貫通穴の上記測定軸の突出側と反対側の端部
に固定され、上記貫通穴にゆるく挿入された可動接点と
なるボールを３点で接触支持する手段を備えた３点支持
環と、上記貫通穴内に、上記ボールと、上記ボールを上
記３点支持環に接触させる押圧手段を挿入して上記貫通
穴の測定軸の突出側の端部を覆う手段と、上記ハウジン
グの上記測定軸の突出側と反対側の壁部の内側より突出
して上記３点支持環の中心穴を貫通して上記ボールに対
向する固定接点軸とを設け、上記測定軸が付勢に抗して
上記スイッチ本体とともに上記ハウジング内に変位する
と、上記３点支持環の３点支持手段で支持されている上
記ボールに上記固定接点軸の先端が接触してＯＮ信号を
送出するようにしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】実施例について図面を参照して説
明すると、図１は２つの回路のスイッチ機構を有する場
合のシグナルゲージの正面断面図を示し、図２は図１の
Ａ−Ｂで断面にした側面図を示している。図１、図２に
おいて、１は第１のハウシング、２は測定軸で、第１の
ハウジング１の右端部の軸受と、第１のハウジング１の
左側内部に固定された軸受板３の軸受で摺動自在に軸受
されている。測定軸２には絶縁体よりなるスイッチ本体
４が固定されており、スイッチ本体４には測定軸２の対
称位置に測定軸２の軸心に平行する２個の穴５ａ、５ｂ
が穿たれており、それぞれその左端部には図３で示す３
点支持環６が圧入されている。

【００１１】閃３（ａ）は上記３点支持環６の正面断面
の拡大図を、（ｂ）はその側面図を示しており、３点支
持環６は例えば合成樹脂よりなる環６ａに、環６ａの幅
のほぼ中央部に環６ａの中心線とほぼ平行に３本の金属
ピン６ｃ１、６ｃ２、６ｃ３が突出するように植えられ
ている。上記３本のピンの先端部を結ぶ三角形（必ずし
も正三角形の必要はない）は絶縁リング６ａの胴付面６
ｄとほぼ平行である。

【００１２】再び図１に戻ると、更に穴５ａ、５ｂに
は、それぞれ可動接点となるボール７ａ、７ｂが隙間が
あるようにゆるく挿入され、更にボールばね８ａ、８ｂ
を圧縮状態で挿入した上で導電性材料よりなる蓋９がス
イッチ本体４の右端に固定されている。ボール７ａがボ
ールばね８ａに押されて環６ａに植えられた３本のピン
６ｃ１、６ｃ２、６ｃ３の先端部に接触する場合は、球
体の３点接触の原理で球体は必ず同一位置に保持され、
ボール７ａの中心と測定軸２の先端との測定軸心方向の
距離は測定を繰り返しても常に一定である。同様に、ボ
ール７ｂの中心と測定軸２の先端との測定軸中心方向の
距離は測定を繰り返しても常に一定である。

【００１３】ハウジング１の左端部には第２のハウジン
グ１０が固定され、第２のハウジング１０のめねじ１１
ａ、１１ｂには、それぞれ調整軸１２ａ，１２ｂがねじ
込まれ、調整軸１２ａ，１２ｂの右端部は絶縁筒１３
ａ、１３ｂを介して固定接点軸１４ａ，１４ｂが固定さ
れており、ボール７ａ，７ｂに対向している。なお、調
整軸１２ａ，１２ｂの左端の小穴は、調整するためのハ
ンドルを挿入する穴であって、調整軸１２ａ，１２ｂを
回すことによって、予め固定接点軸１４ａ、１４ｂの先
端のボール７ａ、７ｂに対向する距離を調整する。

【００１４】１５は軸受板３に固定された電導リングで
あって、図４にその詳細を示す。図４（ａ）は導電リン
グ１５の正面断面の拡大図を、（ｂ）はその側面図を示
しており、良伝導材料よりなる導電リング１５の一端部
１５ａの内径を可動接点１４ａあるいは１４ｂより少し
小さい穴径とし、かつ外径を薄肉になるようにして、摺
り割り１５ｂ、１５ｃを設け、可動接点軸１４ａ，１４
ｂに挿入して可動接点軸１４ａ，１４ｂが接触しながら
回転、かつ摺動できるようにしてある。図４のようにリ
ード線１６ａ（１６ｂ）がそれぞれの電導リング１５の
フランジ面にはんだ付けされ、図には表わしてないが第
二のハウジング１０を貫通して外部に導かれている。

【００１５】図５は図２のＣ−Ｄ断面図であって、スイ
ッチ本体４には測定軸２の中心とほぼ平行に更に二対の
貫通穴２１ａ、２１ｂが開けられており、それぞれ圧縮
コイルばね２２ａ、２２ｂが納められ、圧縮コイルばね
２２ａ、２２ｂの右端は導電性の蓋９に接し、その少な
くとも一方、例えば２２ｂの左端は非導電性の軸受板３
に植えられたばね受けピン２３で受けられている。ばね
受けピン２３にはリード線２４が接続されて第２のハウ
ジング１０を貫通して外部に導かれている。もう一方の
圧縮コイルばね２２ａの左端は非導電性の軸受板３に当
接しているのみである。上記圧縮コイルばね２２ａおよ
び２２ｂは測定軸２を図１、図５で右方に摺動する力、
すなわち測定軸２に測定圧を与えている。

【００１６】なお、図には表わしてないが、スイッチ本
体４が回転しないように、図１に於て第１のハウジング
１の右端内面に絶縁体を介して回り止め軸を固定し、そ
の軸に蓋９の溝がはめ合うようにしてある。

【００１７】次に動作を説明すると、図１において、移
動する被測定物に測定軸２が接触して、測定軸２が上記
圧縮コイルばね２２ａ、２２ｂの圧力に反して左方に変
位すれば、測定軸２と共にスイッチ本体４も左方に移動
し、ボール７ａが固定接点軸１４ａに接触した瞬間に、
リード線１６ａ、導電リング１５、固定接点軸１４ａ、
ボール７ａ、ボールばね８ａ、蓋９、圧縮コイルばね２
２ｂ、ばね受けピン２３、リード線２４よりなる第一の
回路がＯＮされて第一のＯＮ信号を出力する。

【００１８】更に、測定軸２、すなわちスイッチ本体４
が左方に移動し、ボール７ｂが固定接点軸１４ｂに接触
した瞬間に、リード線１６ｂ、導電リング１５、固定接
点軸１４ｂ、ボール７ｂ、ボールばね８ｂ、蓋９、圧縮
コイルばね２２ｂ、ばね受けピン２３、リード線２４よ
りなる第二の回路がＯＮされて第二のＯＮ信号を出力す
る。上記の場合、蓋９よりリード線２４に至る信号回路
は、上記第一の回路と上記第二の回路とで共通に使用し
ている。

【００１９】上記の実施例は２つの回路のスイッチ機構
を有する場合であったが、１つの回路の場合は勿論、更
に多くの回路のスイッチ機構を有するシグナルゲージが
要求されても、リード線１６ｎ、導電リング１５、固定
接点軸１４ｎ、ボール７ｎ、ボールばね８ｎよりなる第
ｎの回路を増設すればよい。

【００２０】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されているような効果を有す
る。

【００２１】ボールがボールばねに押されて３点支持環
に植えられた３本のピンの先端部に接触する場合は、球
体の３点接触の原理で球体は必ず同一位置に保持される
ので、ボールの中心と測定軸の先端との測定軸心方向の
距離は測定を繰り返しても常に一定であるために極めて
位置精度の高いシグナルゲージが得られる。

【００２２】また、ボールが挿入される穴の寸法精度も
真円度精度も、特に高精度を必要としないので、穴が熱
変形や経年変化で変形してもボールの動きが悪化するこ
とがない。

【００２３】また、ボールの挿入される穴の穿たれるス
イッチ本体は合成樹脂を使用するため、使用回数が増大
するための摩耗による穴径の拡大があっても、信号位置
精度の低下が発生しないので、耐久性が極めてよい。

【００２４】また、従来例のような固定接点軸用の導通
用圧縮コイルばねが、固定接点軸と同軸の導通リングに
置き換わることができるために、スイッチ本体に設けら
れる圧縮コイルばねの数が少なくて済むので、限られた
ハウジング断面積内で回路数を増加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】シグナルゲージの正面断面図である。

【図２】図１のＡ−Ｂで断面にした側面図である。

【図３】（ａ）は３点支持環の正面断面の拡大図、
（ｂ）は側面図である。

【図４】（ａ）は導電リングの正面断面の拡大図、
（ｂ）はその側面図である。

【図５】図２のＣ−Ｄで断面にした正面図である。

【図６】従来のシグナルゲージの正面断面図である。

【図７】図６のＡ−Ｂで断面にした側面図である。

【符号の説明】 １ 第１のハウジング ２ 測定軸 ３ 軸受板 ４ スイッチ本体 ６ ３点支持環 ７ａ、７ｂ ボール ９ 蓋 １０ 第２のハウジング １４ａ、１４ｂ 固定接点軸 １５ 導電リング

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングに設けた軸受により摺動自在
   に軸受され、上記ハウジングの一端より突出する方向に
   付勢された測定軸と、上記ハウジング内に上記測定軸と
   一体的に設けたスイッチ本体と、上記スイッチ本体に上
   記測定軸と平行に少なくとも一つの貫通穴を穿ち、上記
   貫通穴の上記測定軸の突出側と反対側の端部に固定さ
   れ、上記貫通穴にゆるく挿入された可動接点となるボー
   ルを３点で接触支持する手段を備えた３点支持環と、上
   記貫通穴内に、上記ボールと、上記ボールを上記３点支
   持環に接触させる押圧手段を挿入して上記貫通穴の測定
   軸の突出側の端部を覆う手段と、上記ハウジングの上記
   測定軸の突出側と反対側の壁部の内側より突出して上記
   ３点支持環の中心穴を貫通して上記ボールに対向する固
   定接点軸とを設け、上記測定軸が付勢に抗して上記スイ
   ッチ本体とともに上記ハウジング内に変位すると、上記
   ３点支持環の３点支持手段で支持されている上記ボール
   に上記固定接点軸の先端が接触してＯＮ信号を送出する
   ようにしたことを特徴とするシグナルゲージ。